[实用新型]双级预热的热力蒸汽压缩式竖管升膜蒸发海水淡化装置

说明书

一种双级预热的热力蒸汽压缩式竖管升膜蒸发海水淡化装置，其属于海水淡化、热敏性料液浓缩以及污水处理技术领域。该淡化装置各效竖管升膜蒸发器顺流进料方式连接，首效竖管升膜蒸发器前端设置两级预热器，采用热力蒸汽压缩器抽取了末效竖管升膜蒸发器部分二次蒸汽，因此减小了冷凝器的热负荷，从而使冷凝器排热损失以及冷凝器换热面积减小；同时热力蒸汽压缩器抽取的二次蒸汽升温升压后作为首效加热蒸汽，降低了直接减温减压的能量损失，同时减小了工作蒸汽流量，增大了造水比；利用首效竖管升膜蒸发器的冷凝水和部分二次蒸汽对海水两级预热，提升海水温度，减小了首效蒸发器的预热量，因此减小了加热蒸汽耗量，也增大了造水比。

技术领域

本实用新型涉及一种双级预热的热力蒸汽压缩式竖管升膜蒸发海水淡化装置，其属于海水淡化、热敏性料液浓缩以及污水处理技术领域。

背景技术

船舶远海航行，海上平台海上作业，人员、设备需要消耗大量淡水，因此，大中型船舶/海上平台都装备有海水淡化装置。蒸馏法制取淡水仍是目前一般海上平台/船舶用海水淡化装置普遍采用的技术。在多效蒸发器三种常用形式（竖管升膜蒸发、竖管降膜蒸发、横管降膜蒸发）中，竖管升膜蒸发器具有显著的特点：最适用于中小规模情况下对低品质余热能源的利用；船舶摇摆、晃动对竖管升膜蒸发器内液膜的形成及换热特性影响不大，具有海上船台海水淡化装置所必需的抗摇摆性能；进料方式简单，易于控制；结构简单，制造安装要求较低，操作及运行方便等；蒸发时间短，传热效率高，在低蒸发温度条件下，进料海水与换热表面的局部换热系数可达到6000W/（㎡·K）以上；由于其较低的运行温度，结垢现象也得到了有效控制；是目前为止单位体积费用最低的蒸发器。综合考虑竖管升膜蒸发器的上述特点，在海上平台、船舶拥有大量可利用的烟气余热和发动机冷却水余热的情况下，它是解决海上平台/船舶海水淡化需求的合适选择。

法国常规蒸汽动力直升飞机航空母舰 “贞德”号，就曾配备了三台立管双效升膜蒸发海水淡化装置来满足全舰用水,该装置首效加热蒸汽来自废汽总管或者高压蒸汽经过减压使用，一般将表压0.1MPa、280℃的乏汽减压至0.045MPa、78℃低压饱和蒸汽来使用，以降低蒸发器的结垢风险，然而减压过程能量损失比较大，因此提出本专利——双级预热的热力蒸汽压缩式竖管升膜蒸发海水淡化装置。

本专利申请中的竖管升膜蒸发器结构基于前期已授权实用新型专利，一种竖管喷涌沸腾海水蒸发器（专利号：ZL201110162485.0）,其具体设备单元由下管箱、上管箱、蒸发管束、下降管（置于竖管升膜蒸发器中心位置）、丝网除沫器、蒸汽进口管、淡水引出管、海水进口管、浓缩海水引出管等组成。

发明内容

本专利旨在提供一种双级预热的蒸汽热力压缩式竖管升膜蒸发海水淡化装置。针对竖管升膜蒸发海水淡化装置中高压工作蒸汽减压损失比较大且装置造水比有进一步提升空间的问题，提出在竖管升膜蒸发装置中增加热力蒸汽压缩器（即蒸汽喷射器），以降低直接将工作蒸汽减温减压造成的能量损失，采用蒸汽喷射器的热压缩原理，用高压蒸汽吸入末效蒸发器产生的部分低压二次蒸汽，将其提升压力和温度后作为首效蒸发器的加热蒸汽，实现低压蒸汽的反复利用，降低冷凝器排放热损失，提高系统热效率和装置造水比。除蒸汽动力船舶外，在配备了烟气余热锅炉的以柴油机、燃气轮机为动力的大、中型船舶和有蒸汽热源的海上平台上亦有广泛应用前景。