新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】一種新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器，多效蒸發(fā)器上下布置，蒸發(fā)室的頂端設(shè)有布水裝置，最上層蒸發(fā)室的布水裝置的進(jìn)水端可以設(shè)置預(yù)熱器或不設(shè)置預(yù)熱器；在蒸發(fā)室內(nèi)裝有換熱管，在換熱管的前后兩端設(shè)有管板，在管板的外側(cè)設(shè)有淡水箱，在換熱管的下面設(shè)有濃水箱；相鄰的上、下層的淡水箱之間通過J形的效間淡水連接管連接，相鄰的上層的濃水箱與下層蒸發(fā)器的布水裝置的上方通過J形的效間濃水連接管連通；上層蒸發(fā)室產(chǎn)生的二次蒸汽通過位于蒸發(fā)管束后面兩側(cè)的效間蒸汽連接管進(jìn)入相鄰下層蒸發(fā)室的換熱管內(nèi)作為蒸發(fā)熱源。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：既能提高海水濃縮率，同時(shí)無需效間泵，降低海水淡化能耗，保證蒸發(fā)溫度較高的幾效蒸發(fā)室進(jìn)水為原海水，降低結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說明】新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器，用于海水淡化。

【背景技術(shù)】
[0002]海水淡化，又稱海水脫鹽，是分離海水中鹽和水的技術(shù)和過程。蒸餾法即熱法是最早采用的海水淡化技術(shù)，是海水淡化最主要的方法。蒸餾法海水淡化是將海水加熱蒸發(fā)，再使蒸汽冷凝得到淡水的過程。
[0003]低溫多效蒸餾(MED)是應(yīng)用最廣也是被認(rèn)為最節(jié)能的海水淡化方法之一，其原理是讓加熱后的海水在多個(gè)串聯(lián)的蒸發(fā)器中蒸發(fā)，前一個(gè)蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的蒸汽作為下一蒸發(fā)器的熱源，并冷凝成為淡水，這種蒸發(fā)和冷凝過程沿著一串蒸發(fā)器的各效一直重復(fù)，每效都產(chǎn)生了相當(dāng)數(shù)量的蒸餾水。
[0004]MED起步較晚，是20世紀(jì)80年代成熟的海水淡化技術(shù)，特點(diǎn)是可以在較低操作溫度(不超過70°C)下將海水蒸餾，得到高品質(zhì)淡水(TDS ( lOppm),由于操作溫度低，蒸發(fā)裝置只需使用標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼或敷有適當(dāng)涂層的碳鋼就可以完全地控制住MED設(shè)備腐蝕。從整套裝置而言，MED裝置所用的工藝泵，包括鹽水泵、產(chǎn)品水泵和冷凝水泵等，大多是簡單的臥式離心泵，這使得地面基礎(chǔ)工作更加簡單。因此，在設(shè)備中沒有高壓回路和高壓泵，能夠降低投資成本。從設(shè)備維護(hù)角度來看，MED裝置全部控制操作只用很少的儀表和開關(guān)就可以完成，而且裝置的高適應(yīng)性可以完全滿足低負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行要求，從而降低操作維護(hù)設(shè)備作用。基于以上幾個(gè)因素，MED技術(shù)無論投資成本和運(yùn)行成本都極具優(yōu)勢，被稱為最節(jié)能的熱法海水淡化技術(shù)。另外，MED以其易實(shí)現(xiàn)大型化的特點(diǎn)，現(xiàn)已經(jīng)成為海水淡化工程的主要應(yīng)用技術(shù)。
[0005]目前，MED工藝主要有兩種類型:
一種是源于中東的逆流工藝(工藝一)，海水預(yù)熱后由泵直接泵入后幾效蒸發(fā)器，濃水再由效間增壓泵送入前面幾效，如此海水實(shí)現(xiàn)反復(fù)蒸發(fā)，由2-3個(gè)效間泵完成各效的供水，海水重復(fù)蒸發(fā)提高濃縮比。
[0006]另一種是源于法國的平流工藝(工藝二)，海水逐步預(yù)熱后分別噴淋到各效，不設(shè)效間增壓泵，每一效進(jìn)水都為原海水，即海水只經(jīng)過一次蒸發(fā)濃縮。省去了效間增壓泵的能耗，但由于海水只經(jīng)過一次蒸發(fā)，濃縮比較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器，既能提高海水濃縮率，降低結(jié)垢險(xiǎn)，同時(shí)無需效間泵，降低海水淡化能耗。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器，至少包括兩效蒸發(fā)器，每一效蒸發(fā)器包括蒸發(fā)室、布水裝置、換熱管、管板、淡水箱、濃水箱、效間濃水連接管、效間淡水連接管以及效間蒸汽連接管，其特征在于，各效蒸發(fā)器上下布置，蒸發(fā)室的頂端設(shè)有布水裝置，最上層蒸發(fā)室的布水裝置的進(jìn)水端可以設(shè)置預(yù)熱器或不設(shè)置預(yù)熱器；在蒸發(fā)室內(nèi)裝有換熱管，在換熱管的左右兩端設(shè)有管板，在管板的外側(cè)設(shè)有淡水箱，在換熱管的下面設(shè)有濃水箱；相鄰的上、下層蒸發(fā)器的淡水箱之間通過J形的效間淡水連接管連接，相鄰的上層的濃水箱與下層蒸發(fā)器的布水裝置的上方通過J形的效間濃水連接管連接；上層蒸發(fā)室產(chǎn)生的二次蒸汽通過蒸發(fā)管束后面兩側(cè)的效間蒸汽連接管進(jìn)入下層相鄰蒸發(fā)室的換熱管內(nèi)作為蒸發(fā)熱源。
[0009]各效蒸發(fā)器多列并列設(shè)置，每層布置效數(shù)為1-4效，布置兩層或更多；最上層各效的布水裝置采用噴嘴或者噴淋板布水，其他各效的布水裝置均采用噴淋板布水；最下層相鄰各效蒸發(fā)器的淡水箱的底部之間通過底層效間淡水連接管相互連接；最下層相鄰各效蒸發(fā)器的濃水箱的底部之間通過底層效間濃水連接管相互連接。
[0010]每一列的各效蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度從上至下逐漸降低。
[0011]所述的效間濃水連接管和效間淡水連接管均布置在整體蒸發(fā)器的內(nèi)部。
[0012]濃縮海水以過熱狀態(tài)進(jìn)入相鄰下層的蒸發(fā)室內(nèi)。
[0013]在每一效蒸發(fā)器的換熱管束兩側(cè)或端部設(shè)有捕沫器，捕沫器可以為絲網(wǎng)式捕沫器或折流板式捕沫器。
[0014]所述的新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器的具體工作流程包含以下步驟:
(1)海水通過冷凝器預(yù)熱后進(jìn)入上下布置的各效蒸發(fā)器的最上層的蒸發(fā)室，并在上層蒸發(fā)室內(nèi)通過布水裝置進(jìn)行噴淋；
(2)蒸發(fā)室內(nèi)經(jīng)過蒸發(fā)作用的過熱濃縮海水，依靠重力通過效間濃水連接管進(jìn)入下層相鄰蒸發(fā)室的布水空間，通過噴淋板噴淋到換熱管表面；
(3)過熱濃縮海水再次經(jīng)過蒸發(fā)作用后，重復(fù)步驟(2)的過程，直至濃縮海水匯合至最底層最后一效的蒸發(fā)室的濃水箱并排出；
(4)各效產(chǎn)生的淡水依靠重力通過效間淡水連接管進(jìn)入下層相鄰蒸發(fā)室的淡水箱，最后匯合至最底層最后一效的蒸發(fā)室的淡水箱并排出。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明的優(yōu)越性在于:
1、濃海水靠重力進(jìn)入下層相鄰蒸發(fā)室，省去效間增壓泵，降低海水淡化能耗；
2、保證蒸發(fā)溫度較高的幾效蒸發(fā)室進(jìn)水為原海水，降低結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)；
3、除最高層以外的其他各效蒸發(fā)室進(jìn)水均為過熱濃海水，節(jié)省進(jìn)水預(yù)熱能耗，并能夠閃蒸產(chǎn)生少量二次蒸汽，提高蒸發(fā)效率；
4、海水得到重復(fù)蒸發(fā)濃縮，提高濃縮比；
5、布置方式更為靈活，每層布置效數(shù)一般為1-4效，可以布置2-4層或更多；
6、各效蒸發(fā)室連接管道均布置為內(nèi)部管，減少管道散熱，增加熱能利用率，同時(shí)外觀更為整潔；
7、效間濃水連接管和效間淡水連接管為J形管，通過水封作用保證相鄰蒸發(fā)室的壓力差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明涉及的一種新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器的正面視圖；
圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0017]附圖標(biāo)記為:1-蒸發(fā)室(&、13、(3、(1、6汀)，2、11-布水裝置，3-換熱管，4-管板，5-淡水箱，6-濃水箱，7-捕沫器，8-效間濃水連接管，9-效間淡水連接管，10-效間蒸汽連接管。

【具體實(shí)施方式】
[0018]參見圖1和圖2，本發(fā)明一種新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器，至少包括兩效蒸發(fā)器，該實(shí)施例為圖示的兩列、三層，共六效蒸發(fā)器，即左邊的一列從上至下的三效蒸發(fā)器a_c，右側(cè)一列從上至下的三效蒸發(fā)器d-f。每一效蒸發(fā)器包括蒸發(fā)室1、布水裝置2和11、換熱管3、管板4、淡水箱5、濃水箱6、捕沫器7、效間濃水連接管8、效間淡水連接管9以及效間蒸汽連接管10。各效蒸發(fā)器上下布置，蒸發(fā)室I的頂端設(shè)有布水裝置，最上層蒸發(fā)室I的布水裝置的進(jìn)水端可以設(shè)置預(yù)熱器或不設(shè)置預(yù)熱器(不屬于本發(fā)明的部分，未圖示)。在蒸發(fā)室I內(nèi)裝有換熱管3，在換熱管3的前后兩端設(shè)有管板4，在管板4的外側(cè)設(shè)有淡水箱5，在換熱管3的下面設(shè)有濃水箱6 ;相鄰的上、下層的淡水箱5之間通過J形的效間淡水連接管9連接，相鄰的上層的濃水箱6與下層相鄰蒸發(fā)器的布水裝置的上方通過J形的效間濃水連接管8連通。第二層蒸發(fā)室I產(chǎn)生的二次蒸汽通過位于蒸發(fā)管束后面兩側(cè)的效間蒸汽連接管10連接到相鄰下層蒸發(fā)室I作為蒸發(fā)熱源。
[0019]各效蒸發(fā)器多列并列設(shè)置，每層布置效數(shù)為1-4效，布置兩層或更多；最上層各效的布水裝置采用噴嘴2 (或者噴淋板11)布水，其他各效的布水裝置均采用噴淋板11布水。最下層相鄰各效蒸發(fā)器的淡水箱5的通過底部效間淡水連接管12相互連接；最下層相鄰各效蒸發(fā)器的濃水箱6通過底部效間濃水連接管13相互連接。
[0020]每一列的各效的蒸發(fā)室I的蒸發(fā)溫度從上至下逐漸降低。
[0021]所述的效間濃水連接管8和效間淡水連接管9均布置在整體蒸發(fā)器的外殼內(nèi)部。底層效間淡水連接管12和底層效間濃水連接管13為外部管，底層不同列的一側(cè)的蒸發(fā)室I產(chǎn)生的濃水和淡水依靠效間壓差進(jìn)入相鄰的蒸發(fā)室I內(nèi)(如圖1中c進(jìn)入f)。
[0022]濃縮海水以過熱狀態(tài)進(jìn)入相鄰下層的蒸發(fā)室I內(nèi)。
[0023]在每一效蒸發(fā)器的換熱管束兩側(cè)或端部設(shè)有捕沫器7，捕沫器7可以為絲網(wǎng)式捕沫器或折流板式捕沫器。上層蒸發(fā)室產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)過捕沫器7去除夾帶鹽霧。
[0024]各效蒸發(fā)室I上下布置，上下布置的各效的蒸發(fā)室I內(nèi)的溫度從上向下依次降低，即示意圖中所示的各項(xiàng)蒸發(fā)器的蒸發(fā)室溫度由高到低次序?yàn)閍-b-c-d-e-f。系統(tǒng)運(yùn)行過程中通過MED系統(tǒng)中的真空泵控制各效蒸發(fā)室的壓力，通過壓力的不同，控制各效蒸發(fā)室對應(yīng)的蒸發(fā)溫度。
[0025]上述的濃縮海水均以過熱狀態(tài)進(jìn)入下層相鄰蒸發(fā)室，通過閃蒸和吸熱蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽。
[0026]本發(fā)明的新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器的具體工作方式包含以下步驟:
(1)海水通過預(yù)熱器(系統(tǒng)設(shè)置有預(yù)熱器)或冷凝器(系統(tǒng)未設(shè)置預(yù)熱器)預(yù)熱后采用平行布料方式，進(jìn)入垂直布置的蒸發(fā)器最上層的各效蒸發(fā)室I (a、d)，并在上層蒸發(fā)室內(nèi)通過布水裝置(噴嘴2或噴淋板11)進(jìn)行布水；
(2)上層蒸發(fā)室I的料液經(jīng)過蒸發(fā)作用產(chǎn)生的濃縮海水，依靠重力通過效間濃水連接管8以過熱狀態(tài)進(jìn)入下層相鄰蒸發(fā)室的布水空間(a — b、b — C，以及d — e、e — f )，通過噴淋板11分布到下一層蒸發(fā)室內(nèi)的換熱管3的表面；直至到最下層的蒸發(fā)室I進(jìn)行蒸發(fā)，最下層的蒸發(fā)室I蒸發(fā)后產(chǎn)生的濃縮海水，通過蒸發(fā)器底部的底層效間濃水連接管13，依靠效間壓差以過熱狀態(tài)進(jìn)入相鄰(右側(cè))蒸發(fā)室1的濃水箱(C — f)，并閃蒸產(chǎn)生少量二次蒸汽；最終所有濃縮海水匯集到蒸發(fā)器的最后一列的最下層的一個(gè)蒸發(fā)室(f)的濃水箱6，然后排出蒸發(fā)器。
[0027](3)上層蒸發(fā)室1產(chǎn)生的淡水，依靠重力通過效間淡水連接管9以過熱狀態(tài)進(jìn)入相鄰下層蒸發(fā)室1的淡水箱5內(nèi)(a — b、b — c,以及d — e、e — f),并閃蒸產(chǎn)生少量二次蒸汽；直至到每一列的最下層蒸發(fā)室1的淡水箱5內(nèi)，然后通過蒸發(fā)器底部的底層效間淡水連接管12，依靠效間壓差以過熱狀態(tài)進(jìn)入相鄰(右側(cè)的)蒸發(fā)室1的淡水箱5 (c — f)，并閃蒸產(chǎn)生少量二次蒸汽；最終所有淡水匯集到蒸發(fā)器的最后一列的最下層的一個(gè)蒸發(fā)室(f)的淡水箱5,然后排出蒸發(fā)器。
[0028](4)上層蒸發(fā)室1內(nèi)產(chǎn)生的二次蒸汽通過效間蒸汽連接管道10進(jìn)入下層相鄰蒸發(fā)室的換熱管3內(nèi)，作為下層蒸發(fā)室的熱源(每一效蒸發(fā)器換熱管內(nèi)的蒸汽，即本效熱源，都會在換熱管內(nèi)冷凝為淡水進(jìn)入淡水箱，換熱管外部海水受熱蒸發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽)，并在此效蒸發(fā)室1冷凝為淡水；最后一列各效的蒸發(fā)器的最下層蒸發(fā)室1 (f)所產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入MED系統(tǒng)中的冷凝器，與原海水換熱冷凝為淡水，同時(shí)預(yù)熱原海水作為各組蒸發(fā)器頂層蒸發(fā)室1的進(jìn)水。各效蒸汽流向說明:蒸發(fā)室a熱源由外部供應(yīng)，并在a的換熱管內(nèi)冷凝為淡水進(jìn)入淡水室^產(chǎn)生的二次蒸汽通過效間蒸汽連接管道進(jìn)入b的換熱管內(nèi)部，并在此冷凝為淡水；同理，b產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入c換熱管并冷凝，c產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入d換熱管并冷凝，d產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入e換熱管并冷凝，e產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入f換熱管并冷凝，f產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入冷凝器并冷凝。
【權(quán)利要求】
1.一種新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器，至少包括兩效蒸發(fā)器，每一效蒸發(fā)器包括蒸發(fā)室、布水裝置、換熱管、管板、淡水箱、濃水箱、效間濃水連接管、效間淡水連接管以及效間蒸汽連接管，其特征在于，各效蒸發(fā)器上下布置，蒸發(fā)室的頂端設(shè)有布液裝置，最上層蒸發(fā)室的噴淋裝置的進(jìn)水端可以設(shè)置預(yù)熱器或不設(shè)置預(yù)熱器；在蒸發(fā)室內(nèi)裝有換熱管，在換熱管的左右兩端設(shè)有管板，在管板的外側(cè)設(shè)有淡水箱，在換熱管的下面設(shè)有濃水箱；相鄰的上、下層蒸發(fā)器的淡水箱之間通過J形的效間淡水連接管連接，相鄰的上層蒸發(fā)器的濃水箱與下層相鄰蒸發(fā)器的布水裝置的上方通過J形的效間濃水連接管連接；上層蒸發(fā)室產(chǎn)生的二次蒸汽通過蒸發(fā)管束后面兩側(cè)的效間蒸汽連接管進(jìn)入下層相鄰蒸發(fā)室的換熱管內(nèi)作為蒸發(fā)熱源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器，其特征在于，各效蒸發(fā)器多列并列設(shè)置，每層布置效數(shù)為1-4效，布置兩層或更多；最上層各效的布水裝置采用噴嘴或者噴淋板布水，其他各效的布水裝置均采用噴淋板布水；最下層相鄰各效蒸發(fā)器的淡水箱的底部之間通過底層效間淡水連接管相互連接；最下層相鄰各效蒸發(fā)器的濃水箱的底部之間通過底層效間濃水連接管相互連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器，其特征在于，每一列的各效蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度從上至下逐漸降低。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器，其特征在于，所述的效間濃水連接管和效間淡水連接管均布置在整體蒸發(fā)器的內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器，其特征在于，濃縮海水以過熱狀態(tài)進(jìn)入相鄰下層的蒸發(fā)室內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器，其特征在于，在每一效蒸發(fā)器的換熱管束兩側(cè)或端部設(shè)有捕沫器，捕沫器可以為絲網(wǎng)式捕沫器或折流板式捕沫器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低溫多效海水淡化蒸發(fā)器，其特征在于，具體工作流程包含以下步驟: (I )海水通過冷凝器預(yù)熱后進(jìn)入上下布置的各效蒸發(fā)器的最上層的蒸發(fā)室，并在上層蒸發(fā)室內(nèi)通過布水裝置進(jìn)行噴淋； (2)蒸發(fā)室內(nèi)經(jīng)過蒸發(fā)作用的過熱濃縮海水，依靠重力通過效間濃水連接管進(jìn)入下層相鄰蒸發(fā)室的布水空間，通過噴淋板噴淋到換熱管表面； (3)過熱濃縮海水再次經(jīng)過蒸發(fā)作用后，重復(fù)步驟(2)的過程，直至濃縮海水匯合至最底層最后一效的蒸發(fā)室的濃水箱并排出； (4)各效產(chǎn)生的淡水依靠重力通過效間淡水連接管進(jìn)入下層相鄰蒸發(fā)室的淡水箱，最后匯合至最底層最后一效的蒸發(fā)室的淡水箱并排出。
【文檔編號】C02F103/08GK104370315SQ201410644154
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】呂會超, 秦競?cè)? 劉波, 楊民生, 楚樹坡, 萬建信, 李洋 申請人:青島雙瑞海洋環(huán)境工程股份有限公司