KR101539339B1 - Desalination apparatus and method of desalination - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 증발관; 복수의 열전달 튜브; 스케일 성분 제거수를 생성하도록 미처리 원수에 포함된 적어도 일부분의 스케일 성분을 제거하는 스케일 성분 제거 수단; 고온 증발관 그룹의 각 증발관에서의 열전달 튜브로 공급수로서 스케일 성분 제거수를 공급하는 스케일 성분 제거수 공급 수단; 및 저온 증발관 그룹의 각 증발관에서의 열전달 튜브로 공급수로서 미처리 원수를 공급하는 미처리 원수 공급 수단을 포함하는 담수화 장치 및 상기 담수화 장치를 이용함으로써 담수를 생성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporation apparatus comprising: a plurality of evaporation tubes; A plurality of heat transfer tubes; Scale component removing means for removing at least a part of the scale component included in the raw raw water to generate a scale component elimination number; Scale component elimination water supply means for supplying the scale component elimination water as the supply water to the heat transfer tubes in each evaporation pipe of the high temperature evaporation tube group; And an untreated raw water supply means for supplying untreated raw water as supply water to the heat transfer tubes in the respective evaporation tubes of the low temperature evaporation tube group, and a method of generating fresh water by using the desalination apparatus.

Figure R1020137016487
Figure R1020137016487

Description

담수를 생성하기 위한 담수화 시스템 및 담수화 방법{DESALINATION APPARATUS AND METHOD OF DESALINATION}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a desalination system and a desalination method for generating fresh water,

종래 해수(海水)로부터 음료용수를 생성하는 방법으로서 예를 들면 특허 문헌 1 및 2에 제안되어 있는 방법이 공지되어 있다. 음용 응축수는 나노여과막을 이용하여 원래의 해수(raw seawater)로부터 스케일 성분(scale component)을 제거하고, 스케일 성분이 제거된 해수와 상기 원래의 해수를 혼합하며, 다중효용(multi-effect) 증발기를 이용하여 상기 혼합물을 증류시킴으로써 생성된다.BACKGROUND ART Conventionally known methods for producing beverage water from seawater are proposed, for example, in Patent Documents 1 and 2. The drinking water condensate is obtained by removing a scale component from a raw seawater by using a nanofiltration membrane and mixing the original sea water with the sea component from which the scale component is removed and using a multi- And distilling the mixture.

특허 문헌 1: 일본특허공개 제2003-507183호 공보Patent Document 1: JP-A-2003-507183

특허 문헌 2: 킹 압둘아지즈 시티 포 사이언스 앤 테크놀러지(King Abdulaziz City for Science and Technology), 사우디아라비아, 특허# 1000;30/7/2006.
Patent Document 2: King Abdulaziz City for Science and Technology, Saudi Arabia, Patent # 1000; 30/7/2006.

본 발명에 의해 해결되어야 하는 문제들Problems to be solved by the present invention

특허문헌 #1에 제시된 바와 같이 담수를 생성하기 위한 방법에서, 증발기 내측의 스케일 석출(deposition)은 완전하게 방지될 수 없다. 그 결과, 증발기의 열효율은 악화하고, 음용 응축수를 효율적으로 생성할 수 없게 된다. 한편, 특허문헌 #2의 청구항들 중 하나는 담수 시스템의 특정한 기술 없이 나노여과 사전처리를 이용하는 다중효용 담수화(MED: Multi Effect Distillation) 또는 증기압축 담수화(VCD: Vapour Compression Distillation) 방식의 담수 시스템에 관한 것이다.
In the method for producing fresh water as shown in Patent Document # 1, scale deposition on the inside of the evaporator can not be completely prevented. As a result, the thermal efficiency of the evaporator deteriorates, and the condensed water for drinking can not be efficiently produced. On the other hand, one of the claims of Patent Document # 2 is to use a multi-effect distillation (MED) or vapor compression distillation (VCD) type fresh water system using nanofiltration pretreatment without specific description of the fresh water system .

본 발명은 응축수를 효율적으로 생성할 수 있으면서 스케일의 석출을 방지할 수 있는 특허 문헌 #2에서 청구된 시스템에 근거하는 다중효용 담수장치의 특정 구성을 제공하는 데 있다.
The present invention is to provide a specific configuration of a multi-effluent desalination apparatus based on the system claimed in Patent Document # 2 capable of efficiently producing condensed water while preventing precipitation of scale.

앞서 언급한 본 발명의 목적은 복수의 증발관(蒸發缶)을 구비하는 다중효용 증발기; 및 증기가 통과하는 복수의 열전달 튜브를 포함하고, 상기 복수의 열전달 튜브의 외표면으로 공급수를 공급함으로써 공급수로부터 증기 및 농축 염수가 생성되고; 상기 복수의 증발관은, 선행 증발관에서 발생한 증기가 다음의 증발관에서의 열전달 튜브로 도입되어 증기가 상기 다음의 증발관에서 열원으로서 이용될 수 있는 방식으로, 서로 연결되며; 상기 복수의 증발관은 고온 증발관 그룹과 저온 증발관 그룹으로 분할되고, 상기 고온 증발관 그룹은 담수 시스템의 상류에 배치되고, 상기 저온 증발관 그룹은 담수화 장치의 하류에 배치된다.It is an object of the present invention to provide a multi-effect evaporator having a plurality of evaporators; And a plurality of heat transfer tubes through which steam is passed, wherein steam and concentrated brine are produced from the feed water by supplying feed water to the outer surface of the plurality of heat transfer tubes; The plurality of evaporator tubes are connected to each other in such a way that the steam generated in the preceding evaporator tube is introduced into the heat transfer tube in the next evaporator tube so that the steam can be used as a heat source in the next evaporator tube; The plurality of evaporator tubes are divided into a group of hot evaporator tubes and a group of cold evaporator tubes, the group of hot evaporator tubes is disposed upstream of the fresh water system, and the group of low temperature evaporator tubes are disposed downstream of the desalination apparatus.

상기 담수화 장치는 상기 미처리 원수에 포함된 적어도 일부분의 스케일 성분을 제거하여 스케일 성분 제거수를 생성하는 스케일 성분 제거 수단; 상기 고온 증발관 그룹의 각 증발관에서의 열전달 튜브로 공급수로서 상기 스케일 성분 제거수를 공급하는 스케일 성분 제거수 공급 수단; 및 상기 저온 증발관 그룹의 각 증발관에서의 열전달 튜브로 공급수로서 미처리 원수를 공급하는 미처리 원수 공급 수단을 더 포함한다.Said desalination apparatus comprising: scale component removal means for removing at least a part of scale components included in said untreated raw water to generate a scale component removal number; Scale component elimination water supply means for supplying the scale component elimination water as supply water to the heat transfer tubes in the respective evaporation tubes of the group of the high temperature evaporation tubes; And untreated raw water supply means for supplying untreated raw water as supply water to the heat transfer tubes in the respective evaporation tubes of the group of the low temperature evaporation tubes.

상기 담수화 장치에는 상기 스케일 성분 제거수 공급 수단으로 상기 고온 증발관 그룹에서 생성된 농축 염수의 일부분을 복귀시키는 고온 증발관 그룹용 순환 수단이 제공되는 것이 바람직하다.It is preferable that the desalination apparatus is provided with circulation means for a group of high temperature evaporation tubes for returning a portion of the concentrated brine produced in the high temperature evaporation tube group to the scale component elimination water supply means.

또한, 상기 담수화 장치에는 상기 미처리원수 공급수단으로 상기 저온 증발관 그룹에서 생성된 농축 염수의 일부분을 복귀시키는 저온 증발관 그룹용 순환 수단이 제공되는 것이 바람직하다.It is preferable that the desalination apparatus is provided with circulation means for a group of low temperature evaporation tubes for returning a portion of the concentrated brine produced in the low temperature evaporation tube group to the untreated raw water supply means.

상기 스케일 성분 제거 수단은 나노여과막 장치로 이루어지는 것이 바람직하다.It is preferable that the scale component removing means comprises a nanofiltration membrane device.

또한, 전술한 본 발명의 목적은, 복수의 증발관 및 증기가 통과하는 복수의 열전달 튜브를 포함하는 담수화 장치를 이용하여 담수를 생성하는 방법에 의해 달성되는 것으로서, 상기 복수의 열전달 튜브의 외표면으로 공급수를 공급함으로써 공급수로부터 증기 및 농축 염수를 생성하고; 상기 복수의 증발관은 선행 증발관에서 발생한 증기가 다음의 증발관에서의 열전달 튜브로 도입되어 증기가 상기 다음의 증발관에서 열원으로서 이용될 수 있는 방식으로 서로 연결되며; 상기 복수의 증발관은 고온 증발관 그룹과 저온 증발관 그룹으로 분할되고, 상기 고온 증발관 그룹은 상기 담수화 장치의 상류에 배치되고, 상기 저온 증발관 그룹은 담수화 장치의 하류에 배치된다. 또한, 상기 방법은 상기 미처리 원수에 포함된 적어도 일부분의 스케일 성분을 제거하여 스케일 성분 제거수를 생성하는 스케일 성분 제거 단계; 상기 고온 증발관 그룹의 각 증발관에서의 열전달 튜브로 공급수로서 상기 스케일 성분 제거수를 공급하는 스케일 성분 제거수 공급 단계; 및 상기 저온 증발관 그룹의 각 증발관에서의 열전달 튜브로 공급수로서 미처리 원수를 공급하는 미처리 원수 공급 단계를 포함한다.
The object of the present invention is also achieved by a method of producing fresh water using a desalination apparatus including a plurality of evaporation tubes and a plurality of heat transfer tubes through which steam passes, To produce steam and concentrated brine from the feed water; Wherein the plurality of evaporator tubes are connected to each other in such a way that the steam generated in the preceding evaporator tube is introduced into the heat transfer tube in the next evaporator tube so that the steam can be used as a heat source in the next evaporator tube; The plurality of evaporator tubes are divided into a group of high temperature evaporator tubes and a group of low temperature evaporator tubes, the group of high temperature evaporator tubes is disposed upstream of the desalination apparatus, and the group of low temperature evaporator tubes are disposed downstream of the desalination apparatus. In addition, the method may further include a scale component removing step of removing at least a scale component included in the raw raw water to generate a scale component elimination number; A scale component removal water supply step of supplying the scale component removal water as supply water to the heat transfer tubes in each evaporation pipe of the group of the high temperature evaporation tubes; And an untreated raw water supply step of supplying untreated raw water as supply water to the heat transfer tubes in the respective evaporation tubes of the low temperature evaporation tube group.

본 발명은 스케일의 석출을 방지하면서 응축수가 효율적으로 생성될 수 있도록 하는 담수화 장치 및 담수를 생성하는 방법을 제공한다.
The present invention provides a desalination apparatus and a method of generating fresh water, in which condensation water can be efficiently generated while preventing precipitation of scale.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 담수화 장치를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 도 1에 나타낸 담수화 장치를 구성하는 증발관을 개략적으로 나타내는 블록도.
도 3은 염소 성분의 농도가 32,000ppm일 경우, 황산 칼슘의 용해도곱 한계와 농축 염수의 온도 간의 관계를 나타내는 그래프.
도 4는 염소 성분의 농도가 80,000ppm일 경우, 황산 칼슘의 용해도곱 한계와 농축 염수의 온도 간의 관계를 나타내는 그래프.
도 5는 도 1에 나타낸 담수화 장치의 변형 예를 개략적으로 나타내는 볼록도.
도 6은 도 1에 나타낸 담수화 장치의 다른 변형 예를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 7은 도 1에 나타낸 담수화 장치의 또 다른 변형 예를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 8은 도 7에 나타낸 담수화 장치의 변형 예를 개략적으로 나타내는 블록도.1 is a block diagram schematically illustrating a desalination apparatus according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a block diagram schematically showing an evaporation pipe constituting the desalination apparatus shown in Fig. 1; Fig.
3 is a graph showing the relationship between the solubility multiplication limit of calcium sulfate and the temperature of the concentrated brine when the concentration of chlorine component is 32,000 ppm.
4 is a graph showing the relationship between the solubility multiplication limit of calcium sulfate and the temperature of the concentrated brine when the concentration of the chlorine component is 80,000 ppm.
Fig. 5 is a convex view schematically showing a modification of the desalination apparatus shown in Fig. 1; Fig.
Fig. 6 is a block diagram schematically showing another modification of the desalination apparatus shown in Fig. 1; Fig.
Fig. 7 is a block diagram schematically showing still another modification of the desalination apparatus shown in Fig. 1; Fig.
Fig. 8 is a block diagram schematically showing a modification of the desalination apparatus shown in Fig. 7; Fig.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 담수화 장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 담수화 장치(1)의 대략적인 블록도이다. 도 2는 담수화 장치(1)의 증발관(蒸發缶)(20)을 나타내는 개략적인 블록도이다. 도면에서의 각 구성요소들은 부분적으로 확대 및 축소되었으며, 그 구성의 이해를 용이하게 하기 위하여 실제 크기로 나타내지 않았음을 알 수 있다.Hereinafter, a desalination apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a schematic block diagram of a desalination apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. 2 is a schematic block diagram showing an evaporation pipe (evaporation can) 20 of the desalination apparatus 1. As shown in Fig. It will be understood that each component in the figures has been partially enlarged and reduced, and is not drawn to scale to facilitate understanding of its configuration.

도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 담수화 장치(1)에는 다중효용 증발기(2), 보일러 등(미도시)에 의하여 생성된 고온 구동증기를 증발기(2)로 도입시키는 구동증기 덕트(3), 해수 등 미처리 원수를 저장하는 탱크(4), 상기 미처리 원수에 포함된 스케일(scale) 성분을 제거하는 나노여과막 장치(5), 스케일 성분 제거수(scale-component-reduced water) 공급수단(6), 미처리 원수 공급수단(7) 및 응축기(8)가 제공된다.1, the desalination apparatus 1 is provided with a multi-effect evaporator 2, a driving steam duct 3 for introducing the high-temperature driving steam generated by a boiler or the like (not shown) into the evaporator 2, (5) for removing a scale component included in the untreated raw water, a scale-component-reduced water supply means (6) for removing untreated raw water, Untreated raw water supply means 7 and a condenser 8 are provided.

상기 증발기(2)는 복수의 증발관(20)을 직렬로 연결시켜 구성된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 증발관(20) 각각에는 밀폐된 증발챔버(21), 간접식 히터(22) 및 공급수를 분무하기 위한 스프레이 노즐(23)이 제공된다. 상기 증발챔버(21)의 내측 바닥은 농축 염수의 일부분을 저장하는 농축 염수 저장부(24)로서 기능을 한다. 이러한 염수는 열전달 튜브(221)와의 열교환으로 인하여 간접식 히터(22)에서의 열전달 튜브(221)의 외표면으로 스프레이 노즐(23)을 통해 분무된 공급수를 증발시킴으로써 생성된다. 상기 증발 챔버(21)의 내측 바닥은 선행 증발관(20)에서 생성되는 농축 염수를 도입시키기 위한 농축 염수 입구(26a) 및 농축 염수 저장부(24)에 저장된 농축 염수를 다음의 증발관(20)으로 배출하기 위한 농축 염수 출구(26b)가 더 제공된다. 상기 증발 챔버(21)의 상단에는 열전달 튜브(221)와 외부와의 열교환 동작으로 인하여 열전달 튜브(221)의 외표면에 생성되는 증기를 배출하기 위한 증기 출구(25a)가 제공된다.The evaporator (2) is constituted by connecting a plurality of evaporator tubes (20) in series. 2, each of the plurality of evaporation tubes 20 is provided with a sealed evaporation chamber 21, an indirect heater 22, and a spray nozzle 23 for spraying the feed water. The inner bottom of the evaporation chamber 21 functions as a concentrated brine reservoir 24 for storing a portion of the concentrated brine. This brine is generated by evaporating the sprayed water through the spray nozzle 23 to the outer surface of the heat transfer tube 221 in the indirect heater 22 due to heat exchange with the heat transfer tube 221. The inner bottom of the evaporation chamber 21 is connected to the concentrated brine inlet 26a for introducing the concentrated brine produced in the preceding evaporation pipe 20 and the concentrated brine stored in the concentrated brine storage section 24 to the next evaporation pipe 20 And a concentrated brine outlet 26b for discharging the concentrated brine into the brine outlet 26b. A steam outlet 25a for discharging the steam generated on the outer surface of the heat transfer tube 221 due to the heat exchange operation between the heat transfer tube 221 and the outside is provided at the upper end of the evaporation chamber 21.

상기 간접식 히터(22)에는 증발 챔버(21)에 배치된 복수의 열전달 튜브(221), 및 상기 복수의 열전달 튜브(221)의 일단에 각각 연결되는 제1 헤더(header)(222) 및 제2 헤더(223)가 제공된다. 상기 제1 헤더(222)는 열전달 튜브(221)로 증기를 도입시키는 증기 입구(25b) 및 선행 증발관(20)의 열전달 튜브(221)에서 생성된 응축수를 도입시키기 위한 응축수 입구(27a)를 구비한다. 상기 제2 헤더(223)에는 열전달 튜브(221) 내에서의 열교환에 의하여 열전달 튜브(221)에서 생성된 응축수(담수)를 배출하기 위한 응축수 출구(27b)가 제공된다. 상기 제1 헤더(222)에서 보유된 응축수의 양이 소정 양을 초과하는 경우, 응축수는 최하부의 열전달 튜브(221)의 내측을 통해 제2 헤더(223)로 도입된다.The indirect heater 22 is provided with a plurality of heat transfer tubes 221 disposed in the evaporation chamber 21 and a first header 222 connected to one end of the plurality of heat transfer tubes 221, 2 header 223 is provided. The first header 222 includes a steam inlet 25b for introducing steam to the heat transfer tube 221 and a condensed water inlet 27a for introducing the condensed water generated in the heat transfer tube 221 of the preceding evaporation tube 20 Respectively. The second header 223 is provided with a condensed water outlet 27b for discharging the condensed water (fresh water) generated in the heat transfer tube 221 by heat exchange in the heat transfer tube 221. When the amount of the condensed water held in the first header 222 exceeds a predetermined amount, the condensed water is introduced into the second header 223 through the inside of the lowermost heat transfer tube 221.

상기 간접식 히터(22) 위에 배치되는 스프레이 노즐(23)은 열전달 튜브(221)의 외표면 위에 공급수를 분무하기 위한 수단이다.The spray nozzle 23 disposed on the indirect heater 22 is a means for spraying the supply water onto the outer surface of the heat transfer tube 221.

도 1에 나타낸 바와 같이, 전단의 증발관(20)에서 생성된 증기가 열원으로서 인접한 후단의 증발관(20)에서의 열전달 튜브(221)로 공급되도록 상기 증발관(20)은 전단의 증발관(20)에서의 증기 출구(25a)가 증기 덕트(25)를 통해 인접한 후단의 증발관(20)에서의 증기 입구(25b)에 연결되는 방식으로 서로 연결된다. 상기 전단의 증발관(20)에서 생성된 다음, 농축 염수 저장부(24)에 보유되는 농축 염수가 인접한 후단의 증발관(20)에서의 농축 염수 저장부(24)로 공급되도록 상기 전단의 증발관(20)에서의 농축 염수 출구(26b)는 농축 염수 덕트(26)를 통해 인접한 후단의 증발관(20)에서의 농축 염수 입구(26a)에 연결된다. 상기 전단의 증발관(20)에서의 열전달 튜브(221)에서 생성된 다음 제2 헤더(223)에 보유되는 응축수가 인접한 후단의 증발관(20)에서의 간접식 히터(22)의 제1 헤더(222)로 공급되도록 상기 전단의 증발관(20)에서의 응축수 출구(27b)는 응축수 덕트(27)를 통해 인접한 후단의 증발관(20)에서의 응축수 입구(27a)에 연결된다.The evaporation pipe 20 is connected to the front evaporation pipe 20 so that the steam generated in the evaporation pipe 20 at the front end is supplied as a heat source to the heat transfer tube 221 in the adjacent evaporation pipe 20, The steam outlet 25a of the evaporator 20 is connected to the steam inlet 25b of the evaporator 20 adjacent to the evaporator 20 via the steam duct 25. And the concentrated brine stored in the concentrated brine reservoir 24 is generated in the evaporation pipe 20 at the front end so as to be supplied to the concentrated brine reservoir 24 in the adjacent evaporation pipe 20 at the downstream end, The concentrated brine outlet 26b in the tube 20 is connected to the concentrated brine inlet 26a in the adjacent evaporation tube 20 through the concentrated brine duct 26. [ The condensed water retained in the second header 223 generated in the heat transfer tube 221 in the evaporator tube 20 at the front stage is condensed in the first header 223 of the indirect heater 22 in the evaporator tube 20 at the next adjacent stage, The condensed water outlet 27b in the evaporator tube 20 at the front end is connected to the condensate inlet 27a in the evaporator tube 20 adjacent to the rear end through the condensate duct 27 so that the condensed water is supplied to the evaporator tube 222.

보일러 등에 의해 생성되는 구동 증기를 도입시키는 구동 증기 덕트(3)는 최상부 증발관(20)에서의 간접식 히터(22)의 제1 헤더(222)의 증기 입구(25b)에 연결된다. 상기 최상부 증발관(20)에서는 응축수 입구(27a) 및 농축 염수 입구(26a)는 필요하지 않다.The driving steam duct 3 for introducing the driving steam generated by the boiler or the like is connected to the steam inlet 25b of the first header 222 of the indirect heater 22 in the uppermost evaporation pipe 20. The condensate inlet 27a and the concentrated brine inlet 26a are not required in the uppermost evaporation pipe 20.

후술할 응축기(8)에 증기를 도입시키는 증기 배출 덕트(81)는 최하부 증발관(20)에서의 간접식 히터(22)의 제2 헤더(223)의 증기 출구(25a)에 연결되고, 응축수를 외측으로 배출하기 위한 응축수 배출 덕트(90)는 응축수 출구(27b)에 연결된다. 저장된 농축 염수를 외측으로 배출하기 위한 농축 염수 배출 덕트(91)는 증발 챔버(21)의 바닥에 형성된 농축 염수 출구(26b)에 연결된다.The steam discharge duct 81 for introducing steam into the condenser 8 to be described later is connected to the steam outlet 25a of the second header 223 of the indirect heater 22 in the lowermost evaporation pipe 20, The condensed water discharge duct 90 for discharging the condensed water to the outside is connected to the condensed water outlet 27b. The concentrated brine discharge duct 91 for discharging the stored concentrated brine to the outside is connected to the concentrated brine outlet 26b formed at the bottom of the evaporation chamber 21. [

상기 증발기(2)에서의 복수의 증발관(20)은 상류로부터 하류까지 두 그룹으로 분할되는데, 고온 증발관 그룹(2a)은 높은 작동 온도에서 작동되고, 저온 증발관 그룹(2b)은 상대적으로 낮은 작동 온도에서 작동한다. 도 1에 나타낸 배치에서, 고온 증발관 그룹(2a) 및 저온 증발관 그룹(2b) 각각은 8개의 증발관(20)을 구비한다. 고온 증발관 그룹(2a)과 저온 증발관 그룹(2b)의 증발관(20) 개수는 설계 조건 등에 따라 선택될 수 있다.The plurality of evaporator tubes 20 in the evaporator 2 are divided into two groups from upstream to downstream where the group of high temperature evaporator tubes 2a is operated at a high operating temperature and the group of low temperature evaporator tubes 2b are relatively It operates at low operating temperatures. In the arrangement shown in Fig. 1, each of the hot evaporation tube group 2a and the low temperature evaporation tube group 2b has eight evaporation tubes 20. The number of the evaporation tubes 20 of the high-temperature evaporation tube group 2a and the low-temperature evaporation tube group 2b may be selected depending on design conditions and the like.

상기 나노여과막 장치(5)는 스케일 성분 제거수(scale-component-reduced water)를 생성하기 위하여 황산칼슘(CaSO4)의 적어도 일부분을 제거한 스케일(scale) 성분 및 탱크(4)에 보유된 처리되지 않은 해수 등의 원수에 포함된 다른 스케일 성분의 제거를 위한 수단이다. 상기 나노여과막 장치(5)는 탱크(4)와 응축기(8) 사이에 배치된다. 상기 나노여과막 장치(5)는 2가 이온(divalent ion)을 주로 제거하기 위한 기능을 갖는다. 특히, 황산 이온을 효과적으로 제거할 수 있는 나노여과막 장치(5)가 바람직하다.The nanofiltration membrane device 5 comprises a scale component in which at least a portion of the calcium sulfate (CaSO 4 ) has been removed to produce a scale-component-reduced water, It is a means for the removal of other scale components contained in raw water such as unseasoned water. The nanofiltration membrane device (5) is disposed between the tank (4) and the condenser (8). The nanofiltration membrane device 5 has a function of mainly removing divalent ions. Particularly, a nanofiltration membrane device 5 capable of effectively removing sulfate ions is preferable.

상기 스케일 성분 제거수 공급 수단(6)은 상기 나노여과막 장치(5)를 이용하여 미처리 원수로부터 스케일 성분을 제거함으로써 생성되는 스케일 성분 제거수를 공급수로서 고온 증발관 그룹(2a)의 증발관(20)으로 공급하기 위한 수단이다. 상기 스케일 성분 제거수 공급 수단(6)에는 공급 펌프(미도시) 및 상기 고온 증발관 그룹(2a)의 각 증발관(20)의 스프레이 노즐(23)을 나노여과막 장치(5)에 연결하는 스케일 성분 제거수 공급 덕트(61)가 제공된다. 상기 스케일 성분 제거수 공급 덕트(61)의 일부분은, 스케일 성분 제거수 공급 덕트(61)를 통과하는 스케일 성분 제거수가 응축기(8)로 공급된 증기를 응축시키는 쿨란트(coolant)로서 기능 하도록 상기 응축기(8) 내측에 제공되는 쿨러부(cooler portion)(미도시)를 통과하도록 하는 방식으로 구성된다.The scale component eliminating water supplying means 6 supplies the scale component removing water generated by removing the scale component from the untreated raw water by using the nanofiltration membrane device 5 as the supply water to the evaporation pipe 20). The scale component eliminating water supply means 6 is provided with a scale pump for supplying the scale component removing water to the nanofiltration membrane apparatus 5 with a supply pump (not shown) and a spray nozzle 23 of each evaporation pipe 20 of the high- A component removing water supply duct 61 is provided. A part of the scale component elimination water supply duct 61 is connected to the scale component elimination water supply duct 61 so that the scale component elimination water passing through the scale component elimination water supply duct 61 functions as a coolant for condensing the steam supplied to the condenser 8 And a cooler portion (not shown) provided inside the condenser 8 to pass therethrough.

상기 미처리 원수 공급 수단(7)은 공급수로서 탱크(4) 내의 미처리 원수를 저온 증발관 그룹(2b)의 증발관(20)으로 공급한다. 상기 미처리 원수 공급 수단(7)에는 공급 펌프(미도시) 및 저온 증발관 그룹(2b)의 각 증발관(20)의 스프레이 노즐(23)을 탱크(4)에 연결하는 미처리 원수 공급 덕트(71)가 제공된다. 상기 미처리 원수 공급 덕트(71)의 일부분은, 그 미처리 원수 공급 덕트(71)를 통과하는 미처리 원수가 응축기(8)로 공급된 증기를 응축시키는 쿨란트로서 기능 하도록 상기 응축기(8) 내측에 제공되는 쿨러부(미도시)를 통과하도록 하는 방식으로 구성된다.The untreated raw water supply unit 7 supplies untreated raw water in the tank 4 as supply water to the evaporation pipe 20 of the low temperature evaporation pipe group 2b. The untreated raw water supply unit 7 is connected to an untreated raw water supply duct 71 for connecting the spray nozzle 23 of each evaporation pipe 20 of the low temperature evaporation pipe group 2b to the tank 4, Is provided. A portion of the untreated raw water supply duct 71 is provided inside the condenser 8 so that raw raw water passing through the untreated raw water supply duct 71 functions as a coolant for condensing the steam supplied to the condenser 8. [ (Not shown), which is a heat exchanger.

상기 응축기(8)는 나노여과막 장치(5)에 의해 스케일 성분이 제거된 스케일 성분 제거수와 탱크(4)로부터 공급된 미처리 원수를 이용하여 다중효용 증발기(2)의 최하부 증발관(20)의 증기 출구(25a)로부터 배출된 증기를 간접적으로 냉각시킴으로써 응축수를 생성하기 위한 장치이다. 상기 응축수는 덕트(82)를 통해 외측으로 배출된다.The condenser 8 is connected to the bottom of the evaporator 2 of the multi-effect evaporator 2 by using the scale component eliminating water whose scale component has been removed by the nanofiltration membrane device 5 and the untreated raw water supplied from the tank 4 And is a device for generating condensed water by indirectly cooling the steam discharged from the steam outlet 25a. The condensed water is discharged to the outside through the duct (82).

이하 전술한 구조를 갖는 담수화 장치(1)를 이용하여 해수로부터 음용 용수 등으로서 이용가능한 응축수를 생성하는 방법을 설명한다. 먼저, 보일러 등에 의해 생성된 구동 증기는 구동증기 덕트(3)를 통해 증발기(2)로 공급된다. 다음으로, 해수의 적어도 일부분의 스케일 성분이 나노여과막 장치(5)(즉, 스케일 성분 제거 수단)를 이용하여 제거된 스케일 성분 제거수가 스케일 성분 제거수 공급 수단(6)을 통해 공급수로서 고온 증발관 그룹(2a)의 증발관(20)으로 공급된다. 이와 동시에, 스케일 성분이 제거되지 않은 해수(미처리 원수)는 미처리 원수 공급 수단(7)을 통해 공급수로서 저온 증발관 그룹(2b)의 증발관(20)으로 공급된다.A method of generating condensable water usable as drinking water or the like from seawater using the desalination apparatus 1 having the above-described structure will be described below. First, the driving steam generated by the boiler or the like is supplied to the evaporator 2 through the driving steam duct 3. Next, the scale component elimination number, which is obtained by removing the scale component of at least a part of the seawater by using the nanofiltration membrane device 5 (that is, the scale component removing means), is supplied through the scale component elimination water supply means 6 to the high- And is supplied to the evaporation pipe 20 of the tube group 2a. At the same time, the sea water (untreated water) from which the scale components have not been removed is supplied to the evaporation pipe 20 of the low-temperature evaporation tube group 2b as the feed water through the untreated raw water supply means 7.

상기 증발기(2)로 공급된 구동 증기는 고온 증발관 그룹(2a)의 최상부 증발관(20)에서의 열전달 튜브(221)로 도입된다. 상기 스케일 성분 제거수 공급 수단(6)에 의해 공급된 스케일 성분 제거수는 고온 증발관 그룹(2a)의 각 증발관(20)의 스프레이 노즐(23)로 분배된 다음, 공급수로서 각 증발관(20)의 열전달 튜브(221)의 외표면으로 분무 된다. 그럼 다음, 상기 미처리 원수 공급 수단(7)에 의해 공급된 해수(미처리 원수)는 저온 증발관 그룹(2b)의 각 증발관(20)의 스프레이 노즐(23)로 분배된 다음, 공급수로서 각 증발관(20)의 열전달 튜브(221)의 외표면으로 분무 된다.The driving steam supplied to the evaporator 2 is introduced into the heat transfer tube 221 in the uppermost evaporation pipe 20 of the high-temperature evaporator tube group 2a. The scale component removal water supplied by the scale component removal water supply means 6 is distributed to the spray nozzles 23 of each evaporation pipe 20 of the high temperature evaporation pipe group 2a and then supplied to the respective evaporation pipes And is sprayed onto the outer surface of the heat transfer tube 221 of the heat exchanger 20. Next, the sea water (untreated water) supplied by the untreated raw water supply unit 7 is distributed to the spray nozzles 23 of the evaporation pipe 20 of the low temperature evaporation pipe group 2b, And is sprayed onto the outer surface of the heat transfer tube 221 of the evaporation pipe 20.

상기 고온 증발관 그룹(2a)에서의 최상부 증발관(20)의 열전달 튜브(221)의 외표면으로 분무된 상기 스케일 성분 제거수는 열전달 튜브(221)의 내측을 통과하는 구동 증기와 열교환 하고, 상기 스케일 성분 제거수의 일부분은 증발한다. 그럼 다음, 상기 증기는 중간의 하류 증발관(20)에서의 열전달 튜브(221)로 열원으로서 공급된다. 상기 열전달 튜브(221)의 외표면에서 증발되지 않은 스케일 성분 제거수는 증가한 염분(salinity)을 갖는 농축 염수로 된다. 상기 농축 염수는 열전달 튜브(221)의 외표면을 따라 아래로 흐른 다음, 상기 증발 챔버(21)의 바닥에 저장된다. 이어서, 상기 농축 염수는 농축 염수 덕트(26)를 통해 농축 염수 출구(26b)로부터 중간의 하류 증발관(20)으로 공급된다. 상기 열전달 튜브(221)의 내측을 통과하는 구동 증기는 그 열전달 튜브(221)의 외표면으로 분무된 스케일 성분 제거수와 열교환 함으로써 응축수로 변환된 다음, 간접식 히터(22)의 제2 헤더(223)에 저장된다. 상기 응축수는 응축수 덕트(27)를 통해 간접식 히터(22)의 중간의 하류 증발관(20)에서의 제1 헤더(222)로 공급된다.The scale component removing water sprayed on the outer surface of the heat transfer tube 221 of the upper evaporation pipe 20 in the high temperature evaporation tube group 2a is heat-exchanged with the driving steam passing through the inside of the heat transfer tube 221, A portion of the scale component removal water evaporates. Then, the steam is supplied as a heat source to the heat transfer tube 221 in the intermediate downstream evaporation tube 20. The number of scale components that have not evaporated on the outer surface of the heat transfer tube 221 becomes concentrated brine having an increased salinity. The concentrated brine flows down along the outer surface of the heat transfer tube 221 and is then stored at the bottom of the evaporation chamber 21. The concentrated brine is then supplied from the concentrated brine outlet 26b through the concentrated brine duct 26 to the middle downstream vaporizer 20. The driving steam passing through the inside of the heat transfer tube 221 is converted into condensed water by heat exchange with the scale component removing water sprayed on the outer surface of the heat transfer tube 221, 223). The condensed water is supplied through the condensate duct 27 to the first header 222 in the middle downstream evaporation pipe 20 of the indirect heater 22.

상기 고온 증발관 그룹(2a)의 최상부 증발관(20) 다음의 증발관(20)에 있어서, 상기 스프레이 노즐(23)로부터 열전달 튜브(221)의 외표면으로 분무된 스케일 성분 제거수와 이전 증발관(20)(최상부 증발관)에서 생성되고, 열전달 튜브(221)를 통과하는 증기 사이에서 열교환이 이루어진다. 이러한 과정은 증기 및 농축 염수를 생성하고, 또한 열전달 튜브(221)에서 응축수를 생성한다. 이러한 동일한 과정은 고온 증발관 그룹(2a)의 이어지는 증발관(20)들에서 연속하여 실행된다. 상기 저온 증발관 그룹(2b)에서의 최상부 증발관(20)의 열전달 튜브(221)의 외표면으로 분무된 해수(미처리 원수)는 고온 증발관 그룹(2a)에서의 최하부 증발관(20)에서 생성되고, 상기 열전달 튜브(221)의 내측을 통과하는 증기와 열교환 한다. 이러한 열교환을 통해, 해수(미처리 원수)의 일부분은 증기로 변환되고, 나머지는 증가한 염분 농도를 갖는 농축 염수로 된다. 상기 열전달 튜브(221)의 내측을 통과하는 증기는 응축수로 변환된다. 상기 저온 증발관 그룹(2b)에서의 최상부 증발관(20) 다음의 증발관(20)에 있어서, 상기 열전달 튜브(221)의 외표면으로 스프레이 노즐(23)로부터 분무된 해수(미처리 원수)와 선행 증발관(20)(최상부 증발관(20))에서 생성되고, 열전달 튜브(221)의 내측을 통과하는 증가 사이에서 열교환이 이루어진다. 이러한 과정은 열전달 튜브(221)에서 응축수뿐만 아니라 증기와 농축 염수를 생성한다. 이러한 과정은 저온 증발관 그룹(2b)의 다른 증발관(20)들에서 연속하여 실행된다.In the evaporation pipe 20 following the uppermost evaporation pipe 20 of the high temperature evaporation pipe group 2a, the number of scaling components sprayed from the spray nozzle 23 to the outer surface of the heat transfer tube 221, Heat exchange occurs between the vapor passing through the heat transfer tube 221, which is generated in the tube 20 (top evaporation tube). This process produces steam and concentrated brine and also produces condensate in the heat transfer tube 221. This same process is continuously executed in successive evaporation tubes 20 of the hot evaporation tube group 2a. The sea water sprayed to the outer surface of the heat transfer tube 221 of the uppermost evaporation tube 20 in the low temperature evaporation tube group 2b flows into the lowermost evaporation tube 20 in the high temperature evaporation tube group 2a And heat-exchanges with steam passing through the inside of the heat transfer tube 221. Through this heat exchange, a portion of the seawater (untreated water) is converted to steam and the remainder becomes concentrated brine having an increased salinity concentration. The steam passing through the inside of the heat transfer tube 221 is converted into condensed water. In the evaporation pipe 20 following the uppermost evaporation pipe 20 in the low temperature evaporation pipe group 2b, seawater (untreated raw water) sprayed from the spray nozzle 23 to the outer surface of the heat transfer tube 221 Heat exchange occurs between the increase in the amount of heat generated in the preceding evaporation tube 20 (top evaporation tube 20) and passing through the inside of the heat transfer tube 221. This process produces steam and concentrated brine as well as condensate in the heat transfer tube 221. This process is continuously executed in the other evaporation tubes 20 of the low temperature evaporator tube group 2b.

상기 증발기(2)의 각 증발관(20)의 열전달 튜브(221)에서 생성된 응축수는 응축수 덕트(27)를 통해 하류 증발관(20)에 연속하여 공급된다. 최종적으로, 상기 응축수는 응축수 배출 덕트(90)를 통해 증발기(2)에서의 최하부 증발관(20)의 응축수 출구(27b)로부터 배출된다. 상기 증발기(2)의 최하부 증발관(20)에서의 열전달 튜브(221)의 외표면에 생성된 증기는 증기 배출 덕트(81)를 통해 응축기(8)로 공급되어 응축수로 변환된 다음, 상기 덕트(82)를 통해 배출된다. 상기 증발기(2)로부터 배출된 응축수 및 상기 응축기(8)로부터 배출된 응축수는 공정 용수로서 뿐만 아니라 음용 용수로서 이용되며, 전자 산업과 같은 다양한 산업에 이용될 수 있다.Condensate generated in the heat transfer tube 221 of each evaporation tube 20 of the evaporator 2 is continuously supplied to the downstream evaporation tube 20 through the condensate duct 27. Finally, the condensed water is discharged through the condensate discharge duct 90 from the condensed water outlet 27b of the lowermost evaporation pipe 20 in the evaporator 2. The steam generated on the outer surface of the heat transfer tube 221 in the lowermost evaporation pipe 20 of the evaporator 2 is supplied to the condenser 8 through the steam exhaust duct 81 and is converted into condensed water, (82). The condensed water discharged from the evaporator 2 and the condensed water discharged from the condenser 8 are used not only as process water but also as drinking water and can be used in various industries such as the electronics industry.

상기 증발기(2)의 최하부 증발관(20)에 저장된 농축 염수의 일부분은 농축 염수 배출 덕트(91)를 통해 농축 염수 출구(26b)로부터 외측으로 배출된다.A portion of the concentrated brine stored in the lowermost evaporation pipe 20 of the evaporator 2 is discharged outward from the concentrated brine outlet 26b through the concentrated brine discharge duct 91. [

이러한 실시 예의 담수화 장치(1)에서, 나노여과막 장치(5)를 이용하여 해수로부터 스케일 성분을 제거함으로써 공급수로서 스케일 성분 제거수를, 스케일이 용이하게 형성되게 작동 온도가 높으며 이에 따라 증발 및 응축을 실행하는 고온 증발관 그룹(2a)의 증발관(20)으로 공급함으로써 응축수가 생성된다. 이러한 장치는 각 증발관(20)의 열전달 튜브(221)에서의 스케일 석출 등을 용이하게 방지한다.In the desalination apparatus 1 of this embodiment, by removing the scale component from the seawater by using the nanofiltration membrane device 5, the number of the scale component removed water as the supply water is increased so that the scale is easily formed, To the evaporation pipe (20) of the high-temperature evaporator tube group (2a) which executes the condensation water. Such an apparatus easily prevents scale precipitation or the like in the heat transfer tube 221 of each evaporating tube 20. [

이러한 실시 예에서, 상기 나노여과막 장치(5)를 이용하여 해수로부터 스케일 성분을 제거함으로써 준비된 스케일 성분 제거수 이외의 해수는 저온 증발관 그룹(2b)의 증발관(20)으로 직접적으로 공급되고, 이에 따라 다량의 응축수가 전체 담수화 장치(1)에 의하여 효율적으로 생성될 수 있으며, 상기 나노여과막 장치(5)의 작동 부하를 감소시킬 수 있다. 해수가 공급되는 저온 증발관 그룹(2b)의 열전달 튜브(221)는, 황산칼슘과 같은 스케일 성분이 열전달 튜브의 표면이나 다른 부위에 석출될 수 있는 온도보다 훨씬 낮은 온도에서 동작하기 때문에, 스케일이 석출될 우려는 없다.In this embodiment, seawater other than the scale component elimination water prepared by removing the scale component from the seawater by using the nanofiltration membrane device 5 is directly supplied to the evaporation pipe 20 of the low temperature evapotranspiration tube group 2b, Accordingly, a large amount of condensed water can be efficiently generated by the entire desalination device 1, and the operation load of the nanofiltration membrane device 5 can be reduced. Since the heat transfer tube 221 of the low temperature evaporator tube group 2b to which seawater is supplied operates at a temperature much lower than the temperature at which a scale component such as calcium sulfate can be deposited on the surface of the heat transfer tube or other parts, There is no possibility of precipitation.

전술한 바와 같이, 상기 증발관(20)에서의 열전달 튜브(221)의 표면 및 다른 부위에서의 스케일 석출은 방지될 수 있다. 그 결과, 상기 열전달 튜브(221)의 열교환 효율의 감소는 방지될 수 있고, 응축수는 해수와 같은 미처리 원수로부터 효율적으로 생성될 수 있다. 또한, 상기 스케일의 석출이 방지될 수 있기 때문에, 상기 증발기(2)고 공급된 구동 증기의 온도는 더 상승할 수 있으며, 상당히 높은 작동 온도 및 높은 농축 상태에서 증발관(20)을 구동시킬 수 있으며, 이에 따라 다량의 응축수를 효율적으로 생성할 수 있다.As described above, scale precipitation on the surface and other portions of the heat transfer tube 221 in the evaporation tube 20 can be prevented. As a result, a decrease in the heat exchange efficiency of the heat transfer tube 221 can be prevented, and the condensed water can be efficiently generated from untreated raw water such as seawater. Further, since the precipitation of the scale can be prevented, the temperature of the drive steam supplied to the evaporator 2 can further rise, and the evaporation tube 20 can be driven at a considerably high operating temperature and high concentration So that a large amount of condensed water can be efficiently generated.

이에 대하여 본 발명자는 아래와 같이 용해도곱(solubility product)을 산출함으로써 전술한 효과를 확인하였다. 미처리 원수로서 이용되는 해수는 23,000ppm의 염소 성분, 480ppm(0.012 mol/L)의 칼슘 성분 및 3,200ppm(0.033 mol/L)의 황산 이온 성분을 포함한다. 상기 나노여과막 장치(5)를 이용함으로써 해수로부터 소정의 스케일 성분이 제거된 스케일 성분 제거수는 20,000ppm의 염소 성분, 180ppm(0.0045 mol/L, 제거율: 62.5%)의 칼슘 성분 및 100ppm(0.001 mol/L, 제거율: 97%)의 황산 이온 성분)을 포함한다.On the other hand, the present inventor confirmed the above-mentioned effect by calculating the solubility product as follows. The seawater used as untreated raw water contains 23,000 ppm of a chlorine component, 480 ppm (0.012 mol / L) of calcium component and 3,200 ppm (0.033 mol / L) of sulfate ion component. The number of scale components removed from the seawater by using the nanofiltration membrane device 5 was 20,000 ppm chlorine, 180 ppm (0.0045 mol / L, 62.5%) calcium component and 100 ppm (0.001 mol / L, removal rate: 97%) sulfate ion component).

이와 같은 스케일 성분 제거수가 1.6의 농축률로 되도록 증발농축 처리되는 경우, 황산 칼슘의 용해도곱은 (칼슘 성분)×(황산 이온 성분) = 0.0045×1.6×0.001×1.6 = 0.000012이다. 이에 대하여 농축 염수의 온도가 125℃이고, 염소 성분 농도가 32,000ppm(20,000×1.6)인 경우, 황산 칼슘의 용해도곱 한계는 농축 염수의 용해도곱 한계와 온도 간의 관계를 나타낸 도 3의 그래프로부터 알 수 있듯이 약 0.0003이다. 도 3은 미국 내무성 염수국(Office of Saline Water)의 테크니컬 데이터북(OSW14.16 Page 1A, 14.16 Page 1B)에 근거하여 얻어진 결과를 나타낸 것이다. 그러나 이러한 데이터는 용해도곱 한계를 결정하도록 미처리 원수와 농축 염수에서의 황산 칼슘(무수(anhydrous))을 용해시킴으로써 측정되고, 이에 따라 스케일 성분 제거수가 공급수로서 처리되는 경우에 직접적으로 적용하는데 무리가 있다. 염소 성분의 농도를 이용하여 기준으로 해서 비교할 경우, 미국 내무성 염수국의 데이터는 스케일 성분 제거수보다도 보다 엄밀한 조건하에 있다. 따라서, 더욱 정확한 용해도곱 한계를 판단하는데 편의상 문제는 없다. 용해도곱 한계를 더욱 정확히 평가하기 위하여 공급수의 이온 강도를 기준으로 해서 이용할 수도 있다.When the concentration of the scale component removed is such that the concentration is evaporated to a concentration of 1.6, the solubility product of calcium sulfate (calcium component) x (sulfate ion component) = 0.0045 x 1.6 x 0.001 x 1.6 = 0.000012. In contrast, when the temperature of the concentrated brine is 125 ° C and the concentration of the chlorine component is 32,000 ppm (20,000 × 1.6), the solubility multiplication limit of calcium sulfate is calculated from the graph of FIG. 3 showing the relationship between the solubility multiplication limit of the concentrated brine and the temperature It is about 0.0003 as can be. Figure 3 shows the results obtained based on the Technical Data Book of the US Office of Saline Water (OSW14.16 Page 1A, 14.16 Page 1B). However, this data is measured by dissolving calcium sulfate (anhydrous) in the raw water and concentrated brine to determine the solubility multiplication limit, so that it is unreasonable to apply it directly when the scale component removal water is treated as feed water have. Compared with baseline using chlorine concentrations, data from US Domestic Saltwater Pollution are more stringent than scale factor removals. Therefore, there is no problem in determining the more accurate solubility product limit. The ionic strength of the feed water may also be used as a basis for more accurate assessment of the solubility product limit.

전술한 바와 같이, 1.6의 농축비율을 갖는 스케일 성분 제거수를 담수 처리하는 경우, 황산칼슘의 용해도곱(0.000012)은 용해도곱 한계(약 0.0003)보다 충분히 낮다. 따라서, 125℃와 같이 높은 온도에서 증발관(20)을 구동시키기 위하여 증발기(2)로 구동 증기가 공급되더라도, 스케일 석출이 발생할 가능성은 없다. 도 3으로부터 명확히 알 수 있듯이, 농축 염수의 온도가 149℃이고, 염소 성분의 농도가 32,000ppm일 경우, 황산 칼슘의 용해도곱 한계는 약 0.0002이다. 따라서, 125℃더욱더 뜨거운 149℃의 구동 증기가 증발관(20)을 구동시키도록 증발기(2)로 공급되더라도, 스케일의 석출은 발견되지 않는다. 따라서, 상기 증발기(2)는 더욱 높은 온도에서 구동될 수 있다.As described above, when the scale component removal water having a concentration ratio of 1.6 is treated with fresh water, the solubility product (0.000012) of calcium sulfate is sufficiently lower than the solubility product limit (about 0.0003). Therefore, even if the driving steam is supplied to the evaporator 2 to drive the evaporator 20 at a high temperature such as 125 ° C, there is no possibility of scale precipitation. As can be clearly seen from Fig. 3, when the temperature of the concentrated brine is 149 DEG C and the concentration of the chlorine component is 32,000 ppm, the solubility multiplication limit of calcium sulfate is about 0.0002. Therefore, even if the driving steam at 149 DEG C, which is even hotter at 125 DEG C, is supplied to the evaporator 2 to drive the evaporation pipe 20, precipitation of scale is not found. Therefore, the evaporator 2 can be driven at a higher temperature.

상기 스케일 성분 제거수가 그의 농축 비율이 4가 될 때까지 증발 농축 처리되는 경우, 황산 칼슘의 용해도곱은 (칼슘 성분)×(황산 이온 성분) = 0.0045×4×0.001×4 = 0.000072이다. 상기 농축 염수 온도가 125℃이고, 염소 성분의 농도가 80,000ppm(20,000ppm×4)인 경우, 용해도곱 한계와 농축 염수 온도 간의 관계를 나타내는 도 4의 그래프에서 알 수 있듯이, 황산 칼슘의 용해도곱 한계는 약 0.0007이다. 도 3에서와 같이, 도 4에서의 그래프는 미국 내무성 염수국(Office of Saline Water)의 테크니컬 데이터 북(OSW14.16 Page 1A, 14.16 Page 1B)에 근거하여 얻어진 결과를 나타낸 것이다.When the scale component removal water is concentrated by evaporation until its concentration ratio is 4, the solubility product of calcium sulfate (calcium component) x (sulfate ion component) = 0.0045 x 4 x 0.001 x 4 = 0.000072. As can be seen from the graph of FIG. 4 which shows the relationship between the solubility multiplication limit and the concentration of saline water when the concentration of saline water is 125 ° C. and the concentration of chlorine is 80,000 ppm (20,000 ppm × 4), the solubility product of calcium sulfate The limit is about 0.0007. As in FIG. 3, the graph in FIG. 4 shows the results obtained based on the Technical Data Book of the US Office of Saline Water (OSW 14.16 Page 1A, 14.16 Page 1B).

전술한 바와 같이, 스케일 성분 제거수의 농축 비율이 4인 경우라도, 황산 칼슘의 용해도곱(0.000072)은 용해도곱 한계(약 0.0007)보다 충분히 낮다. 따라서, 125℃와 같이 높은 온도를 갖는 구동 증기가 증발관(20)을 구동시키기 위하여 증발기(2)로 공급되더라도, 스케일이 석출될 가능성이 없음을 명확히 알 수 있다. 농축 염수 온도가 149℃이고, 염소 성분의 농도가 80,000ppm인 경우, 용해도곱 한계는 도 4에서 알 수 있듯이 약 0.0005이다. 따라서, 스케일 성분 제거수의 농축 비율이 4이고, 125℃보다 높은 149℃의 온도를 갖는 구동 증기가 증발관(20)을 구동시키기 위하여 증발기(2)로 공급되더라도, 스케일이 석출될 가능성은 없다,As described above, even when the concentration ratio of the scale component removal water is 4, the solubility product (0.000072) of calcium sulfate is sufficiently lower than the solubility multiplication limit (about 0.0007). Thus, it can be clearly seen that even if the driving steam having a high temperature such as 125 캜 is supplied to the evaporator 2 for driving the evaporation tube 20, the scale is not likely to be precipitated. When the concentrated brine temperature is 149 占 폚 and the concentration of the chlorine component is 80,000 ppm, the solubility multiplication limit is about 0.0005 as shown in Fig. Therefore, even if the concentration ratio of the scale component elimination water is 4 and the driving steam having a temperature of 149 DEG C higher than 125 DEG C is supplied to the evaporator 2 for driving the evaporation pipe 20, there is no possibility of scale precipitation ,

본 발명의 담수화 장치(1)의 일 실시예를 전술하였지만, 본 발명의 특정 구성은 앞의 실시 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 담수화 장치(1)에는 고온 증발관 그룹(2a)에서 생성된 농축 염수의 일부분을 스케일 성분 제거수 공급 수단(6)으로 복귀시키도록 고온 증발관 그룹용 순환 수단(28), 및 저온 증발관 그룹(2b)에서 생성된 농축 염수를 미처리 원수 공급 수단(7)으로 복귀시키도록 저온 증발관 그룹용 순환 수단(29)이 제공될 수 있다. 상기 고온 증발관 그룹용 순환 수단(28)에는 순환 펌프(미도시) 및 고온 증발관 그룹(2a)의 최하부 증발관(20)의 바닥을 스케일 성분 제거수 공급 덕트(61)와 연결하도록 고온 증발관 그룹용 순환 덕트(28a)가 제공된다. 상기 저온 증발관 그룹용 순환 수단(29)에는 순환 펌프(미도시) 및 저온 증발관 그룹(2b)의 최하부 증발관(20)의 바닥을 미처리 원수 공급 덕트(71)와 연결하도록 저온 증발관 그룹용 순환 덕트(29a)가 제공된다. 상기 고온 증발관 그룹용 순환 덕트(28a)와 저온 증발관 그룹용 순환 덕트(29a)가 각각 연결되고, 설계 조건에 따라 적절히 선택될 수 있게 증발관(20)에 대한 제한은 없다. 또한, 상기 스케일 성분 제거수 공급 덕트(61)와 미처리 원수 공급 덕트(71)가 증발관(20)에 연결되는 위치는 선택될 수 있다.Although one embodiment of the desalination apparatus 1 of the present invention has been described above, the specific configuration of the present invention is not limited to the foregoing embodiment. 5, the desalination apparatus 1 is provided with a high-temperature evaporator tube group 2a for returning a portion of the concentrated brine produced in the high-temperature evaporator tube group 2a to the scale component elimination water supply means 6, Circulation means 29 for the group of low temperature evaporator tubes may be provided so as to return the concentrated brine produced in the low temperature evaporator tube group 2b and the circulating means 28 for the low temperature evaporator tube group 2b to the untreated raw water supply means 7. [ The circulation means 28 for the hot evaporation tube group is connected to a circulation pump (not shown) and the bottom of the lowermost evaporation tube 20 of the high-temperature evaporation tube group 2a to be connected to the scale component elimination water supply duct 61, A circulating duct 28a for a tube group is provided. The circulation means 29 for the group of low temperature evaporator tubes is connected to a low temperature evaporator tube group (not shown) so as to connect the bottom of the lowermost evaporator tube 20 of the circulation pump (not shown) and the low temperature evaporator tube group 2b to the untreated raw water supply duct 71 A circulating duct 29a is provided. There is no restriction on the evaporator tube 20 so that the circulation duct 28a for the high temperature evaporator tube group and the circulation duct 29a for the low temperature evaporator tube group are connected to each other and can be appropriately selected according to the design conditions. The position where the scale component elimination water supply duct 61 and the raw water supply duct 71 are connected to the evaporation pipe 20 can be selected.

이러한 구성에서, 상기 고온 증발관 그룹(2a)에서 생성된 농축 염수의 일부분은 그 고온 증발관 그룹(2a)의 증발관(20)의 열전달 튜브(221)의 표면에 분무 되기 전에 고온 증발관 그룹용 순환 수단(28)을 통해 스케일 성분 제거수 공급 수단(6)으로부터 공급된 스케일 성분 제거수와 혼합될 수 있다. 이는 나노여과막 장치(5)로부터 고온 증발관 그룹(2a)으로 공급되는 스케일 성분 제거수의 양을 감소시킨다. 따라서, 상기 나노여과막 장치(5)의 작동 부하는 감소할 수 있고, 담수는 효율적으로 생성될 수 있다. 또한, 상기 고온 증발관 그룹(2a)에서 생성된 농축 염수의 온도가 고온 증발관 그룹(2a)으로 공급된 스케일 성분 제거수의 온도보다 높기 때문에, 각 증발관(20)의 스프레이 노즐(23)을 통해 열전달 튜브(221)로 분무된 공급수의 온도는 스케일 성분 제거수 공급 수단(6)으로 농축 염수를 복귀시킴으로써 상승할 수 있다. 그 결과, 공급수와 열전달 튜브(221)의 내측을 통과하는 증기 간의 온도 차는 감소할 수 있다. 따라서, 상기 증발관(20)에서 발생하는 증기의 양은 증가할 수 있고, 음용이나 다른 목적을 위한 농축수는 해수와 같은 미처리 원수로부터 효율적으로 생성될 수 있다.In this configuration, a portion of the concentrated brine produced in the high-temperature evaporator tube group 2a is introduced into the high-temperature evaporator tube group 2a before being sprayed on the surface of the heat-conducting tube 221 of the evaporator tube 20 of the high- Can be mixed with the scale component elimination water supplied from the scale component elimination water supply means (6) through the circulation means (28). This reduces the amount of the scale component removing water supplied from the nanofiltration membrane device 5 to the hot evaporation tube group 2a. Therefore, the operating load of the nanofiltration membrane device 5 can be reduced, and fresh water can be efficiently produced. Since the temperature of the concentrated brine produced in the hot evaporation tube group 2a is higher than the temperature of the scale component removal water supplied to the hot evaporation tube group 2a, the spray nozzles 23 of each evaporation tube 20, The temperature of the supply water sprayed to the heat transfer tube 221 can be raised by returning the concentrated brine to the scale component elimination water supply means 6. [ As a result, the temperature difference between the feed water and the steam passing through the inside of the heat transfer tube 221 can be reduced. Therefore, the amount of the steam generated in the evaporation pipe 20 can be increased, and the concentrated water for drinking or other purposes can efficiently be generated from untreated raw water such as seawater.

또한, 상기 저온 증발관 그룹(2b)에서 생성된 농축 염수의 일부분은 그 저온 증발관 그룹용 순환 수단(29)을 통해 미처리 원수 공급 수단(7)으로부터 공급된 미처리 원수와 혼합될 수 있다. 따라서, 상기 저온 증발관 그룹(2b)의 증발관(20)의 스프레이 노즐(23)을 통해 열전달 튜브(221)로 분무된 공급수의 온도는 상승할 수 있고, 상기 증발관(20)에서 발생하는 증기의 양은 증가할 수 있다. 이는 미처리 원수로부터 응축수를 효율적으로 생성할 수 있도록 한다.A portion of the concentrated brine produced in the low temperature evaporator tube group 2b may be mixed with untreated raw water supplied from the untreated raw water supply means 7 through the circulation means 29 for the group of low temperature evaporator tubes. Accordingly, the temperature of the water sprayed to the heat transfer tube 221 through the spray nozzle 23 of the evaporation pipe 20 of the low temperature evaporation pipe group 2b can be raised, The amount of steam to be added can be increased. This allows efficient generation of condensate from untreated water.

예를 들면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 스케일 성분 제거수 공급 덕트(61)를 통과하는 스케일 성분 제거수와 상기 미처리 원수 공급 덕트(71)를 통과하는 미처리 원수를 가열하기 위하여 예열 수단(95)이 제공될 수 있다. 도 6의 구성은 아래와 같다. 상기 고온 증발관 그룹(2a)의 복수의 증발관(20)은 두 그룹, 즉 상류 그룹(2a1)과 하류 그룹(2a2)으로 분할된다. 상기 저온 증발관 그룹(2b)의 복수의 증발관(20)은 두 그룹, 즉 상류 그룹(2b1)과 하류 그룹(2b2)으로 분할된다. 상기 고온 증발관 그룹(2a)의 상류 그룹(2a1)의 증발관(20)으로 공급되는 스케일 성분 제거수는 열원으로서 저온 증발관 그룹(2b)의 증발관(20)과 고온 증발관 그룹(2a)의 하류 그룹(2a2)의 증발관(20) 모두에서 생성되는 증기에 의하여 가열된다. 또한, 상기 고온 증발관 그룹(2a)의 하류 그룹(2a2)에서의 증발관(20)으로 공급된 스케일 성분 제거수는 열원으로서 저온 증발관 그룹(2b)의 증발관(20) 모두에서 생성되는 증기에 의하여 가열된다. 또한, 상기 저온 증발관 그룹(2b)의 상류 그룹(2b1)의 증발관으로 공급된 미처리 원수는 열원으로서 저온 증발관 그룹(2b)의 하류 그룹(2b2)의 증발관(20)에서 생성된 증기에 의하여 가열된다.6, in order to heat the scale component removing water passing through the scale component removing water supply duct 61 and the untreated raw water passing through the raw water supply duct 71, a preheating means 95 ) May be provided. 6 is as follows. The plurality of evaporation tubes 20 of the high temperature evaporator tube group 2a are divided into two groups: an upstream group 2a1 and a downstream group 2a2. A plurality of evaporator tubes 20 of the low temperature evaporator tube group 2b are divided into two groups, that is, an upstream group 2b1 and a downstream group 2b2. The scale component removal water supplied to the evaporation pipe 20 of the upstream group 2a1 of the high temperature evaporation pipe group 2a is supplied to the evaporation pipe 20 of the low temperature evaporation pipe group 2b and the high temperature evaporation pipe group 2a ) In the evaporator tube 20 of the downstream group 2a2 of the evaporator tubes 2a. The scale component removal water supplied to the evaporation pipe 20 in the group 2a2 downstream of the group of high temperature evaporation tubes 2a is generated in both evaporation tubes 20 of the low temperature evaporation tube group 2b as a heat source It is heated by steam. The untreated raw water supplied to the evaporation pipe of the upstream group 2b1 of the low temperature evaporator tube group 2b is supplied to the evaporation tube 20 of the downstream group 2b2 of the low temperature evaporator tube group 2b as a heat source, Lt; / RTI >

이러한 구성은 각 증발관(20)의 열전달 튜브(221)의 표면으로 분무된 스케일 성분 제거수 및 미처리 원수의 온도를 효율적으로 상승시키고, 상기 증발관(20)의 열전달 튜브(221) 내측을 통과하는 증기의 온도의 온도차를 감소시킨다. 그 결과, 상기 증발관(20)에서 발생한 증기의 양은 증가할 수 있고, 응축수는 미처리 원수로부터 효율적으로 생성될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 담수화 장치(1)는 상기 고온 증발관 그룹(2a)을 구성하는 복수의 증발관은 상류 그룹(2a1)과 하류 그룹(2a2)의 2개의 그룹으로 다시 나뉘어져 있으며, 상기 스케일 성분 제거수 공급 덕트(61)의 타단은 상기 고온 증발관 그룹(2a)의 상류 그룹(2a1)의 증발관 그룹의 각 증발관에 스케일 제거수를 분배 공급하는 것이 가능한 고온 증발관 그룹용 제 1 덕트와, 상기 고온 증발관 그룹(2a)의 하류 그룹(2a2)의 증발관 그룹의 각 증발관에 스케일 제거수를 분배 공급하는 것이 가능한 고온 증발관 그룹용 제 2 덕트로 분기해 있으며, 상기 고온 증발관 그룹용 순환 수단은 상기 고온 증발관 그룹(2a)의 상류 그룹(2a1)의 증발관 그룹에서 생성되는 농축수의 일부를 상기 스케일 성분 제거수 공급 덕트의 고온 증발관 그룹용 제 1 덕트에 순환하는 제 1 고온 증발관 그룹용 순환 덕트와, 상기 고온 증발관 그룹(2a)의 하류 그룹(2a2)의 증발관 그룹에서 생성되는 농축수의 일부를 상기 스케일 성분 제거수 공급 덕트의 저온 증발관 그룹용 제 2 덕트에 순환하는 제 2 고온 증발관 그룹용 순환 덕트를 구비하고 있다.
그리고, 본 발명에 따른 담수화 장치(1)는 상기 저온 증발관 그룹(2b)을 구성하는 복수의 증발관은 상류 그룹(2b1)과 하류 그룹(2b2)의 2개의 그룹으로 다시 나뉘어져 있으며, 상기 미처리 원수 공급 덕트(71)의 타단은 상기 저온 증발관 그룹(2b)의 상류 그룹(2b1)의 증발관 그룹의 각 증발관에 원수를 분배 공급하는 것이 가능한 저온 증발관 그룹용 제 1 덕트와, 상기 저온 증발관 그룹(2b)의 하류 그룹(2b2)의 증발관 그룹의 각 증발관에 원수를 분배 공급하는 것이 가능한 저온 증발관 그룹용 제 2 덕트로 분기해 있으며, 상기 저온 증발관 그룹용 순환 수단은 상기 저온 증발관 그룹(2b)의 상류 그룹(2b1)의 증발관 그룹에서 생성되는 농축수의 일부를 상기 미처리 원수 공급 덕트의 저온 증발관 그룹용 제 1 덕트에 순환하는 제 1 저온 증발관 그룹용 순환 덕트를 구비하고 있다.This configuration effectively increases the temperature of the raw water and the scale component removed water sprayed onto the surface of the heat transfer tube 221 of each evaporation pipe 20 and passes through the inside of the heat transfer tube 221 of the evaporation pipe 20 Thereby reducing the temperature difference of the temperature of the steam. As a result, the amount of the steam generated in the evaporation pipe 20 can be increased, and the condensed water can be efficiently generated from the untreated raw water.
6, in the desalter 1 according to the present invention, a plurality of evaporator tubes constituting the high-temperature evaporator tube group 2a are divided into two groups of an upstream group 2a1 and a downstream group 2a2 And the other end of the scale component eliminating water supply duct 61 is divided into a plurality of evaporation tube groups in the upstream group 2a1 of the high temperature evaporator tube group 2a, A second duct for a group of high-temperature evaporator tubes capable of distributing and supplying scaled-down water to each of the evaporation tubes of the evaporation tube group of the group (2a2) downstream of the high-temperature evaporator tube group (2a) And the circulating means for the group of high-temperature evaporating tubes (2a) is arranged so that a part of the concentrated water generated in the evaporating tube group of the upstream group (2a1) of the high-temperature evaporating tube group (2a) In the first duct for the group And a part of the concentrated water generated in the evaporation tube group of the downstream group (2a2) of the high-temperature evaporator tube group (2a) is introduced into the low-temperature evaporator tube And a circulation duct for the second group of high-temperature evaporator tubes circulating in the second duct for the group.
In the desalination apparatus 1 according to the present invention, a plurality of evaporator tubes constituting the low-temperature evaporator tube group 2b are divided into two groups of an upstream group 2b1 and a downstream group 2b2, The other end of the raw water supply duct 71 is a first duct for the group of low temperature evaporator tubes capable of distributing and supplying raw water to each evaporator tube of the evaporator tube group of the upstream group 2b1 of the low temperature evaporator tube group 2b, A second duct for a group of low temperature evaporator tubes capable of distributing and supplying raw water to each of the evaporator tubes of the evaporator tube group of the group 2b2 downstream of the low temperature evaporator tube group 2b, A first low-temperature evaporator tube group (1) circulating a part of the concentrated water generated in the evaporation tube group of the upstream group (2b1) of the low temperature evaporator tube group (2b) to the first duct for the low temperature evaporator tube group of the untreated raw water supply duct Equipped with circulation duct And there.

또한, 도 6에 나타낸 바와 같은 예열 수단(95)이 제공되는 경우, 고온 증발관 그룹(2a)의 상류 그룹(2a1)에 공급된 스케일 성분 제거수의 온도는 고온 증발관 그룹(2a)의 하류 그룹(2a2)에 공급된 스케일 성분 제거수의 온도보다 높게 된다. 이 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상류 그룹(2a1)에서 생성된 농축 염수의 일부가 상류 그룹(2a1)의 증발관으로 공급된 스케일 성분 제거수와 혼합되고, 하류 그룹(2a2)에서 생성된 농축 염수의 일부가 하류 그룹(2a2)의 증발관(20)으로 공급된 스케일 성분 제거수와 혼합되도록 고온 증발관 그룹용의 복수의 순환 수단(28)이 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 상기 고온 증발관 그룹(2a)의 증발관(20)의 열전달 튜브(221)로 분무된 공급수의 온도와 열전달 튜브(221)의 내측을 통과하는 증기의 온도 간의 차이를 용이하게 감소시킨다. 이는 증발관(20)에서 발생한 증기의 양을 증가시키고, 이에 따라 음용 등을 위한 농축수가 미처리 원수로부터 효율적으로 생성될 수 있도록 한다.6, the temperature of the scale component eliminating water supplied to the upstream group 2a1 of the high-temperature evaporator tube group 2a is lower than that of the high-temperature evaporator tube group 2a Becomes higher than the temperature of the scale component elimination number supplied to the group 2a2. In this case, as shown in Fig. 6, a part of the concentrated brine produced in the upstream group 2a1 is mixed with the scale component removal water supplied to the evaporation pipe of the upstream group 2a1, It is preferable to provide a plurality of circulation means 28 for a group of hot evaporation tubes such that a portion of the concentrated brine is mixed with the scale component removal water supplied to the evaporation tube 20 of the downstream group 2a2. This configuration facilitates reducing the difference between the temperature of the feed water sprayed into the heat transfer tube 221 of the evaporation tube 20 of the high-temperature evaporation tube group 2a and the temperature of the steam passing through the inside of the heat transfer tube 221 . This increases the amount of steam generated in the evaporation tube 20, thereby enabling concentrated water for drinking or the like to be efficiently produced from untreated water.

또한, 상기 저온 증발관 그룹(2b)에서, 상기 상류 그룹(2b1)으로 공급된 미처리 원수의 온도는 하류 그룹(2b2)으로 공급된 미처리 원수의 온도보다 높다. 따라서, 상기 상류 그룹(2b1)에서 생성된 농축 염수의 일부를 상류 그룹(2b1)의 증발관(20)으로 공급된 미처리 원수와 혼합시키도록 상기 저온 증발관 그룹용 순환 수단(29)을 제공하는 것이 바람직하다.In the low temperature evaporator tube group 2b, the temperature of the untreated raw water supplied to the upstream group 2b1 is higher than the temperature of the untreated raw water supplied to the downstream group 2b2. Therefore, the circulation means 29 for the group of low temperature evaporator tubes is provided to mix a part of the concentrated brine produced in the upstream group 2b1 with the untreated raw water supplied to the evaporation tube 20 in the upstream group 2b1 .

한편, 본 실시 예는 상기 나노여과막 장치(5)를 통해 스케일 성분 제거수를 통과시킴으로써 얻어진 순수(pure water)의 일부를 분리시키도록 상기 스케일 성분 제거수 공급 수단(6)에 역침투막 장치(RO 장치)가 제공되는 구성을 구비할 수 있으며, 상기 RO 농축수는 공급수로서 고온 증발관 그룹(2a)의 증발관(20)으로 공급된다. 이는 역침투막 장치로부터 음용 등을 위한 물을 생성할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 담수의 효율적인 생산을 달성하도록 한다. 필요에 따라, 고온 증발관 그룹(2a)의 증발관(20)에 대한 공급수로서, 나노여과막에 의해 처리된 해수와 상기 RO 농축수의 추가적인 혼합 용액을 공급할 수 있다.On the other hand, in this embodiment, the scale component elimination water supply means 6 is provided with a reverse osmosis membrane device (not shown) for separating a part of pure water obtained by passing the scale component elimination water through the nanofiltration membrane device 5 RO apparatus), and the RO concentrated water is supplied to the evaporation pipe 20 of the high-temperature evaporator tube group 2a as the feed water. This not only makes it possible to produce water for drinking or the like from the reverse osmosis membrane device, but also achieves efficient production of fresh water. If necessary, an additional mixed solution of the seawater treated by the nanofiltration membrane and the RO concentrated water can be supplied as the supply water to the evaporation pipe 20 of the high-temperature evaporation pipe group 2a.

이러한 실시 예에서, 상기 구동 증기 덕트(3)를 통과하는 구동 증기의 압력이 증발기(2)의 어떤 증발관(20)에서 생성되는 증기를 압축하는데 충분히 높을 경우, 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 구동 증기 덕트(3)의 흐름에 증기 재압축 이젝터(31)가 제공될 수 있으며, 상기 증발관(20)에서 생성된 증기의 일부는 증기 재압축 이젝터(31)로 공급될 수 있다. 도 7에서, 상기 최하부 증발관(20)에서 생성된 증기의 일부는 증기 배출 덕트(32)를 통해 상기 증기 재압축 이젝터(31)로 공급된다. 이러한 구성에서, 몇몇 증발관에서 발생한 증기는 상류에 배치되는 다른 이젝터에 대한 열원으로서 이용될 수 있다. 따라서, 요구되는 응축수(제조수)가 적은 수의 증발관을 통해 얻어질 수 있다. 상기 증발기(2)의 작동 온도 범위를 다수의 증발관으로 나눔으로써 얻어지는 값(최상부 증발관과 최하부 증발관 간의 작동 온도에서의 차이)은 인접하는 증발관들 간의 작동 온도에서의 차이와 실질적으로 동일하다. 따라서, 필요한 증발관이 더 적어질수록 인접하는 증발관들 간의 작동 온도에서의 차이는 더 커진다. 이러한 장치는 해수와 같은 미처리 원수로부터 음용 등을 위한 응축수를 효율적으로 생산할 수 있도록 한다. 상기 증기 배출 덕트(32)가 연결되는 증발관(20)은 설계 조건 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.In this embodiment, when the pressure of the driving steam passing through the driving steam duct 3 is high enough to compress the steam generated in an evaporator tube 20 of the evaporator 2, A vapor recompression ejector 31 may be provided in the flow of the vapor duct 3 and a portion of the vapor produced in the evaporation tube 20 may be supplied to the vapor recompression ejector 31. In FIG. 7, a portion of the steam generated in the lowermost evaporating tube 20 is supplied to the vapor recompression ejector 31 through the steam exhausting duct 32. In this configuration, the vapor generated in some evaporator tubes may be used as a heat source for other ejectors disposed upstream. Therefore, the required condensed water (manufactured water) can be obtained through a small number of evaporator tubes. The value obtained by dividing the operating temperature range of the evaporator 2 by a plurality of evaporator tubes (difference in operating temperature between the upper evaporator tube and the lower evaporator tube) is substantially equal to the difference in operating temperature between adjacent evaporator tubes Do. Thus, the smaller the required evaporator tube, the greater the difference in operating temperature between adjacent evaporator tubes. Such a device makes it possible to efficiently produce condensate for drinking, etc., from untreated raw water such as seawater. The evaporation pipe 20 to which the steam discharge duct 32 is connected may be appropriately selected according to design conditions and the like.

또한, 복수의 증기 재압축 이젝터(31)가 제공되고, 다른 이젝터(20)에서 생성된 증기가 상기 복수의 증기 재압축 이젝터(31) 중 하나로 공급되는, 도 8에 나타낸 구성과 같은 구성을 채용할 수 있다. 하나의 증기 재압축 이젝터(31)를 통과하는 구동 증기는 고온 이젝터 그룹(2a)의 최상부 이젝터(20)로 공급되고, 다른 증기 재압축 이젝터(31)를 통과하는 구동 증기는 고온 이젝터 그룹(2a)의 최상부 이젝터(20) 이외의 이젝터(20)로 공급된다.8, in which a plurality of vapor recompression ejectors 31 are provided and vapors generated in the other ejectors 20 are supplied to one of the plurality of vapor recompression ejectors 31 can do. The driving steam passing through one vapor recompression ejector 31 is supplied to the uppermost ejector 20 of the high temperature ejector group 2a and the driving steam passing through the other vapor recompression ejector 31 is supplied to the high temperature ejector group 2a To the ejector 20 other than the ejector 20 at the top.

이러한 실시 예에서, 상기 증발관(20)에서의 탄산 칼슘과 같은 소프트 스케일(soft scale)의 석출을 방지하기 위하여, 해수와 같은 미처리 원수에 산을 부가한 후, 탈탄산 처리를 실행할 수 있다. 상기 저온 증발관 그룹(2b)의 작동 온도가 너무 낮아 소프트 스케일을 발생시킬 우려가 없을 경우, 탈탄산 처리는 생략될 수 있다.
In this embodiment, in order to prevent precipitation of a soft scale such as calcium carbonate in the evaporation pipe 20, an acid may be added to untreated raw water such as seawater, and decalcification treatment may be performed. If the operating temperature of the low temperature evaporator group 2b is too low to cause a soft scale, the decarbonation treatment may be omitted.

1: 담수화 장치 2: 증발기
2a: 고온 증발관 그룹 2b: 저온 증발관 그룹
20: 증발관 4: 탱크
5: 나노여과막 장치(스케일 성분 제거 수단)
6: 스케일 성분 제거수 공급 수단
7: 미처리 원수 공급 수단
8: 응축기1: Desalination device 2: Evaporator
2a: high temperature evaporator tube group 2b: low temperature evaporator tube group
20: evaporator tube 4: tank
5: Nanofiltration membrane device (scale component removing means)
6: Scale component removal water supply means
7: Untreated raw water supply means
8: Condenser

Claims (14)

증기가 내부를 통과하는 열전달 튜브의 외표면에 피처리수를 공급함으로써 피처리수로부터 증기와 농축수를 생성하는 것과 함께, 상기 열전달 튜브 내에서 증기가 응축함으로써 응축수를 생성하는 증발관을 복수 구비하고, 상기 복수의 증발관의 상호간을, 전단의 증발관에서 생성된 증기를 후단의 증발관의 열전달 튜브 내부에 열원으로서 유도하도록 접속된 담수화 장치로서,
상기 복수의 증발관은 상류 그룹으로부터 하류 그룹을 따라서 고온 증발관 그룹과 저온 증발관 그룹으로 그룹 분류되어 있으며,
원수에 포함되는 스케일 성분인 황산이온의 적어도 일부를 제거하여 스케일 제거수를 생성하는 스케일 성분 제거 수단과,
상기 스케일 제거수를 피처리수로 하여 상기 고온 증발관 그룹을 구성하는 각 증발관의 열전달 튜브에 공급하는 스케일 성분 제거수 공급 수단과,
원수를 피처리수로 하여 상기 저온 증발관 그룹을 구성하는 각 증발관의 열전달 튜브에 공급하는 미처리 원수 공급 수단을 포함하고,
상기 미처리 원수 공급 수단은 원수를 저장하는 탱크에 접속되어 있는 한편, 상기 스케일 성분 제거수 공급 수단은 상기 탱크에 직접 접속된 상기 스케일 성분 제거 수단에 접속되어 있고,
상기 고온 증발관 그룹에서 생성된 농축수의 일부를 상기 스케일 성분 제거수 공급 수단에 순환하는 고온 증발관 그룹용 순환 수단을 포함하고,
상기 스케일 성분 제거수 공급 수단은 일단이 상기 스케일 성분 제거 수단에 접속되는것과 함께, 타단이 상기 고온 증발관 그룹을 구성하는 각 증발관에 스케일 제거수를 분배 공급할 수 있도록 분기한 스케일 성분 제거수 공급 덕트를 구비하고,
상기 고온 증발관 그룹용 순환 수단은 상기 고온 증발관 그룹 중 어느 하나의 증발관과 상기 스케일 성분 제거수 공급 덕트를 접속하는 고온 증발관 그룹용 순환 덕트를 구비하고,
상기 고온 증발관 그룹을 구성하는 복수의 증발관은 상류 그룹과 하류 그룹의 2개의 그룹으로 다시 나뉘어져 있으며,
상기 스케일 성분 제거수 공급 덕트의 타단은 상기 고온 증발관 그룹의 상류 그룹의 증발관 그룹의 각 증발관에 스케일 제거수를 분배 공급하는 것이 가능한 고온 증발관 그룹용 제 1 덕트와, 상기 고온 증발관 그룹의 하류 그룹의 증발관 그룹의 각 증발관에 스케일 제거수를 분배 공급하는 것이 가능한 고온 증발관 그룹용 제 2 덕트로 분기해 있으며,
상기 고온 증발관 그룹용 순환 수단은 상기 고온 증발관 그룹의 상류 그룹의 증발관 그룹에서 생성되는 농축수의 일부를 상기 스케일 성분 제거수 공급 덕트의 고온 증발관 그룹용 제 1 덕트에 순환하는 제 1 고온 증발관 그룹용 순환 덕트와, 상기 고온 증발관 그룹의 하류 그룹의 증발관 그룹에서 생성되는 농축수의 일부를 상기 스케일 성분 제거수 공급 덕트의 고온 증발관 그룹용 제 2 덕트에 순환하는 제 2 고온 증발관 그룹용 순환 덕트를 구비하고 있는
담수화 장치.
A plurality of evaporation tubes for generating steam and concentrated water from the for-treatment water by supplying the for-treatment water to the outer surface of the heat-transfer tube through which the steam passes and generating condensed water by condensing the steam in the heat- Wherein the plurality of evaporation tubes are connected to each other such that steam generated in the evaporation tube at the front end is guided as a heat source inside the heat transfer tube of the evaporation tube at the rear end,
The plurality of evaporator tubes are grouped into a hot evaporator tube group and a low temperature evaporator tube group from the upstream group to the downstream group,
Scale component removing means for removing at least a portion of the sulfate ions included in the raw water to generate scale-removed water;
Scale component removal water supply means for supplying the scale removal water to the heat transfer tubes of the respective evaporation pipes constituting the high-temperature evaporation pipe group as the water to be treated,
And an untreated raw water supply means for supplying raw water to the heat transfer tubes of the respective evaporation tubes constituting the low temperature evaporation tube group,
The untreated raw water supply means is connected to a tank for storing raw water while the scale component removing water supply means is connected to the scale component removing means directly connected to the tank,
And circulation means for a group of high-temperature evaporator tubes for circulating a part of the concentrated water produced in said high-temperature evaporator tube group to said scale component elimination water supply means,
The scale component removal water supply means is connected to the scale component removal means at one end and to the scale component removal water supply branch at the other end so as to distribute and supply the scale removal water to the respective evaporation pipes constituting the high- A duct,
Wherein the circulation means for the high temperature evaporation tube group includes a circulation duct for a group of high temperature evaporation tubes for connecting any one of the evaporation tubes of the high temperature evaporation tube group and the scale component elimination water supply duct,
The plurality of evaporator tubes constituting the high-temperature evaporator tube group are divided into two groups, that is, the upstream group and the downstream group,
The other end of the scale component eliminating water supply duct is divided into a first duct for a group of high temperature evaporator tubes capable of distributing and supplying the scale removal water to each evaporator tube of the evaporator tube group of the group of the high temperature evaporator tube, Branching to a second duct for a group of high-temperature evaporator tubes capable of distributing the scale-removal water to each evaporator tube of the evaporator tube group of the group downstream of the group,
The circulation means for the high-temperature evaporation tube group may include a circulation means for circulating a part of the concentrated water produced in the evaporation tube group of the upstream group of the high-temperature evaporation tube group to the first duct for the group of high-temperature evaporation tubes of the scale component elimination water supply duct A second circulation duct for circulating a part of the concentrated water generated in the evaporation tube group of the downstream group of the high temperature evaporation tube group to the second duct for the high temperature evaporation tube group of the scale component elimination water supply duct, Having a circulating duct for a group of high-temperature evaporator tubes
Desalination device.
제1항에 있어서,
상기 고온 증발관 그룹을 구성하는 각 증발관은 황산칼슘의 스케일이 석출되기 쉬운 고온의 작동 온도 조건 하에서 구동되는
담수화 장치.
The method according to claim 1,
Each of the evaporation tubes constituting the group of the high-temperature evaporation tubes is driven under a high-temperature operation temperature condition in which a scale of calcium sulfate is liable to be precipitated
Desalination device.
제2항에 있어서,
상기 고온 증발관 그룹을 구성하는 각 증발관은 최전단의 증발관에 125℃의 증기 또는 125℃ 보다도 높은 온도를 갖는 증기가 공급되는 것으로 구동되는
담수화 장치.
3. The method of claim 2,
Each of the evaporation tubes constituting the group of the high-temperature evaporation tubes is driven by supplying steam having a temperature of 125 ° C or a temperature higher than 125 ° C to the evaporation tube of the foremost stage
Desalination device.
삭제delete 삭제delete 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저온 증발관 그룹에서 생성된 농축수의 일부를 상기 미처리 원수 공급 수단에 순환하는 저온 증발관 그룹용 순환 수단을 구비하고,
상기 미처리 원수 공급 수단은 일단이 원수를 저장하는 탱크에 접속되는 것과 함께, 타단이 상기 저온 증발관 그룹을 구성하는 각 증발관에 원수를 분배 공급할 수 있도록 분기한 미처리 원수 공급 덕트를 구비하고,
상기 저온 증발관 그룹용 순환 수단은 상기 저온 증발관 그룹 중 어느 하나의 증발관과 상기 미처리 원수 공급 덕트를 접속하는 저온 증발관 그룹용 순환 덕트를 구비하고 있는
담수화 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And circulation means for a group of low temperature evaporator tubes for circulating a part of the concentrated water produced in said low temperature evaporator tube group to said untreated raw water supply means,
Wherein the untreated raw water supply means is connected to a tank for storing raw water at one end and branched at the other end to distribute raw water to each evaporating pipe constituting the low temperature evaporating pipe group,
The circulating means for the group of low-temperature vaporizing tubes includes a circulating duct for the group of low-temperature vaporizing tubes which connects one of the vaporizing tubes of the group of low-temperature vaporizing tubes and the untreated raw-water supplying duct
Desalination device.
제6항에 있어서,
상기 저온 증발관 그룹을 구성하는 복수의 증발관은 상류 그룹과 하류 그룹의 2개의 그룹으로 다시 나뉘어져 있으며,
상기 미처리 원수 공급 덕트의 타단은 상기 저온 증발관 그룹의 상류 그룹의 증발관 그룹의 각 증발관에 원수를 분배 공급하는 것이 가능한 저온 증발관 그룹용 제 1 덕트와, 상기 저온 증발관 그룹의 하류 그룹의 증발관 그룹의 각 증발관에 원수를 분배 공급하는 것이 가능한 저온 증발관 그룹용 제 2 덕트로 분기해 있으며,
상기 저온 증발관 그룹용 순환 수단은 상기 저온 증발관 그룹의 상류 그룹의 증발관 그룹에서 생성되는 농축수의 일부를 상기 미처리 원수 공급 덕트의 저온 증발관 그룹용 제 1 덕트에 순환하는 제 1 저온 증발관 그룹용 순환 덕트를 구비하고 있는
담수화 장치.
The method according to claim 6,
The plurality of evaporator tubes constituting the low temperature evaporator tube group are divided into two groups of the upstream group and the downstream group,
The other end of the untreated raw water supply duct is divided into a first duct for a group of low temperature evaporator tubes capable of distributing and supplying raw water to respective evaporator tubes of an evaporator tube group of an upstream group of the group of low temperature evaporator tubes, A second duct for the group of low temperature evaporator tubes capable of distributing raw water to each evaporator tube of the evaporator tube group,
The circulation means for the low temperature evaporation tube group may include a first low temperature evaporation tube circulating part of the concentrated water generated in the evaporation tube group of the upstream group of the low temperature evaporator tube group to the first duct for the low temperature evaporator tube group of the untreated raw water supply duct Having a circulating duct for the tube group
Desalination device.
증기가 내부를 통과하는 열전달 튜브의 외표면에 피처리수를 공급함으로써 피처리수로부터 증기와 농축수를 생성하는 것과 함께, 상기 열전달 튜브 내에서 증기가 응축함으로써 응축수를 생성하는 증발관을 복수 구비하고, 상기 복수의 증발관의 상호간을, 전단의 증발관에서 생성된 증기를 후단의 증발관의 열전달 튜브 내부에 열원으로서 유도하도록 접속되어 있으며, 상기 복수의 증발관이 전단측으로부터 후단측을 따라서 고온 증발관 그룹과 저온 증발관 그룹으로 그룹 분류된 담수화 장치를 이용하여 원수로부터 응축수를 생성하는 담수화 방법으로서,
원수에 포함되는 스케일 성분인 황산이온의 적어도 일부를 제거하여 스케일 제거수를 생성하는 스케일 성분 제거 단계와,
상기 스케일 제거수를 피처리수로 하여 상기 고온 증발관 그룹을 구성하는 각 증발관의 열전달 튜브에 공급하는 스케일 성분 제거수 공급 단계와,
원수를 피처리수로 하여 상기 저온 증발관 그룹을 구성하는 각 증발관의 열전달 튜브에 공급하는 미처리 원수 공급 단계를 구비하고,
상기 스케일 성분 제거수 공급 단계를 실시하면서 상기 미처리 원수 공급 단계를 실시하고,
상기 고온 증발관 그룹 중 어느 하나의 증발관에서 생성된 농축수의 일부를 스케일 제거수에 혼합하여 상기 고온 증발관 그룹을 구성하는 각 증발관에 공급하는 순환 단계를 더 구비하고,
상기 고온 증발관 그룹을 구성하는 복수의 증발관은 상류 그룹과 하류 그룹의 2개의 그룹으로 다시 나뉘어져 있으며,
스케일 성분 제거수 공급 단계에서는 상기 고온 증발관 그룹의 상류 그룹의 증발관 그룹의 각 증발관에 스케일 제거수를 공급하는 것과 함께, 상기 고온 증발관 그룹의 하류 그룹의 증발관 그룹의 각 증발관에 스케일 제거수를 공급하고 있으며,
상기 순환 단계에서는 상기 고온 증발관 그룹의 상류 그룹의 증발관 그룹에서 생성되는 농축수의 일부를 상기 고온 증발관 그룹의 상류 그룹의 증발관 그룹의 각 증발관에 공급되는 스케일 제거수에 혼합하고, 또, 상기 고온 증발관 그룹의 하류 그룹의 증발관 그룹에서 생성되는 농축수의 일부를 상기 고온 증발관 그룹의 하류 그룹의 증발관 그룹의 각 증발관에 공급되는 스케일 제거수에 혼합하는
담수화 방법.
A plurality of evaporation tubes for generating steam and concentrated water from the for-treatment water by supplying the for-treatment water to the outer surface of the heat-transfer tube through which the steam passes and generating condensed water by condensing the steam in the heat- And the plurality of evaporator tubes are connected to each other such that steam generated in the evaporator tube in the front stage is guided as a heat source inside the heat transfer tube of the evaporator tube in the rear stage, A desalination method for generating condensed water from raw water using a desalination apparatus grouped into a high-temperature evaporation tube group and a low-temperature evaporation tube group,
A scale component removing step of removing at least a part of the sulfate ions included in the raw water to generate a scale removal number;
A scale component removal water supply step of supplying the scale removal water to the heat transfer tubes of each of the evaporation tubes constituting the high temperature evaporation tube group as to-be-
And an untreated raw water supply step of supplying the raw water to the heat transfer tubes of the evaporation tubes constituting the low temperature evaporation tube group as the for-treatment water,
Performing the unprocessed raw water supply step while performing the scale component removed water supply step,
And a circulation step of mixing a portion of the concentrated water generated in one of the evaporation tubes of the high temperature evaporation tube group into the descale water and supplying the mixed water to the evaporation tubes constituting the high temperature evaporation tube group,
The plurality of evaporator tubes constituting the high-temperature evaporator tube group are divided into two groups, that is, the upstream group and the downstream group,
In the scale component elimination water supply step, scale removal water is supplied to each of the evaporation tubes of the evaporation tube group in the upstream group of the high-temperature evaporation tube group, and in the evaporation tube of the group of the evaporation tubes in the downstream group of the high- We supply scale removal numbers,
Wherein a portion of the concentrated water produced in the evaporation tube group of the upstream group of the hot evaporation tube group is mixed with the descale water supplied to each evaporation tube of the evaporation tube group of the upstream group of the high temperature evaporation tube group in the circulation step, A portion of the concentrated water produced in the evaporation tube group of the group of the lower temperature group of the high temperature evaporator tube is mixed with the descaling water supplied to each of the evaporator tubes of the group of the lower temperature evaporator tube group
Desalination method.
제8항에 있어서,
상기 고온 증발관 그룹을 구성하는 각 증발관은 황산칼슘의 스케일이 석출되기 쉬운 고온의 작동 온도 조건 하에서 구동되는
담수화 방법.
9. The method of claim 8,
Each of the evaporation tubes constituting the group of the high-temperature evaporation tubes is driven under a high-temperature operation temperature condition in which a scale of calcium sulfate is liable to be precipitated
Desalination method.
제9항에 있어서,
상기 고온 증발관 그룹을 구성하는 각 증발관은 최전단의 증발관에 125℃의 증기 또는 125℃보다도 높은 온도를 갖는 증기가 공급되는 것으로 구동되는
담수화 방법.
10. The method of claim 9,
Each of the evaporation tubes constituting the group of the high-temperature evaporation tubes is driven by supplying steam having a temperature of 125 ° C or a temperature higher than 125 ° C to the evaporation tube of the foremost stage
Desalination method.
삭제delete 삭제delete 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저온 증발관 그룹 중 어느 하나의 증발관에서 생성된 농축수의 일부를 원수에 혼합하여 상기 저온 증발관 그룹을 구성하는 각 증발관에 공급하는 순환 단계를 더 구비하는
담수화 방법.
11. The method according to any one of claims 8 to 10,
And a circulation step of mixing a portion of the concentrated water produced in one of the evaporation tubes of the low temperature evaporation tube group with raw water and supplying the mixed water to each of the evaporation tubes constituting the low temperature evaporation tube group
Desalination method.
제13항에 있어서,
상기 저온 증발관 그룹을 구성하는 복수의 증발관은 상류 그룹과 하류 그룹의 2개의 그룹으로 다시 나뉘어져 있으며,
상기 미처리 원수 공급 단계에서는 상기 저온 증발관 그룹의 상류 그룹의 증발관 그룹의 각 증발관에 원수를 공급하는 것과 함께, 상기 저온 증발관 그룹의 하류 그룹의 증발관 그룹의 각 증발관에 원수를 공급하고 있으며,
상기 순환 단계에서는 상기 저온 증발관 그룹의 상류 그룹의 증발관 그룹에서 생성되는 농축수의 일부를 상기 저온 증발관 그룹의 상류 그룹의 증발관 그룹의 각 증발관에 공급되는 원수에 혼합하는
담수화 방법.14. The method of claim 13,
The plurality of evaporator tubes constituting the low temperature evaporator tube group are divided into two groups of the upstream group and the downstream group,
In the untreated raw water supply step, raw water is supplied to each of the evaporator tubes of the evaporator tube group of the upstream group of the low temperature evaporator tube group, and raw water is supplied to each evaporator tube of the evaporator tube group of the group of the low temperature evaporator tube group However,
In the circulation step, a part of the concentrated water generated in the evaporation tube group in the upstream group of the low temperature evaporation tube group is mixed with the raw water supplied to each evaporation tube in the evaporation tube group in the upstream group of the low temperature evaporation tube group
Desalination method.
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