[发明专利]低温多效蒸馏海水淡化系统及其工艺流程

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于海水淡化领域中低温多效蒸馏海水淡化工艺，特别是涉及一种利用压差闪蒸出蒸汽提高效率的同时，又利用闪蒸出的蒸汽，对分组进料某几效蒸发器的进料海水进行预热的工艺。

背景技术

低温多效蒸溜是指在70℃以下进行操作，1981年前后，该技术已正式应用于工业性的海水淡化系统，其特征是将一系列水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，后面一效的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水。

低温多效蒸溜过程中，进料海水在冷凝器中被预热和脱气之后被分成两股物流。其中，一股物流作为冷却水排回大海，另一股物流变成蒸馏过程的进料液，被引入到蒸发器温度最低的一组中。喷淋系统把料液分布到各蒸发器传热管束的顶排管上，在自上而下流动的过程中，部分海水吸收管内冷凝蒸汽的潜热而汽化。生蒸汽输入到温度最高一效的蒸发管内部，在管内冷凝的同时，在管外产生了基本等量的蒸发。二次蒸汽穿过汽液分离器，进入下一效传热管内，第二效的操作温度和压力要略低于第一效。这种蒸发和冷凝过程沿着一串蒸发器的各效重复，最后一效的蒸汽在冷凝器被海水冷却而冷凝。

目前，低温多效蒸溜的典型流程分为以下两种：

(1)分组进料，闪蒸罐闪蒸蒸汽。此种流程具体蒸发过程是在如前所述的基础上，只是将蒸发器分为若干个蒸发组(一般为2～3组)，原料水分组进料喷淋，原料海水首先进入到最后的蒸发组，平行进入到此组的各效蒸发器喷淋蒸发；此组蒸发器剩余的浓盐水汇总，经效间泵打入下一个蒸发组，依此类推。

此过程中所产生的产品水和浓盐水分别流入一系列的闪蒸罐中，每一个闪蒸罐连接到下一低温效的冷凝侧，这样产品水和浓盐水呈阶梯状流动并逐级闪蒸冷却，放出的热量提高了系统的总效率。被冷却的产品水和浓盐水最后分别用相应的水泵抽出。

(2)平行进料，蒸发器室内闪蒸，设加热器逐级加热进料海水。此种流程具体蒸发过程也是在如前所述的基础上，只是在海水被冷凝器预热后，原料海水平行进入各效。在原料海水进入各效之前，海水在加热器中被此效的二次蒸汽预热，部分海水进入此效，剩余的海水再进入下一效预热后进入相应蒸发器，依次类推。

此过程中高温效的产品水和浓盐水分别流入低温效的管程和壳程进行闪蒸，用以提高系统的总效率，产生的蒸汽与本效二次蒸汽混合，一部分进入加热器预热上一高温效的进料海水，一部分进入下一低温效作为加热蒸汽。被冷却的产品水和浓盐水最后分别用相应 的水泵抽出。

上述所述两种典型流程各有其优缺点，第一种分组进料流程相对于第二种平行进料流程由于对原料海水进行了重复利用，可大大降低原料水进料泵的耗电量，从而降低整套装置的电耗；但在第一种分组进料流程中，进入每一组的各效蒸发器海水的温度与该效的蒸发温度温差不同，最高的常达13℃左右；在第二种平行进料流程中，由于每效都设有加热器，所以进料海水温度与蒸发温度温差每效均为4℃左右。

如前所述，海水喷淋到蒸发器管束，在其表面先升温，然后再被蒸发。若喷淋海水温度与蒸发温度差异较大，在加热蒸汽一定的情况下，蒸发出的二次蒸汽的量减少，从而降低整个淡化装置的效率。

对于加热器，传热面积计算公式：F＝Q/(KΔt)；式中：F——加热器的加热面积，m²；Q——蒸汽放热量，kcal/kg；K——传热系数，kcal/m²·h·℃，Δt——对数平均温差℃。由上式可见，喷淋海水温度与蒸发温度差异越大，加热器所需传热面积就越小，造价越低。因此，较为理想的低温多效蒸馏海水淡化工艺流程应同时具有上述第一种分组进料流程和第二种平行进料流程的优点。

发明内容

为了克服现有技术中常用的典型的海水淡化工艺流程中存在淡化效率较低的缺陷，本发明提供一种低温多效蒸馏海水淡化系统及其对应的工艺流程，该流程通过将现有技术中低温多效蒸溜的两种典型流程的优点加以结合，并充分考虑到了实现该工艺流程装置的造价因素。

为了解决上述技术问题，本发明低温多效蒸馏海水淡化系统予以实现的技术方案是：该系统包括冷凝器、闪蒸罐、多效蒸发器和多个泵体，所述多效蒸发器为多组，每组蒸发器中至少设置有一为进料海水进行预热的加热器，相邻的两组多效蒸发器之间设置有效间泵；所述冷凝器一端与原料水泵连接，另一端与多组多效蒸发器中最后一组的蒸发器连接。