一种低温多效蒸馏海水淡化系统及其工艺方法与流程

本发明涉及海水淡化技术领域，尤其涉及一种低温多效蒸馏海水淡化系统及其工艺方法。

背景技术：

低温多效海水淡化装置是目前商业化案例较多的热法海水淡化工艺，其特征是将一系列含有喷淋管束的蒸发器(简称效)串联起来，用一定量的蒸汽输入换热管内部，管上部喷淋一定量的经预处理的海水，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海水加换热后成为二次蒸汽进入下一效，管内的蒸汽经海水换热冷凝后收集，经过在装置内多次蒸发和冷凝，从而获得多倍于蒸汽量的淡化水的过程。这种蒸发和冷凝过程沿着一串蒸发器的各效重复，最后一效的蒸汽在冷凝器被冷却而冷凝。

目前，低温多效蒸溜的典型流程分为以下两种：

(1)分组进料，闪蒸罐闪蒸蒸汽。此种流程具体蒸发过程是在如前所述的基础上，只是将蒸发器分为若干个蒸发组，原料水分组进料喷淋，原料海水首先进入到最后的蒸发组，平行进入到此组的各效蒸发器喷淋蒸发；此组蒸发器剩余的浓盐水汇总，经效间泵打入下一个蒸发组，依此类推。此过程中所产生的产品水和浓盐水分别流入一系列的闪蒸罐中，每一个闪蒸罐连接到下一低温效的冷凝侧，这样产品水和浓盐水呈阶梯状流动并逐级闪蒸冷却，放出的热量提高了系统的总效率。被冷却的产品水和浓盐水最后分别用相应的水泵抽出。

(2)平行进料，蒸发器室内闪蒸，设加热器逐级加热进料海水。此种流程具体蒸发过程也是在如前所述的基础上，只是在海水被冷凝器预热后，原料海水平行进入各效。在原料海水进入各效之前，海水在加热器中被此效的二次蒸汽预热，部分海水进入此效，剩余的海水再进入下一效预热后进入相应蒸发器，依次类推。此过程中高温效的产品水和浓盐水分别流入低温效的管程和壳程进行闪蒸，用以提高系统的总效率，产生的蒸汽与本效二次蒸汽混合，一部分进入加热器预热上一高温效的进料海水，一部分进入下一低温效作为加热蒸汽。被冷却的产品水和浓盐水最后分别用相应的是水泵抽出。

但是在汽车的涂装生产线中，汽车涂装车间的烘干固化炉多采用燃气加热或电加热,通过热风循环来实现烘干炉内温度升高，从而烘干工件表面，实现工件表面固化，因烘干炉为流水作业,散热较快且炉内空间面积较大，使用大功率燃烧器造成动能浪费且动能成本提高，使用小功率燃烧器出现烘干炉风向不均匀，受热不均匀，散热较快，难达到所需工艺要求，目前现有的涂装车间的通风装置一般是直接室内外空气交换，室内的空气在排出时不能对室内污浊空气进行净化和杀菌，排出的气体污染环境且不利于操作人员的健康。现有技术具体表现为以下缺点：

(1)现有技术涉及低温多效海水淡化系统汽源往往来源单一，蒸汽温度高、品质差、流量不稳定，可利用效率较低。

(2)现有技术涉及低温多效海水淡化系统造水比偏低，往往仅能根据汽源的压力、温度、流量的变化而变化，系统出力范围可调节性差。

(3)现有技术涉及低温多效海水淡化系统水源单一，仅为常规入料原海水。

(4)现有技术涉及进入低温多效海水淡化系统动力蒸汽压力调节范围小，可调节适应性差。

(5)现有技术涉及原海水或浓缩海水中夹杂的杂质进入低温多效海水淡化系统蒸发器中喷淋系统后极易引发喷嘴堵塞，造成布水不均、换热管结垢等问题，严重影响海水淡化装置的制水效率。

(6)现有技术涉及低温多效海水淡化系统抽真空系统采用真空泵形式独立抽取系统真空，综合电耗高，真空维持效果差。

(7)现有技术涉及低温多效海水淡化系统未设置闪蒸罐及其他预热再回收系统，导致低温多效海水淡化系统工艺热效率较低。

(8)现有技术涉及低温多效海水淡化系统排出浓缩海水一般排回大海，一定程度上造成周围环境温度及海水中相关离子浓度的变化，影响生态环境。

因此需要一种可以解决上述问题的一种低温多效蒸馏海水淡化系统。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种低温多效蒸馏海水淡化系统及其工艺方法，本发明可大幅提高造水比，使用蒸汽压力范围广，有效防止管道堵塞，提高制水效率，工艺热效率高，节约能源。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种低温多效蒸馏海水淡化系统及其工艺方法，包括蒸汽输送装置、蒸汽处理装置和自动循环装置，所述蒸汽输送装置与蒸汽处理装置为固定连接，自动循环装置与蒸汽处理装置为固定连接，蒸汽处理装置一侧设有冷却水循环装置，冷却水循环装置与蒸汽处理装置为固定连接，蒸汽处理装置一侧设有抽真空装置、产品水缓冲罐和浓盐水缓冲罐，抽真空装置、产品水缓冲罐和浓盐水缓冲罐均与蒸汽处理装置为固定连接，蒸汽处理装置的另一侧设有冷凝水缓冲罐，冷凝水缓冲罐与蒸汽处理装置为固定连接。

进一步，所述蒸汽输送装置包括蒸汽汇流管，蒸汽汇流管的一端与蒸汽处理装置为固定连接，蒸汽汇流管上设有第一蒸汽通道、第二蒸汽通道和第三蒸汽通道，汇流管与第一蒸汽通道、第二蒸汽通道和第三蒸汽通道均为固定连接，第二蒸汽通道上设有低压tvc喷射器，低压tvc喷射器与第二蒸汽通道为固定连接，第三蒸汽通道上设有高压tvc喷射器，高压tvc喷射器与第三蒸汽通道为固定连接。

进一步，所述蒸汽处理装置包括多组效体蒸发器、多组效产品水闪蒸罐和多组效浓盐水闪蒸罐，效体蒸发器包括换热管，换热管一侧设有除雾器，换热管与除雾器均与效体蒸发器为固定连接，效体蒸发器的一端与蒸汽汇流管为固定连接，效体蒸发器的一端设有蒸汽回流管，蒸汽回流管与效体蒸发器为固定连接，蒸汽回流管的下端与冷凝水缓冲罐为固定连接。

进一步，所述自动循环装置包括泵a和连续反冲洗过滤器，反冲洗过滤器固定在泵a前端。

进一步，所述抽真空装置包括启动抽真空装置和ncg抽真空装置，ncg抽真空装置设置在启动抽真空装置一侧，真空装置上设有管a，管a的一端与启动抽真空装置为固定连接，管a的另一端与效体蒸发器为固定连接，ncg抽真空装置设有管b，管b的一端与ncg抽真空装置为固定连接，管b的另一端与效体蒸发器为固定连接。

进一步，所述启动抽真空装置包括真空控制阀，真空控制阀一侧设有i级启动喷射器，i级启动喷射器一端设有ii级启动喷射器，i级启动喷射器一侧设有辅汽控制阀。

进一步，所述ncg抽真空装置包括多组ncg喷射器，ncg喷射器一侧设有ncg辅汽控制阀，ncg喷射器一端设有ncg冷凝器，ncg冷凝器一侧设有ncg缓冲罐，ncg缓冲罐一端设有ncg循环泵。

进一步，所述冷却水循环装置包括降膜冷凝器，降膜冷凝器一侧设有强制循环冷凝器，强制循环冷凝器一侧设有冷却水循环泵。

进一步，一种低温多效蒸馏海水淡化系统的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、海水预处理，打开蒸汽输送装置1的阀门；

s2、然后海水进入冷却水循环装置7，蒸汽进入蒸汽处理装置2；

s3、然后海水进入自动循环装置4；

s4、然后海水从自动循环装置4进入蒸汽处理装置2；

s5、打开抽真空装置5，保持整个系统为负压状态；

s5、制得的产品水流入产品水缓冲罐8，剩下的浓盐水流入浓盐水缓冲罐6；

s6、产品水流经换热器后输送给用户，浓盐水经换热器后输送给制盐厂制盐。

本发明的优点在于：本发明提供了一种低温多效蒸馏海水淡化系统及其工艺方法，包括蒸汽输送装置，该装置在汽源方面可以利用汽轮发电机抽出的中压缸排汽(五抽蒸汽)或低压缸排汽(六抽蒸汽)，提高了蒸汽利用率，采用两组tvc喷射器可提升海水淡化系统的造水比，在水源方面不仅可以采用原海水还可以采用进入强制循环冷凝器的发电厂二次循环水，增加水源多样性。本发明的蒸汽处理装置包括多组效体蒸发器，海水淡化系统的效率随效体蒸发器效数量的变化而变化，出力范围可在40％-110％范围内自由调节。自动循环装置内设置连续反冲洗过滤器，用以截留原海水或浓缩海水中夹杂的杂质颗粒，避免堵塞效体蒸发器内部喷淋系统喷嘴，造成布水不均，换热面积减少、换热效率降低、换热管结垢等问题。本发明抽真空方式利用启动抽真空系统和ncg抽真空系统联合运行多点抽真空方式方法，可以维持海水淡化系统均衡负压状态。本发明产品水闪蒸罐和浓盐水闪蒸罐中部分闪蒸产生蒸汽进入临近的较冷的效体蒸发器中再次冷凝释放潜热，以及产品水、浓盐水、冷凝水排出系统前均经过换热器进行余热回收，从而大幅提升低温多效海水淡化系统工艺热效率。蒸馏后的浓盐水直接输送至临近盐场进行深度晾晒制盐。本发明可大幅提高造水比，使用蒸汽压力范围广，有效防止管道堵塞，提高制水效率，工艺热效率高，节约能源，保护生态环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体平面示意图；

图2为本发明的蒸汽输送装置示意图；

图3为本发明蒸汽处理局部示意图；

图4为本发明自动循环装置局部示意图；

图5为本发明启动抽真空装置示意图；

图6为本发明ncg抽真空装置示意图；

图7为本发明冷却水循环装置示意图；

其中：1、蒸汽输送装置；11、第一蒸汽通道；12、第二蒸汽通道；13、第三蒸汽通道；14、高压tvc喷射器；15、低压tvc喷射器；16、蒸汽汇流管；2、蒸汽处理装置；21、除雾器；22、换热管；23、效体蒸发器；24、蒸汽回流管；25、效产品水闪蒸罐；26、效浓盐水闪蒸罐；3、冷凝水缓冲罐；4、自动循环装置；41、泵a；42、连续反冲洗过滤器；5、抽真空装置；51、启动抽真空装置；511、ii级启动喷射器；512、辅汽控制阀；513、i级启动喷射器；514、真空控制阀；52、ncg抽真空系统；521、ncg辅汽控制阀；522、ncg喷射器；523、ncg冷凝器；524、ncg循环泵；525、ncg缓冲罐；53、管a；54、管b；6、浓盐水缓冲罐；7、冷却水循环装置；71、降膜冷凝器；72、强制循环冷凝器；73、冷却水循环泵；8、产品水缓冲罐。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

图1为本发明整体平面示意图，如图1所示的一种低温多效蒸馏海水淡化系统，包括蒸汽输送装置1、蒸汽处理装置2和自动循环装置4，所述蒸汽输送装置1与蒸汽处理装置2通过相关管道固定连接在一起，自动循环装置4与蒸汽处理装置2通过相关管道固定连接在一起，蒸汽处理装置2一侧设有冷却水循环装置7，冷却水循环装置7与蒸汽处理装置2通过相关管道固定连接在一起，蒸汽处理装置2一侧设有抽真空装置5、产品水缓冲罐8和浓盐水缓冲罐6，抽真空装置5、产品水缓冲罐8和浓盐水缓冲罐6均与蒸汽处理装置2通过相关管道固定连接在一起，蒸汽处理装置2的另一侧设有冷凝水缓冲罐3，冷凝水缓冲罐3与蒸汽处理装置2通过相关管道固定连接在一起。如此设置，蒸汽输送装置1的设置使汽源和水源多样化，蒸汽处理装置2可以提高淡化海水的效率，抽真空装置5采用多点抽真空方式方法，可以维持海水淡化系统均衡负压状态。

实施例2：

图2为本发明的蒸汽输送装置示意图，如图2所示的一种低温多效蒸馏海水淡化系统，所述蒸汽输送装置1包括蒸汽汇流管16，蒸汽汇流管16的一端与蒸汽处理装置2为固定连接，蒸汽汇流管16上设有第一蒸汽通道11、第二蒸汽通道12和第三蒸汽通道13，汇流管16与第一蒸汽通道11、第二蒸汽通道12和第三蒸汽通道13均为固定连接，第二蒸汽通道12上设有低压tvc喷射器15，低压tvc喷射器15与第二蒸汽通道12为固定连接，第三蒸汽通道13上设有高压tvc喷射器14，高压tvc喷射器14与第三蒸汽通道13为固定连接。如此设置，汽源取自水电联产汽轮发电机抽出的中压缸排汽五抽蒸汽或低压缸排汽六抽蒸汽，经初步减温减压后，由以下三种方式进入海水淡化系统，一动力蒸汽压力低于0.1mpa且低于tvc喷射器运行技术要求时，通过第一蒸汽通道11直接进入第1效蒸发器以背压模式运行；二动力蒸汽压力0.1mpa-0.35mpa时，通过第二蒸汽通道12利用低压tvc喷射器15从第6效循环回部分再生蒸汽与动力蒸汽进入第一效蒸发器；三动力蒸汽压力0.35mpa-0.5mpa时，通过第三蒸汽通道13利用高压tvc喷射器14从第9效循环回部分再生蒸汽与动力蒸汽进入第一效蒸发器；由于tvc喷射器的性能由动力蒸汽的压力和压缩比共同起作用，且本系统的动力蒸汽压力受汽轮机组负荷变化不是恒定的，因此本系统设置两套tvc喷射器系统维持整体运行高效性，同时通过提取六、九效再生蒸汽，促进动力蒸汽在效体蒸发器间的流通，提升海水淡化系统的造水比。

实施例3：

图1为本发明整体平面示意图，图3为本发明蒸汽处理局部示意图，如图1，图3所示的一种低温多效蒸馏海水淡化系统，所述蒸汽处理装置2包括多组效体蒸发器23、多组效产品水闪蒸罐25和多组效浓盐水闪蒸罐26，效体蒸发器23包括换热管22，换热管22一侧设有除雾器21，换热管22与除雾器21均与效体蒸发器23为固定连接，效体蒸发器23的一端与蒸汽汇流管16为固定连接，效体蒸发器23的一端设有蒸汽回流管24，蒸汽回流管24与效体蒸发器23为固定连接，蒸汽回流管24的下端与冷凝水缓冲罐3为固定连接。如此设置，蒸汽处理装置2内包括多组效体蒸发器23，其中1-2效为热效组，3-5效和6-9效为温效组，10-14效为冷效组，冷效组临近降膜冷凝器71，所述1-14效效体蒸发器换热管22采用“四室三通道”布置形式，喷淋管束布置在换热管束上方，降膜冷凝器71喷淋管束采用“两层五水室”布置形式，充分冷凝冷效组末级蒸发器输入的蒸汽，所述强制循环冷凝器72与降膜冷凝器71蒸汽侧相互连通，经过冷却水循环泵73输送冷却塔海水用于冷凝降膜冷凝器71未完全冷凝的蒸汽。降膜冷凝器71和强制循环冷凝器72冷凝的凝集水可根据水质情况自由切换着产品水侧或浓盐水侧。海水淡化系统的效率随效体蒸发器23效数量的变化而变化，出力范围可在40％-110％范围内自由调节。水闪蒸罐25、浓盐水闪蒸罐26中闪蒸的蒸汽进入临近的较冷的效体蒸发器23中再次冷凝释放潜热，提升海水淡化系统工艺热效率。

实施例4：

图4为本发明自动循环装置局部示意图，如图4所示的一种低温多效蒸馏海水淡化系统，所述自动循环装置4包括泵a41和连续反冲洗过滤器42，反冲洗过滤器42固定在泵a41前端。如此设置，用以截留原海水或浓缩海水中夹杂的杂质颗粒，避免堵塞效体蒸发器23内部喷淋系统喷嘴，造成布水不均，换热面积减少、换热效率降低、换热管结垢等问题。

实施例5：

图5为本发明启动抽真空装置示意图，图6为本发明ncg抽真空装置示意图，如图5图6所示的一种低温多效蒸馏海水淡化系统，所述抽真空装置5包括启动抽真空装置51和ncg抽真空装置52，ncg抽真空装置52设置在启动抽真空装置51一侧，真空装置51上设有管a53，管a53的一端与启动抽真空装置51为固定连接，管a53的另一端与效体蒸发器23为固定连接，ncg抽真空装置52设有管b54，管b54的一端与ncg抽真空装置52为固定连接，管b54的另一端与效体蒸发器23为固定连接。所述启动抽真空装置51包括真空控制阀514，真空控制阀514一侧设有i级启动喷射器513，i级启动喷射器513一端设有ii级启动喷射器511，i级启动喷射器513一侧设有辅汽控制阀512。所述ncg抽真空装置52包括多组ncg喷射器522，ncg喷射器522一侧设有ncg辅汽控制阀521，ncg喷射器522一端设有ncg冷凝器523，ncg冷凝器523一侧设有ncg缓冲罐525，ncg缓冲罐525一端设有ncg循环泵524。如此设置，利用启动抽真空装置51和ncg抽真空装置52联合运行多点抽真空方式方法,分别于第一效蒸发器、第六效蒸发器、降膜冷凝器71、强制循环冷凝器72多点抽取真空维持海水淡化系统均衡负压状态。

实施例6：

图7为本发明冷却水循环装置示意图，如图7所示的一种低温多效蒸馏海水淡化系统，所述冷却水循环装置7包括降膜冷凝器71，降膜冷凝器71一侧设有强制循环冷凝器72，强制循环冷凝器72与降膜冷凝器71通过管道连接起来，强制循环冷凝器72一侧设有冷却水循环泵73，冷却水循环泵73与强制循环冷凝器72通过管道连接起来。降膜冷凝器71和强制循环冷凝器72中蒸汽冷凝水可根据水质情况自由切换至产品水侧或浓盐水侧，强制循环冷凝器72与降膜冷凝器71蒸汽侧相互连通，经过冷却水循环泵73输送冷却塔海水用于冷凝降膜冷凝器71未完全冷凝的蒸汽。

工作方式：本发明提供了一种低温多效蒸馏海水淡化系统及其工艺方法，本发明在使用前，先原海水经预处理后，由以下三种方式进入海水淡化系统，一、产品水换热器至降膜冷凝器71；二、浓盐水换热器至降膜冷凝器；三、直接进入降膜冷凝器71或在海水低于15℃时，最初经强制循环冷凝器72，然后再进入降膜冷凝器71；通过自动控制三种原海水进入方式流量比例维持进入降膜冷凝器71内部原海水温度，所述降膜冷凝器71采用“两层五水室”布置形式，进入降膜冷凝器71的原海水流量通过安装在冷凝器底部低液位传感器和控制器根据负荷变化自动调节，经降膜冷凝器71下方的自动循环装置4及其出口设置的连续反冲洗过滤器42将降膜冷凝器71出水通过喷淋系统均匀分配至10-14效(冷效组)水平布置的换热管束上，在以薄膜形式从自上而下分布，部分入料海水吸收上一效体在再生蒸汽在换热管内冷凝所释放的潜热闪蒸产生蒸汽，冷效组中剩余的稍微浓缩后的海水收集后经自动循环装置4及其出口设置的连续反冲洗过滤器42采用相同方式分配至6-9效(第二温效组)，并再次部分闪蒸为蒸汽，第二温效组中浓缩后的剩余海水同样以自动循环装置4及其出口设置的连续反冲洗过滤器采用相同方式分配至3-5效(第一温效组)，第一温效组中浓缩后的剩余海水同样以自动循环装置4及其出口设置的连续反冲洗过滤器采用相同方式分配至1-2效(热效组)，第1效中与第2效中剩余的浓盐水相互连通，并与2-13效浓盐水闪蒸罐串联，闪蒸罐中的浓盐水部分闪蒸产生蒸汽进入临近的较冷的效体蒸发器23中冷凝成产品水，剩余的浓盐水继续冷却后逐级流入到浓盐水缓冲罐6，经由浓盐水泵及浓盐水换热器回收剩余热量后输送至临近盐场进行深度晾晒制盐本。发明具有净化效果好，成本及运行维修费用较低，对环境无污染的优点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。