专利名称：低温多效蒸发海水淡化装置及海水淡化方法
技术领域：
本发明涉及一种海水淡化装置领域，具体涉及一种低温多效蒸发海水淡化装置及实施方法。
背景技术：
随着经济的发展，人口的增长和地下水资源的过度开采，淡水资源匮乏已成为制约我国尤其是北部沿海地区社会经济可持续发展的瓶颈，海水淡化作为新的供给水源是解决淡水资源短缺的有效途径之一。蒸发冷凝器换热管表面结垢问题限制了多效蒸发海水淡化技术的发展。随着防垢技术的发展、新型高效蒸发设备的出现及低温蒸发技术的进展，在20世纪60年代末发展了低温多效蒸发海水淡化技术。在目前低温多效蒸发海水淡化装置中，蒸发冷凝器原料海水进料流程的布置均采用平行进料方式或逆流进料的方式。平行进料方式进入各蒸发冷凝器的海水流量近似相等，平行进料一般要求各效蒸发冷凝器对海水的浓缩比也近似相等，高温下海水易于结垢， 因此海水浓缩比不能太大，而且平行进料海水温度低于饱和温度，蒸发冷凝器管束上部面积一部分用于加热海水至饱和温度，相对于顺流进料蒸发冷凝器面积稍大。随着海水淡化装置产水量的不断增大，平行进料的方式需要更多的原料海水，增加了海水泵的投资成本和运行成本。逆流进料方式可充分利用冷热流体的传热温差，从传热方面考虑是一种最佳的流程；但随着海水温度的升高，海水中易结垢盐类的溶解度降低，结垢倾向增大，逆流进料高温区的海水浓度高，使得装置易于腐蚀和结垢，需要使用昂贵的材料或对材料进行特殊处理，增加装置成本；并且盐水由后效向前效需要由泵来输送，增加了装置投资和运行成本。在以往的设计中，低温多效蒸发器通常采用闪蒸罐来进行淡水和浓海水的闪蒸，增加了系统的复杂性，提高了设备的投资成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有合理流程布置的低温多效蒸发海水淡化装置。该装置采用一种“分段平行-顺流进料”的新的流程布置方式，不单独设置闪蒸罐，能够利用电厂低品位的余热从而极大地降低制水成本和有效降低结垢和腐蚀的发生。上述的目的通过以下的技术方案实现
一种低温多效蒸发海水淡化装置，其组成包括依次串联的一列蒸发冷凝器、凝汽器、 蒸汽喷射器、抽不凝气装置、原料海水泵、淡水泵、浓海水泵，所述的依次串联的一列蒸发冷凝器包括第一台蒸发冷凝器和最后一台蒸发冷凝器，所述的第一台蒸发冷凝器连接蒸汽喷射器，所述的最后一台蒸发冷凝器连接凝汽器，所述的凝汽器连接抽不凝气装置，所述的凝汽器连接原料海水泵，所述的淡水泵连接所述的最后一台蒸发冷凝器，所述的最后一台蒸发冷凝器连接浓海水泵。所述的低温多效蒸发海水淡化装置，所述的一列蒸发冷凝器均为横管降膜蒸发冷凝器，所述的蒸发冷凝器具有淡水管侧闪蒸空间和浓海水壳侧闪蒸空间。一种低温多效蒸发海水淡化方法，所述的方法采用“分段平行-顺流进料”的方式，一列蒸发冷凝器分为几组，每组含多个蒸发冷凝器，海水首先平均分配到第一组蒸发冷凝器中，浓缩后的海水汇合后平均分配进入第二组蒸发冷凝器中，以此类推最后汇合到末台蒸发冷凝器中；海水蒸发后，浓缩海水直接进入下一台壳侧闪蒸空间闪蒸；二次蒸汽冷凝为淡水后直接进入下一台管侧闪蒸空间闪蒸。所述的低温多效蒸发海水淡化方法，蒸汽喷射器引射一台蒸发冷凝器产生的二次蒸汽与动力蒸汽混合进入第一台蒸发冷凝器。有益效果
1本发明能够利用电厂低品位的余热从而极大地降低制水成本和有效降低结垢和腐蚀的发生。2本发明在技术上和经济上具有很大的优势，在海水淡化市场的份额不断扩大的情况下，水电联产低温多效蒸发将成为未来第二代海水淡化厂的主流技术。3本发明能够使热能得到重复利用，造水比几乎按效数成倍的增加；集合了平行进料和顺流进料的优点，优化了海水淡化系统流程布置，减少了装置的复杂性，明显减少了原料海水流量；通过在蒸发冷凝器内设置闪蒸空间，取消闪蒸罐的使用，减少系统的复杂性。降低了设备投资成本和运行成本，降低了总造水成本。4本发明的海水淡化技术是指盐水的最高蒸发温度(TBT)不超过70°C的海水淡化，低温下经过简单预处理的海水在蒸发冷凝器中几乎不再发生结垢现象。5本发明的蒸发冷凝器设置淡水和浓盐水闪蒸空间，省去闪蒸罐，回收热量的同时减少系统的复杂性。采用分段平行-顺流进料的方式，减少了海水泵的流量和功耗，优化了海水给料系统，降低了设备投资成本和运行成本。
附图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
实施例1
一种低温多效蒸发海水淡化装置，其组成包括依次串联的一列蒸发冷凝器1、蒸汽喷射器2、凝汽器3、抽不凝气装置4、原料海水泵5、淡水泵6、浓海水泵7，所述的依次串联的一列蒸发冷凝器包括第一台蒸发冷凝器8和最后一台蒸发冷凝器9，所述的第一台蒸发冷凝器连接蒸汽喷射器，所述的最后一台蒸发冷凝器连接凝汽器，所述的凝汽器连接抽不凝气装置，所述的凝汽器连接原料海水泵，所述的淡水泵连接所述的最后一台蒸发冷凝器，所述的最后一台蒸发冷凝器连接浓海水泵。实施例2:
实施例1所述的低温多效蒸发海水淡化装置，所述的一列蒸发冷凝器均为横管降膜蒸发冷凝器，所述的蒸发冷凝器具有淡水管侧闪蒸空间和浓海水壳侧闪蒸空间。实施例3:
一种低温多效蒸发海水淡化方法，所述的方法采用“分段平行-顺流进料”的方式，一列蒸发冷凝器分为几组，每组含多个蒸发冷凝器，海水首先平均分配到第一组蒸发冷凝器中，浓缩后的海水汇合后平均分配进入第二组蒸发冷凝器中，以此类推最后汇合到末台蒸发冷凝器中；海水蒸发后，浓缩海水直接进入下一台壳侧闪蒸空间闪蒸；二次蒸汽冷凝为淡水后直接进入下一台管侧闪蒸空间闪蒸。
实施例4:
实施例3所述的低温多效蒸发海水淡化方法，蒸汽喷射器引射一台蒸发冷凝器产生的二次蒸汽与动力蒸汽混合进入第一台蒸发冷凝器。实施例5
以上实施例所述的低温多效蒸发海水淡化装置，该低温多效蒸发海水淡化装置包括 I-N个蒸发冷凝器(每个称为一效)、1个蒸汽喷射器、1个凝汽器、抽不凝气装置、浓盐水泵、淡水泵、原料海水泵等。I-N个蒸发冷凝器为分段进水，整个蒸发冷凝器分为几组，每组含多个蒸发冷凝器，海水首先平均分配到第一组蒸发冷凝器中，浓缩后的海水汇合后平均分配进入第二组蒸发冷凝器中，以此类推最后汇合到末效蒸发冷凝器中；蒸汽喷射器与第 I-N效中的任一效相连接，末效蒸发冷凝器与凝汽器相连接，抽不凝气装置与凝汽器相连接，不凝气汇集到凝汽器中抽出。所述的各个蒸发冷凝器均为横管降膜蒸发冷凝器，并带有淡水和浓海水闪蒸空间。实施例6:
以上实施例所述的低温多效蒸发海水淡化装置的实施方法，所述的实施方法包括以下步骤电厂机组抽出的生蒸汽作为蒸汽喷射器的工作蒸汽，抽吸某一效蒸发冷凝器的部分二次蒸汽，蒸汽喷射器的出口蒸汽作为第一效蒸发冷凝器的加热蒸汽。第一效蒸发冷凝器加热蒸汽在管内凝结放热后回到电厂水系统。第二效蒸发冷凝器蒸汽室中的淡水流入第三效蒸发冷凝器的闪蒸空间，因减压，部分淡水闪蒸为蒸汽，与第二效蒸发冷凝器产生的二次蒸汽汇集成为第三效蒸发冷凝器的加热蒸汽，淡水流程依此类推。连接蒸汽喷射器的蒸发冷凝器产生的二次蒸汽，部分被蒸汽喷射器引射到第一效蒸发冷凝器，剩余部分作为下一效蒸发冷凝器的加热蒸汽。N效蒸发冷凝器产生的二次汽进入凝汽器，凝结后与前几效蒸发冷凝器的凝结水汇集，被淡水泵抽出，经进一步冷却后成为产品水。实施例7
以上实施例所述的低温多效蒸发海水淡化装置，进入蒸发冷凝器的海水喷淋到换热管束外形成降膜蒸发，部分水份蒸发为二次蒸汽，其余海水被浓缩成为盐度更高的浓盐水。浓盐水逐效汇流，即第一效蒸发冷凝器的浓盐水进入第二效蒸发冷凝器壳侧的浓盐水闪蒸空间，与第二效蒸发冷凝器的浓盐水汇集，因第一效蒸发冷凝器浓盐水温度高于第二效蒸发冷凝器内的盐水饱和温度，进入第二效蒸发冷凝器的浓盐水中的水份将产生部分闪蒸，增加第二效蒸发冷凝器的二次蒸汽产量。第一效、第二效蒸发冷凝器的盐水汇集后作为下一效蒸发冷凝器的进料。依此类推，直至N效蒸发冷凝器的浓盐水经盐水泵排出蒸发冷凝器外。
权利要求
1.一种低温多效蒸发海水淡化装置，其组成包括连接原料海水泵的蒸发冷凝器组， 其特征是所述的蒸发冷凝器组依次串联、上一效蒸发冷凝器的浓盐水管路经盐水泵连接到下一效蒸发冷凝器壳侧的浓盐水闪蒸空间，蒸汽喷射器与第I-N效中的任一效相连接， 末效蒸发冷凝器和浓盐水泵、抽不凝气装置、所述的凝汽器以及淡水泵相连接。
2.根据权利要求1所述的低温多效蒸发海水淡化装置，其特征是所述的一列蒸发冷凝器均为横管降膜蒸发冷凝器，所述的蒸发冷凝器具有淡水管侧闪蒸空间和浓海水壳侧闪蒸空间。
3.—种低温多效蒸发海水淡化方法，其特征是本方法采用“分段平行-顺流进料”的方式，将一列蒸发冷凝器分组，每组含多个蒸发冷凝器，海水首先平均分配到第一组蒸发冷凝器中，浓缩后的海水汇合后平均分配进入第二组蒸发冷凝器中，以此类推最后汇合到末台蒸发冷凝器中；海水蒸发后，浓缩海水直接进入下一台壳侧闪蒸空间闪蒸；二次蒸汽冷凝为淡水后直接进入下一台管侧闪蒸空间闪蒸。
4.根据权利要求3所述的低温多效蒸发海水淡化方法，其特征是蒸汽喷射器引射一台蒸发冷凝器产生的二次蒸汽与动力蒸汽混合进入第一台蒸发冷凝器。
全文摘要
低温多效蒸发海水淡化装置及海水淡化方法。蒸发冷凝器换热管表面结垢问题限制了多效蒸发海水淡化技术的发展。本产品其组成包括:连接原料海水泵(5)的蒸发冷凝器组(1)，所述的蒸发冷凝器组依次串联、上一效蒸发冷凝器(8)的浓盐水管路经盐水泵连接到下一效蒸发冷凝器(9)壳侧的浓盐水闪蒸空间，蒸汽喷射器(2)与第1-N效中的任一效相连接，末效蒸发冷凝器和浓盐水泵(7)、抽不凝气装置(4)所述的凝汽器(3)以及淡水泵(6)相连接。本发明用于低温多效蒸发方式的海水淡化。
文档编号C02F103/08GK102329037SQ20111032567
公开日2012年1月25日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者任显龙, 刘庆江, 唐卉, 张彦军, 曾庆才, 李崇超, 王新鹏 申请人:哈尔滨锅炉厂有限责任公司