[发明专利]一种由海水制备船舶锅炉给水的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种由海水净化制备纯水的方法和装置，尤其是一种适合船舶、海上平台等锅炉给水的处理方法与装置。

背景技术

目前在船舶工业中，锅炉已成为不可或缺的设备。对于以柴油机或电动机为主动力的船舶，配备的辅助锅炉多用于驱动货油泵、加热燃、滑油以及为生活用水、空调设备等提供热源，保证船舶的正常运行。船舶锅炉的给水主要来源于港口的自来水以及船上海水淡化装置生产的淡水，其中含有钙、镁等离子的碳酸氢盐、硫酸盐和少量的硅酸溶胶。这种含有杂质的水，在锅炉中进行沸腾和蒸发过程中，会在锅炉受热面上产生碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐水垢，造成以下危害:1)使传热效果变差，增加能耗；2)水垢难于清除，增加了检修费用；3)造成炉管过热，降低使用寿命。严重时甚至因为水垢危害锅炉而造成事故。为最大限度地防止船用辅锅炉的结垢，GBT 24947-2010《船用辅锅炉水质要求》明确了锅炉的给水应达到的水质标准，对给水的总硬度、总碱度、pH等各项指标进行了具体的规定。

船舶锅炉给水的主要处理方法是钠离子交换法。硬水在进入锅炉之前先经过流经钠型离子交换剂树脂层进行交换,Ca²⁺，Mg²⁺离子吸附于树脂上而Na⁺离子进入水中，硬度离子被脱除而形成软化水，起到防止锅炉结垢的目的。当大部分树脂中的Na⁺离子被置换后,树脂失去离子交换能力,这时可用食盐使其再生，再生过程一般需经过反洗、进盐水、正洗等步骤。再生完成后，离子交换剂树脂层转为钠型，恢复与Ca²⁺，Mg²⁺离子进行交换的能力。钠离子交换法处理后Ca²⁺，Mg²⁺硬度离子可以达到船用辅锅炉水质要求，但水中含有的Si等弱解离的物质难以脱除，仍然存在形成硅酸盐水垢的风险；离子交换树脂需要频繁再生，操作烦琐,自动化程度低；管路复杂,占用机舱空间较大。因此钠离子交换法在船舶锅炉给水处理的应用受到很大的限制。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种由海水制备船舶锅炉给水的方法和装置，克服现有技术中船舶锅炉给水水垢难于清除，检修费用高的问题。

本发明采用的技术方案是：一种由海水制备船舶锅炉给水的方法，海水首先通过真空蒸发过程进行初步脱盐，得到的淡化水经过电去离子进一步深度脱盐而得到锅炉给水。

所述真空蒸发过程是指进料海水在蒸发器中与柴油机缸套水进行热量交换，蒸发器中的海水一侧保持真空，海水被加热而沸腾产生蒸汽；将此蒸汽引入冷凝器，以冷海水为冷却介质使蒸汽冷凝，即得到淡化水。

所述电去离子过程是指将淡化水引入电去离子装置，所述装置在阴极和阳极之间交替排列若干阳离子交换膜和阴离子交换膜，两张膜之间构成淡水室或浓水室，淡水室中填充离子交换树脂；当水流经淡水室时，在直流电场的作用下，水中离子分别透过两侧的离子交换膜进入浓水室，离子交换树脂在参与离子传递的同时又进行电再生，使离子得到深度脱除，得到符合标准的锅炉给水；浓水室离子浓度增加，可返回换热器进行蒸发。

一种由海水制备船舶锅炉给水的装置，包括真空蒸发装置和电去离子装置两部分，所述真空蒸发装置设置有蒸发器和冷凝器，进料海水在蒸发器中与柴油机缸套水进行热量交换，蒸发器中的海水一侧保持真空，海水被加热而沸腾产生蒸汽；将此蒸汽引入冷凝器，以冷海水为冷却介质使蒸汽冷凝，即得到淡化水；所述淡化水引入电去离子装置，所述电去离子装置在阴极和阳极之间交替排列若干阳离子交换膜和阴离子交换膜，两张膜之间构成淡水室或浓水室，淡水室中填充离子交换树脂；当水流经淡水室时，在直流电场的作用下，水中离子分别透过两侧的离子交换膜进入浓水室，离子交换树脂在参与离子传递的同时又进行电再生，使离子得到深度脱除，得到符合标准的锅炉给水；浓水室离子浓度增加，可返回换热器进行蒸发。

所述蒸发器和冷凝器器为板式换热器、管式换热器或者螺旋板式换热器。

所述离子交换树脂为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的混合，所述阴离子交换树脂对阳离子交换树脂混合的体积比为30：70至60：40。所述阴离子交换树脂和阳离子交换树脂采用凝胶型树脂或者大孔型树脂。

所述阳离子交换膜和阴离子交换膜为异相膜或均相膜。

所述阴极和阳极采用钛涂钌材料。

本发明的有益效果是：