[发明专利]新型低温多效海水淡化蒸发器

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型低温多效海水淡化蒸发器，用于海水淡化。

背景技术

海水淡化，又称海水脱盐，是分离海水中盐和水的技术和过程。蒸馏法即热法是最早采用的海水淡化技术，是海水淡化最主要的方法。蒸馏法海水淡化是将海水加热蒸发，再使蒸汽冷凝得到淡水的过程。

低温多效蒸馏（MED）是应用最广也是被认为最节能的海水淡化方法之一，其原理是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水，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。

MED起步较晚，是20世纪80年代成熟的海水淡化技术，特点是可以在较低操作温度（不超过70℃）下将海水蒸馏，得到高品质淡水（TDS≤10ppm），由于操作温度低，蒸发装置只需使用标准不锈钢或敷有适当涂层的碳钢就可以完全地控制住MED设备腐蚀。从整套装置而言，MED装置所用的工艺泵，包括盐水泵、产品水泵和冷凝水泵等，大多是简单的卧式离心泵，这使得地面基础工作更加简单。因此，在设备中没有高压回路和高压泵，能够降低投资成本。从设备维护角度来看，MED装置全部控制操作只用很少的仪表和开关就可以完成，而且装置的高适应性可以完全满足低负荷时的运行要求，从而降低操作维护设备作用。基于以上几个因素，MED技术无论投资成本和运行成本都极具优势，被称为最节能的热法海水淡化技术。另外，MED以其易实现大型化的特点，现已经成为海水淡化工程的主要应用技术。

目前，MED工艺主要有两种类型：

一种是源于中东的逆流工艺（工艺一），海水预热后由泵直接泵入后几效蒸发器，浓水再由效间增压泵送入前面几效，如此海水实现反复蒸发，由2-3个效间泵完成各效的供水，海水重复蒸发提高浓缩比。

另一种是源于法国的平流工艺（工艺二），海水逐步预热后分别喷淋到各效，不设效间增压泵，每一效进水都为原海水，即海水只经过一次蒸发浓缩。省去了效间增压泵的能耗，但由于海水只经过一次蒸发，浓缩比较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型低温多效海水淡化蒸发器，既能提高海水浓缩率，降低结垢险，同时无需效间泵，降低海水淡化能耗。

本发明的技术方案：一种新型低温多效海水淡化蒸发器，至少包括两效蒸发器，每一效蒸发器包括蒸发室、布水装置、换热管、管板、淡水箱、浓水箱、效间浓水连接管、效间淡水连接管以及效间蒸汽连接管，其特征在于，各效蒸发器上下布置，蒸发室的顶端设有布水装置，最上层蒸发室的布水装置的进水端可以设置预热器或不设置预热器；在蒸发室内装有换热管，在换热管的左右两端设有管板，在管板的外侧设有淡水箱，在换热管的下面设有浓水箱；相邻的上、下层蒸发器的淡水箱之间通过J形的效间淡水连接管连接，相邻的上层的浓水箱与下层蒸发器的布水装置的上方通过J形的效间浓水连接管连接；上层蒸发室产生的二次蒸汽通过蒸发管束后面两侧的效间蒸汽连接管进入下层相邻蒸发室的换热管内作为蒸发热源。 

各效蒸发器多列并列设置，每层布置效数为1-4效，布置两层或更多；最上层各效的布水装置采用喷嘴或者喷淋板布水，其他各效的布水装置均采用喷淋板布水；最下层相邻各效蒸发器的淡水箱的底部之间通过底层效间淡水连接管相互连接；最下层相邻各效蒸发器的浓水箱的底部之间通过底层效间浓水连接管相互连接。

每一列的各效蒸发器的蒸发温度从上至下逐渐降低。

所述的效间浓水连接管和效间淡水连接管均布置在整体蒸发器的内部。

浓缩海水以过热状态进入相邻下层的蒸发室内。

在每一效蒸发器的换热管束两侧或端部设有捕沫器，捕沫器可以为丝网式捕沫器或折流板式捕沫器。

所述的新型低温多效海水淡化蒸发器的具体工作流程包含以下步骤：

（1）海水通过冷凝器预热后进入上下布置的各效蒸发器的最上层的蒸发室，并在上层蒸发室内通过布水装置进行喷淋；

（2）蒸发室内经过蒸发作用的过热浓缩海水，依靠重力通过效间浓水连接管进入下层相邻蒸发室的布水空间，通过喷淋板喷淋到换热管表面；

（3）过热浓缩海水再次经过蒸发作用后，重复步骤（2）的过程，直至浓缩海水汇合至最底层最后一效的蒸发室的浓水箱并排出；

（4）各效产生的淡水依靠重力通过效间淡水连接管进入下层相邻蒸发室的淡水箱，最后汇合至最底层最后一效的蒸发室的淡水箱并排出。

与现有技术对比，本发明的优越性在于：