重工与起重技术 HEAVY INDUSTRIAL HOISTING MACH iNer y 低温多效蒸馏法海水淡化技术 沿 我国在20世纪80年代末开始研究低重复,每效都产生了相当数量的蒸馏水,到最后一效的 温多效蒸馏法海水淡化技术,初期主要是蒸汽在排热段被海水冷却液冷凝。 技:基础理论研究,到九五”期间天津海水淡 第一效的冷凝液被收集起来,该蒸馏水的一部分 术 化研究所开展双效压汽蒸馏技术研究,在又返回到蒸汽发生器,超过输入的生蒸汽量的部分流 低温多效和压汽蒸馏方面取得了突破性进到一系列特殊容器的首个容器中,每一个容器都连 展,全面掌握了低温多效和压汽蒸馏淡化接到下一低温效的冷凝侧。这样使一部分蒸馏水产生 的关键技术,并且达到国际先进水平。在设闪蒸并使剩余的产品水冷却下来,同时把热量传给热 备的效间联接、防蚀保护和材料选择等方面取得了成回收效的主体中去。 如此产品水呈阶梯状流动并被逐级闪蒸冷却。放 蒸馏法海水淡化技术是最早投入工业化应用的淡出的热量提高了系统的总效率,被冷却的蒸馏水最后 化技术,与膜法海水淡化技术相比,蒸馏法具有可利用用产品水泵抽出并输入到储液罐中 电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、 这样生产出的产品水是完全的纯水,它不含任何 装置的生产能力大等优点,是当前海水淡化的主流技污染物,平均含盐量小于20ppm。如果安装两级捕沫 术,占海水淡化技术总市场份额的57%以上。从优化网,产品水盐含量可小于5ppm。 能源和资源配置的战略高度来看,利用沿海电厂余热 像蒸馏水一样,浓缩海水从第一效呈阶梯状流入 或核能等其他能源推广蒸馏法海水淡化技术,对于解系列的浓盐水闪蒸罐中,闪蒸冷却以回收其热量。经 决我国特别是沿海经济发达地区水资源危机,保障沿过冷却之后,浓盐水经浓盐水泵打入大海。 海经济可持续发展具有十分重要的现实与长远意义。 不凝性气体从每一根冷凝管中抽出,并从一效流到 1低温多效蒸馏淡化技术的概念 另一效。这些不凝性气体最后在排热冷凝器的最冷端富 低温多效海水淡化技术是指盐水的最高蒸发温度集,并用蒸汽喷射器或机械式真空泵抽出。 低于70℃的淡化技术,其特征是将一系列的水平管喷 3.低温多效蒸馏淡化技术优点及其发展趋势 淋降膜蒸发器串联起来,用一定量的蒸汽输入通过多 低温多效海水淡化技术完成了蒸馏装置从单效到 次的蒸发和冷凝,后面一效的蒸发温度均低于前面一多效的技术接口问题,解决了蒸发器管板与蒸发管的 效,从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程 弹性连接问题,筛选出廉价的耐海水腐蚀的防腐涂料 2.低温多效蒸馏淡化技术的流程 并建立了蒸馏法淡化的模拟实验装置,已经取得了具 进料海水在排热冷凝器中被预热和脱气,之后被有自主知识产权的科研成果。与多级闪蒸和传统的多 分成两股物流。一股物流作为冷凝液排弃并排回大海,效蒸发不同,低温多效技术有以下优点 另外一股物流变成蒸馏过程的进料液 )由于操作温度低,完全避免或减缓了设备的腐 料液经加入阻垢分散剂之后被引入到热回收段各蚀和结垢 效温度最低的一组中。喷淋系统把料液喷淋分布到各 (②)进料海水的预处理更为简单。系统低温操作带 蒸发器中的顶排管上,在沿顶排管向下以薄膜形式自来的另一好处是大大地简化了海水的预处理过程。海 由流动的过程中,一部分海水由于吸收了在蒸发器内水进入低温多效装置之前只需经过筛网过滤和加入 冷凝蒸汽的潜热而汽化。被轻微浓缩的剩余料液用泵5ppm左右的阻垢剂即可,而不像多级闪蒸那样必须进 打入到蒸发器的下一组中,该组的操作温度要比上 行加酸脱气处理 组高一些,在新的组中又重复了蒸发和喷淋过程。剩余 3)系统的操作弹性大。在高峰期,该淡化系统可 的料液接着往前打,直到最后在温度最高的效组中以以提供设计值110%的产品水;而在低谷期,该淡化系 浓缩液的形式离开该效组 统可以稳定地提供额定值40%的产品水 生蒸汽输入到温度最高一效的蒸发管内部,在管内 4)系统的动力消耗小。低温多效系统用于输送液 发生冷凝的同时,管外也产生了与冷凝量基本相同的蒸体的动力消耗很低,可降低淡化水的制水成本 发。产生的二次蒸汽在穿过浓盐水液滴分离器以保证蒸 5)系统的热效率高。30℃的温差即可安排12以 馏水的纯度之后,又引入到下一效的传热管内,第二效上的传热效数,从而达到10左右的造水比 的操作温度和压力要略低于第一效。 (6)系统的操作安全可靠。在低温多效系统中,发 这种蒸发和冷凝过程沿着一串蒸发器的各效一直生的是管内蒸汽冷凝而管外液膜蒸发,下转第21页 o1994-2008ChinaAcademicjOurnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net-31我国在 20 世纪80 年代末开始研究低 温多效蒸馏法海水淡化技术, 初期主要是 基础理论研究, 到“ 九五”期间天津海水淡 化研究所开展双效压汽蒸馏技术研究, 在 低温多效和压汽蒸馏方面取得了突破性进 展, 全面掌握了低温多效和压汽蒸馏淡化 的关键技术, 并且达到国际先进水平。在设 备的效间联接、防蚀保护和材料选择等方面取得了成 果。 蒸馏法海水淡化技术是最早投入工业化应用的淡 化技术, 与膜法海水淡化技术相比, 蒸馏法具有可利用 电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、 装置的生产能力大等优点, 是当前海水淡化的主流技 术, 占海水淡化技术总市场份额的 57%以上。从优化 能源和资源配置的战略高度来看, 利用沿海电厂余热 或核能等其他能源推广蒸馏法海水淡化技术, 对于解 决我国特别是沿海经济发达地区水资源危机, 保障沿 海经济可持续发展具有十分重要的现实与长远意义。 1.低温多效蒸馏淡化技术的概念 低温多效海水淡化技术是指盐水的最高蒸发温度 低于 70℃的淡化技术, 其特征是将一系列的水平管喷 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的淡化过程。 2.低温多效蒸馏淡化技术的流程 进料海水在排热冷凝器中被预热和脱气, 之后被 分成两股物流。一股物流作为冷凝液排弃并排回大海, 另外一股物流变成蒸馏过程的进料液。 料液经加入阻垢分散剂之后被引入到热回收段各 效温度最低的一组中。喷淋系统把料液喷淋分布到各 蒸发器中的顶排管上, 在沿顶排管向下以薄膜形式自 由流动的过程中, 一部分海水由于吸收了在蒸发器内 冷凝蒸汽的潜热而汽化。被轻微浓缩的剩余料液用泵 打入到蒸发器的下一组中, 该组的操作温度要比上一 组高一些, 在新的组中又重复了蒸发和喷淋过程。剩余 的料液接着往前打, 直到最后在温度最高的效组中以 浓缩液的形式离开该效组。 生蒸汽输入到温度最高一效的蒸发管内部, 在管内 发生冷凝的同时, 管外也产生了与冷凝量基本相同的蒸 发。产生的二次蒸汽在穿过浓盐水液滴分离器以保证蒸 馏水的纯度之后, 又引入到下一效的传热管内, 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一直 重复, 每效都产生了相当数量的蒸馏水, 到最后一效的 蒸汽在排热段被海水冷却液冷凝。 第一效的冷凝液被收集起来, 该蒸馏水的一部分 又返回到蒸汽发生器, 超过输入的生蒸汽量的部分流 入到一系列特殊容器的首个容器中, 每一个容器都连 接到下一低温效的冷凝侧。这样使一部分蒸馏水产生 闪蒸并使剩余的产品水冷却下来, 同时把热量传给热 回收效的主体中去。 如此产品水呈阶梯状流动并被逐级闪蒸冷却。放 出的热量提高了系统的总效率, 被冷却的蒸馏水最后 用产品水泵抽出并输入到储液罐中。 这样生产出的产品水是完全的纯水, 它不含任何 污染物, 平均含盐量小于 20ppm。如果安装两级捕沫 网, 产品水盐含量可小于 5ppm。 像蒸馏水一样, 浓缩海水从第一效呈阶梯状流入 一系列的浓盐水闪蒸罐中, 闪蒸冷却以回收其热量。经 过冷却之后, 浓盐水经浓盐水泵打入大海。 不凝性气体从每一根冷凝管中抽出, 并从一效流到 另一效。这些不凝性气体最后在排热冷凝器的最冷端富 集, 并用蒸汽喷射器或机械式真空泵抽出。 3.低温多效蒸馏淡化技术优点及其发展趋势 低温多效海水淡化技术完成了蒸馏装置从单效到 多效的技术接口问题, 解决了蒸发器管板与蒸发管的 弹性连接问题, 筛选出廉价的耐海水腐蚀的防腐涂料, 并建立了蒸馏法淡化的模拟实验装置, 已经取得了具 有自主知识产权的科研成果。与多级闪蒸和传统的多 效蒸发不同, 低温多效技术有以下优点: ( 1) 由于操作温度低, 完全避免或减缓了设备的腐 蚀和结垢; ( 2) 进料海水的预处理更为简单。系统低温操作带 来的另一好处是大大地简化了海水的预处理过程。海 水进入低温多效装置之前只需经过筛网过滤和加入 5ppm 左右的阻垢剂即可, 而不像多级闪蒸那样必须进 行加酸脱气处理; ( 3) 系统的操作弹性大。在高峰期, 该淡化系统可 以提供设计值 110%的产品水; 而在低谷期, 该淡化系 统可以稳定地提供额定值 40%的产品水; ( 4) 系统的动力消耗小。低温多效系统用于输送液 体的动力消耗很低, 可降低淡化水的制水成本; ( 5) 系统的热效率高。30℃的温差即可安排 12 以 上的传热效数, 从而达到 10 左右的造水比; ( 6) 系统的操作安全可靠。在低温多效系统中, 发 生的是管内蒸汽冷凝而管外液膜蒸发, 低温多效蒸馏法海水淡化技术 前 沿 技 术 !!" ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! "!!" ! ! ! ! ! ! ! ! ! " (下转第 21 页) 重工与起重技术 HEAVY INDUSTRIAL & HOISTING MACHINERY - 31-