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《多級(jí)閃蒸技術(shù)在海水淡化中的應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、多級(jí)閃蒸技術(shù)在海水淡化中的應(yīng)用楊歡（武漢大學(xué)，土建學(xué)院，水務(wù)工程，200632610018）摘要:：文中對(duì)多級(jí)閃蒸海水淡化裝置，介紹了其工作原理、技術(shù)特性、設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)布置和工藝流程，及在海水淡化中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：多級(jí)閃蒸海水淡化多級(jí)閃蒸(MSF)是將加熱至一定溫度的鹽水依次在一系列壓力逐漸降低的容器中閃蒸汽化,然后將蒸汽冷凝制取淡水的過(guò)程。其突出優(yōu)點(diǎn)是淡化過(guò)程中傳熱面與蒸發(fā)面不接觸,基本不存在結(jié)垢現(xiàn)象,傳熱效率穩(wěn)定。到上世紀(jì)末,此法一直是世界海水淡化市場(chǎng)的主流技術(shù)?，F(xiàn)在,在世界海水淡化市場(chǎng)尤其是海灣地區(qū)MSF仍具有很強(qiáng)的競(jìng)
2、爭(zhēng)力。1多級(jí)閃蒸技術(shù)概述多級(jí)閃蒸具有可靠性高、防垢性能好、易于大型化等優(yōu)點(diǎn)。因此,于上世紀(jì)50年代一經(jīng)問(wèn)世就很快得到應(yīng)用和發(fā)展。目前,全球海水淡化產(chǎn)量的60%是由多級(jí)閃蒸方法獲得的,同時(shí),多級(jí)閃蒸也是單機(jī)容量最大的海水淡化方法(可達(dá)100000t/天),適合于大型和超大型淡化裝置。MSF總是與火力電站聯(lián)合運(yùn)行,以汽輪機(jī)低壓抽汽作為熱源,實(shí)現(xiàn)電水聯(lián)產(chǎn)。多級(jí)閃蒸技術(shù)本身也存在著一些缺陷,如設(shè)備腐蝕快、動(dòng)力消耗大、傳熱效率低及設(shè)備操作彈性小等。但任何一種技術(shù)都在不斷地進(jìn)步,近年來(lái),多級(jí)閃蒸技術(shù)在工藝改進(jìn)、混合技術(shù)運(yùn)用(與RO和
3、MED的結(jié)合使用等)及熱效率提高等方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,仍然是現(xiàn)今公認(rèn)的最成熟可靠的海水淡化技術(shù)。同時(shí)需要說(shuō)明的是,所有的現(xiàn)有海水淡化技術(shù)對(duì)于淡化海水與生產(chǎn)飲用水都是可行的。對(duì)于技術(shù)的選擇不存在“唯一的”最佳解決方案,而是應(yīng)基于每個(gè)項(xiàng)目的自身特點(diǎn),根據(jù)實(shí)際條件而定,包括規(guī)模大小、能源費(fèi)用、原水水質(zhì)、氣候條件以及技術(shù)與安全性要求等。總體上說(shuō),單獨(dú)設(shè)立的海水淡化廠(chǎng)適合采用反滲透法,但如果有熱電廠(chǎng)(最新有核能發(fā)電廠(chǎng))配套的話(huà),則熱法蒸餾技術(shù)更為經(jīng)濟(jì)可靠。多級(jí)閃蒸法不僅用于海水淡化,而且已廣泛用于火力發(fā)電廠(chǎng)、石油化工廠(chǎng)的鍋爐供水
4、、工業(yè)廢水和礦井苦咸水的處理與回收,以及印染工業(yè)、造紙工業(yè)廢堿液的回收等。2基本原理水的沸點(diǎn)是隨容器上部汽側(cè)壓力而變化的，壓力越高水的沸點(diǎn)越高，反之，壓力.越低水的沸點(diǎn)就越低。所謂的閃蒸就是被加熱的海水在負(fù)壓的封閉容器中突然汽化，蒸汽上升到容器的上部又被冷卻水管冷凝成淡水，這就是單級(jí)海水淡化工作原理。海水在容器中汽化的效果是由三種主要因素形成的，一是海水溫度，但不宜過(guò)高，否則能源消耗多，易在設(shè)備內(nèi)壁結(jié)垢;二是海水蒸發(fā)積，但不宜過(guò)大，否則影響制造成本及設(shè)備占地面積;三是容器內(nèi)的壓力，真空度越大汽化效果越好。因此在設(shè)計(jì)閃蒸設(shè)
5、備時(shí)需統(tǒng)籌考慮三種因素最佳效果。多級(jí)閃蒸工作原理，以三級(jí)閃蒸為例(圖1)，它是在三個(gè)封閉的容器(可稱(chēng)為三個(gè)閃蒸室)中，每個(gè)閃蒸室下部都有一塊可調(diào)節(jié)熱海水水位的堰板，中部左側(cè)為汽水分離器，右側(cè)為淡水盤(pán)，上部為冷卻水管束，頂部有抽氣管口。常溫的海水首先進(jìn)入第三級(jí)閃蒸室上部的冷卻水管束，經(jīng)二級(jí)、一級(jí)上部冷卻水管引出。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該段海水一方面做為冷卻水用，另一方面它本身被預(yù)熱。從一級(jí)上部出來(lái)的被預(yù)熱的溫海水經(jīng)海水加熱器加熱至90℃一100℃，然后熱海水進(jìn)入第一級(jí)閃蒸室的下部，由于閃蒸室內(nèi)的壓力低于熱海水溫度所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓，
6、所以熱海水做為過(guò)熱水而急速地被汽化，汽化后的蒸汽在閃蒸室中部通過(guò)汽水分離器除去蒸汽攜帶的微小海水珠，分離后的蒸汽上升到閃蒸室的上部，遇到冷凝區(qū)的管束，被凝結(jié)成淡化水(或稱(chēng)產(chǎn)品水)，淡化水滴入淡水盤(pán)后逐級(jí)匯總，引出至室外水箱內(nèi)儲(chǔ)存。經(jīng)過(guò)第一級(jí)閃蒸室的熱海水、按照上述原理依次進(jìn)人第二、第三級(jí)閃蒸室，逐級(jí)汽化—凝結(jié)，到了最后三級(jí)的熱海水，其溫度有所下降，含鹽量有所上升，濃海水可排至地溝或按比例進(jìn)行再循環(huán)。為了使閃蒸室內(nèi)的壓力低于每一級(jí)熱海水溫度所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓，閃蒸室的真空度逐級(jí)增強(qiáng)，閃蒸過(guò)程的級(jí)數(shù)越多，其熱效率就越高，經(jīng)濟(jì)
7、效益就越好。理想的多級(jí)閃蒸海水淡化裝置，其熱海水在最后一級(jí)的溫度與最后一級(jí)上部冷卻水溫度(常溫海水)之差為6℃一10℃。3設(shè)備裝置與工藝流程3.1裝置主要設(shè)備組成（1）一個(gè)鹽水加熱器：雙回路管式熱交換器，直徑1.2m；長(zhǎng)5.0m。缸體為碳鋼，管材為90/10銅、鎳合金，管徑15.875mm，壁厚0.889mm，管子數(shù)量1000根，熱交換面積304m2。水室內(nèi)襯3mm厚90/10銅鎳合金，管板為整體級(jí)刀10銅鎳合金，中間隔板為碳鋼。（2）熱回收段蒸發(fā)器：每臺(tái)裝置有三個(gè)長(zhǎng)管型蒸發(fā)容器，每個(gè)容器有12個(gè)閃蒸級(jí)，共36級(jí)。每個(gè)容
8、器的尺寸:19.6m×2.8m×2.2m。蒸發(fā)器的冷凝器采用的管材為90/10銅鎳合金，外徑15.875mm，壁厚0.889mm，管數(shù)1050根，有效熱交換面積:1892m2。管板為整體90/10銅鎳合金，水室為碳鋼襯3mm厚90/10銅鎳合金。每個(gè)閃蒸室的內(nèi)壁，直至淡水槽的高度襯以3mm厚的316L不銹鋼板。閃蒸室
