组I和第二蒸发组II的板式蒸发器通过不凝气管道与蒸汽喷射真空栗24连接；冷凝器7通过不凝气管道与蒸汽喷射真空栗24连接；第一蒸发组I内的首个板式蒸发器1通过二次蒸汽管道依次与相邻的板式蒸发器连接后再与第二蒸发组II的板式蒸发器依次连接，再与冷凝器7连接:第一蒸发组I内从首个板式蒸发器1起通过剩余浓盐水管道依次与相邻的板式蒸发器连接后再依次与各个浓盐水闪蒸罐连接，再与浓盐水平衡罐11连接后与浓盐水栗23连接；除首个板式蒸发器1外的各个第一蒸发组的板式蒸发器和各个第二蒸发组的板式蒸发器通过产品水管路分别与对应的产品水闪蒸罐连接；末效产品水闪蒸罐16通过产品水管路依次与产品水平衡罐17和产品水栗22连接；冷凝器7通过产品水管路与产品水平衡罐17连接；产品水平衡罐17通过闪蒸蒸汽管路与第二蒸发组的末效板式蒸发器6和冷凝器7之间的二次蒸汽管道连接；5个产品水闪蒸罐分别通过闪蒸蒸汽管路与本效板式蒸发器连接；各个浓盐水闪蒸罐通过闪蒸蒸汽管路分别与本效板式蒸发器连接；浓盐水平衡罐11通过闪蒸蒸汽管路与冷凝器连接；5个产品水闪蒸罐的每两个相邻的产品水闪蒸罐间通过管道连接；第一蒸发组的首效板式蒸发器1设置有低品位热源进口和低品位热源出口 ；
[0036]第一蒸发组I的板式蒸发器的个数N还可以是2-8中的任意正整数，第二蒸发组II的板式蒸发器的个数Μ还可以是2-8中的任意正整数。
[0037]首效板式蒸发器1内部设置有两个板堆，其余各效板式蒸发器内均为一个板堆；首效板式蒸发器1内部的两个板堆分别命名为第一板堆25和第二板堆26，来自效间栗21的管道分别与第一板堆25和第二板堆26底部连接；低品位热源进口和低品位热源出口之间通过管道串连第一板堆25和第二板堆26，第一板堆25和第二板堆26的顶部通过管道汇合为二次蒸汽管道。
[0038]利用低品位热能的多效板式蒸馏海水淡化方法，包括如下步骤:
[0039]1)使用上述利用低品位热能的多效板式蒸馏海水淡化系统，即第一蒸发组I包括有3个板式蒸发器；第二蒸发组II包括3个板式蒸发器；
[0040]2)原料海水通过原料水栗18进入冷凝器7中预热；
[0041]3)预热后的原料海水，其中一部分通过冷却水栗20排放，另一部分作为进料海水通过进料栗19分别进入到第二蒸发组II的各效板式蒸发器中进行蒸发；
[0042]4)将第二蒸发组II的各效板式蒸发器剩余的浓盐水汇总后经效间栗21打入第一蒸发组I各效板式蒸发器中蒸发；进入首效板式蒸发器中的低品位热源与进料浓盐水热交换后由低品位热源出口排出，从第一蒸发组I内的首个板式蒸发器始，各效板式蒸发器产生的二次蒸汽引入下一效重复利用；除首效板式蒸发器1外的各个第一蒸发组的板式蒸发器和各个第二蒸发组的板式蒸发器产生的产品水，进入与各效板式蒸发器相连的产品水闪蒸罐中并在各效产品水闪蒸罐间呈阶梯状流动并逐级闪蒸冷却，经闪蒸冷却后的产品水汇集到产品水平衡罐17并由产品水栗22输出；
[0043]5)将第一蒸发组I各效板式蒸发器产生的浓盐水引入下一效板式蒸发器进行逐级闪蒸，将第一蒸发组I的末效板式蒸发器产生的浓盐水引入浓盐水闪蒸罐进行逐级闪蒸，经闪蒸冷却后的浓盐水汇集到浓盐水平衡罐11，并由浓盐水栗23排出；
[0044]6)在蒸汽喷射真空栗24的作用下，第一蒸发组I的各效板式蒸发器、第二蒸发组II的各效板式蒸发器和冷凝器内部保持负压状态，使第一蒸发组I的各效板式蒸发器和第二蒸发组II的各效板式蒸发器的操作温度均在70°C以下。
[0045]浓盐水在首效板式蒸发器中的第一板堆25和第二板堆26的板间流道内进行升膜蒸发、在第一蒸发组I的其它各效板式蒸发器内板堆的板间流道内进行降膜蒸发，进料海水在第二蒸发组II的各效板式蒸发器内板堆的板间流道内进行降膜蒸发。
[0046]第一效蒸发器设计成这样结构的原因是:(1)单侧相变传热的控制热阻在无相变一侧，即加热热水侧，热水串联进料增长了热水流程，则延长换热时间，有利于显热的传递；
(2)热水加热侧只是利用热水的显热，换热系数较低，两个板堆串联相当于减小了流体当量直径，使流速增大，有利于减薄热边界层，强化换热；(3)海水蒸发侧存在相变过程，海水汽化，体积骤然增大，而海水并联升膜进料相当于增大了流体当量直径，有利于蒸汽的快速溢出和分离，提高蒸发效率。
【主权项】
1.利用低品位热能的多效板式蒸馏海水淡化系统，包括第一蒸发组(I)、第二蒸发组(II)、冷凝器(7)、产品水闪蒸罐、产品水平衡罐(17)、浓盐水闪蒸罐、浓盐水平衡罐(11)、效间栗(21)、进料栗(19)、原料水栗(18)、蒸汽喷射真空栗(24)、冷却水栗(20)、产品水栗(22)和浓盐水栗(23);第一蒸发组(I)包括有N个板式蒸发器；第二蒸发组(II)包括Μ个板式蒸发器；产品水闪蒸罐为(Ν-1+Μ)个；浓盐水闪蒸罐为Μ个；其特征是原料水栗(18)通过管道依次与冷凝器(7)、进料栗(19)连接后分别与第二蒸发组(II)的Μ个板式蒸发器连接；冷凝器(7)通过冷却水排放管道与冷却水栗(20)连接；第二蒸发组的Μ个板式蒸发器分别通过管道与效间栗(21)连接；效间栗(21)通过管道分别与第一蒸发组(I)的Ν个板式蒸发器连接；第一蒸发组(I)和第二蒸发组(II)的板式蒸发器通过不凝气管道与蒸汽喷射真空栗(24)连接；冷凝器(7)通过不凝气管道与蒸汽喷射真空栗(24)连接；第一蒸发组(I)内的首个板式蒸发器(1)通过二次蒸汽管道依次与相邻的板式蒸发器连接后再与第二蒸发组(II)的板式蒸发器依次连接，再与冷凝器(7)连接:第一蒸发组(I)内从首个板式蒸发器(1)起通过剩余浓盐水管道依次与相邻的板式蒸发器连接后再依次与各个浓盐水闪蒸罐连接，再与浓盐水平衡罐(11)连接后与浓盐水栗(23)连接；除首个板式蒸发器(1)外的各个第一蒸发组的板式蒸发器和各个第二蒸发组的板式蒸发器通过产品水管路分别与对应的产品水闪蒸罐连接；末效产品水闪蒸罐通过产品水管路依次与产品水平衡罐(17)和产品水栗(22)连接；冷凝器(7)通过产品水管路与产品水平衡罐(17)连接；产品水平衡罐(17)通过闪蒸蒸汽管路与第二蒸发组的末效板式蒸发器和冷凝器(7)之间的二次蒸汽管道连接；(Ν-1+Μ)个产品水闪蒸罐分别通过闪蒸蒸汽管路与本效板式蒸发器连接；各个浓盐水闪蒸罐通过闪蒸蒸汽管路分别与本效板式蒸发器连接；浓盐水平衡罐(11)通过闪蒸蒸汽管路与冷凝器连接；(Ν-1+Μ)个产品水闪蒸罐的每两个相邻的产品水闪蒸罐间通过管道连接；第一蒸发组的首效板式蒸发器(1)设置有低品位热源进口和低品位热源出口；Ν = 2-8 个，Μ = 2-8 个。2.根据权利要求1所述的利用低品位热能的多效板式蒸馏海水淡化系统，其特征是；首效板式蒸发器(1)内部设置有两个板堆，其余各效板式蒸发器内均为一个板堆；所述首效板式蒸发器(1)内部的两个板堆分别命名为第一板堆25和第二板堆(26)，来自效间栗(21)的管道分别与第一板堆25和第二板堆(26)底部连接；低品位热源进口和低品位热源出口之间通过管道串连第一板堆25和第二板堆(26)，第一板堆25和第二板堆(26)的顶部通过管道汇合为二次蒸汽管道。3.利用低品位热能的多效板式蒸馏海水淡化方法，其特征是包括如下步骤: 1)使用权利要求1所述系统； 2)原料海水通过原料水栗(18)进入冷凝器(7)中预热； 3)预热后的原料海水，其中一部分通过冷却水栗(20)排放，另一部分作为进料海水通过进料栗(19)分别进入到第二蒸发组(II)的各效板式蒸发器中进行蒸发； 4)将第二蒸发组(II)的各效板式蒸发器剩余的浓盐水汇总后经效间栗(21)打入第一蒸发组(I)各效板式蒸发器中蒸发；进入首效板式蒸发器中的低品位热源与进料浓盐水热交换后由低品位热源出口排出，从第一蒸发组(I)内的首个板式蒸发器始，各效板式蒸发器产生的二次蒸汽引入下一效重复利用；除首效板式蒸发器(1)外的各个第一蒸发组的板式蒸发器和各个第二蒸发组的板式蒸发器产生的产品水，进入与各效板式蒸发器相连的产品水闪蒸罐中并在各效产品水闪蒸罐间呈阶梯状流动并逐级闪蒸冷却，经闪蒸冷却后的产品水汇集到产品水平衡罐(17)并由产品水栗(22)输出； 5)将第一蒸发组(I)各效板式蒸发器产生的浓盐水引入下一效板式蒸发器进行逐级闪蒸，将第一蒸发组(I)的末效板式蒸发器产生的浓盐水引入浓盐水闪蒸罐进行逐级闪蒸，经闪蒸冷却后的浓盐水汇集到浓盐水平衡罐(11)，并由浓盐水栗(23)排出； 6)在蒸汽喷射真空栗(24)的作用下，第一蒸发组I的各效板式蒸发器、第二蒸发组(II)的各效板式蒸发器和冷凝器内部保持负压状态，使第一蒸发组(I)的各效板式蒸发器和第二蒸发组II的各效板式蒸发器的操作温度均在70°C以下。4.根据权利要求3所述的方法，其特征是所述步骤1)为使用权利要求2所述系统；其特征是浓盐水在所述首效板式蒸发器中的第一板堆25和第二板堆26的板间流道内进行升膜蒸发、在第一蒸发组I的其它各效板式蒸发器内板堆的板间流道内进行降膜蒸发，进料海水在第二蒸发组II的各效板式蒸发器内板堆的板间流道内进行降膜蒸发。
【专利摘要】本发明公开了利用低品位热能的多效板式蒸馏海水淡化系统及方法，系统包括第一蒸发组、第二蒸发组、冷凝器、产品水闪蒸罐、产品水平衡罐、浓盐水闪蒸罐、浓盐水平衡罐、效间泵、进料泵、原料水泵、蒸汽喷射真空泵、冷却水泵、产品水泵和浓盐水泵；第一蒸发组包括有N个板式蒸发器；第二蒸发组包括M个板式蒸发器；产品水闪蒸罐为(N-1+M)个；浓盐水闪蒸罐为M个；本发明的系统采用分组进料方式，对原料海水进行了重复利用，大大降低原料水进料泵耗电量，降低整套系统电耗，解决了现有多效板式蒸馏海水淡化造水经济性问题。首效蒸发器采用两个板堆组合的升膜蒸发，解决低温热水热利用效率低的问题。
【IPC分类】C02F1/04, C02F103/08
【公开号】CN105399169
【申请号】CN201510967970
【发明人】齐春华, 邢玉雷, 苗超, 王鑫, 谢春刚, 张令品
【申请人】国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月22日