专利名称：脱盐装置及脱盐方法
技术领域：
本发明涉及用于产生淡水的脱盐装置的构建。
背景技术：
由海7JC产生饮用水的已知方法包括例如在专利文献1和2中所公开 的那些。在这些方法中，通过以下过程产生可饮用的冷凝水^使用纳滤膜 将结垢组分从原海水中除去，将所得结垢组分减少的海水与原海水混合， 并使用多效蒸发器将所得混合物蒸馏。
专利文献1:日本未经审查的专利公开No.2003-507183
专利文献2 King Abdulaziz City for Science and Technology, Saudi Arabia, Paten辨腦0;30〃謂6.
发明内容
本发明待解决问题
如专利文献#1中所述，在产生淡水的所述方法中，不能完全防止在 蒸发器内部的结垢沉积。结果，蒸发器的热效率不利地降低，并且无法高 效地产生可饮用的冷凝水。同时，专利文献#2的权利要求中的一个权利要
:滂
的脱盐体系，而没有具体描述该脱盐体系。
作出本发明以提供基于专利文献#2中要求保护的体系的多效脱盐装 置的具体结构，l吏得能够高效产生冷凝水同时防止结垢沉积。
解决问题的方法
技术领域：
本发明的上述目的通过如下脱盐装置来实现，所述脱盐装置包括具
有多个蒸发罐的多效蒸发器；和通过其传输蒸汽的多个传热管；其中通过
将原料水(feed water)供给至多个传热管的外表面以由所述原料水产生蒸汽和浓缩盐水，以将在在前的蒸发罐中产生的蒸汽引入在后的蒸发罐中 的所述传热管中的方式将所述多个蒸发罐彼此连接，从而使得所述蒸汽 可用作所述在后的蒸发罐的热源，和所述多个蒸发罐分为高温蒸发罐组 和低温蒸发罐组，其中所述高温蒸发罐组设置于所述脱盐装置的上游， 所述低温蒸发罐组设置于所述脱盐装置的下游。
所述脱盐装置还包括结垢组分除去设备，其除去包含于未处理的 原水(raw unprocessed water )中的至少一部分结祐组分以产生结祐组 分减少的水；结垢组分减少的水的供给设备，其将所得的结垢组分减少 的水作为原料水供给至所述高温蒸发罐组的每个蒸发罐中的所述传热 管；和未处理的原水的供给设备，其将未处理的原水作为原料水供给至 所述低温蒸发罐组的每个蒸发罐中的所述传热管。
所述脱盐装置优选包fe用于所述高温蒸发罐组的回流设备，軒述回 流设备使在所述高温蒸发罐组中产生的一部分浓缩盐水返回至所述结 垢组分减少的水的供给设备。
所述脱盐装置优选还包括用于所述低温蒸发罐组的回流设备，所述 回流设备使在所述低温蒸发罐组中产生的 一部分浓缩盐水返回至所述 未处理的原水的供给设备。
所述结垢组分除去设备优选是纳滤膜设备。
本发明的目的还通过利用脱盐装置产生淡水的方法来实现，所述脱盐
装置包括多个蒸发罐和通过其传输蒸汽的多个传热管，其中通过将原料 7jc供给至所述多个传热管的外表面以由所述原料水产生蒸汽和浓缩盐水，
以将在在前的蒸发罐中产生的蒸汽引入在后的蒸发罐中的所述传热管中 的方式将所述多个蒸发罐彼此连接，从而使得所述蒸汽可用作所述在后的 蒸发罐的热源，和所述多个蒸发罐分为高温蒸发罐组和低温蒸发罐组， 其中所述高温蒸发罐组设置于所述脱盐装置的上游，所述低温蒸发罐组 设置于所述脱盐装置的下游，所述方法包括结垢组分除去步骤，其除 去包含于未处理的原水中的至少一部分结垢组分以产生结垢组分减少 的水；结垢组分减少的水的供给步骤，其中将所述结垢组分减少的水作 为原料水供给至所述高温蒸发罐组的每个蒸发罐中的所述传热管，和未处理的原水的供给步骤，其中将所述未处理的原水作为原料水供给至所 述低温蒸发罐组的每个蒸发罐中的所述传热管。
发明效果
本发明提供一种脱盐装置以及产生淡水的方法，其使得冷凝水能够高 效地产生同时防止结垢沉积。
图l是显示根据本发明一个实施方案的脱盐装置的示意框图。
图2是显示构成如图1所示脱盐装置的蒸发罐的示意框图。
图3表显示当氯化物组分浓度为32000ppm时,硫酸钓的溶度积极限 和浓盐水温度之间关系的图。
图4是显示当氯化物组分浓度为80000ppm时，硫酸钓的溶度积极限 和浓盐水温度之间关系"图。
图5是显示图1中所示脱盐装置的变形方案的示意框图。
图6是显示图1中所示脱盐装置的另一个变形方案的示意框图。
图7是显示图1中所示脱盐装置的还另一个变形方案的示意框图。
图8是显示图7中所示脱盐装置的一个变形方案的示意框图。
1脱盐装置
2蒸发器
2a高温蒸发罐组4箱
5纳滤膜设备(结垢组分除去设备) 6结垢组分减少的水的供^i更备 7未处理的原水的供给设备 8冷凝器
实施发明的最优模式
以下参考附图描述本发明的脱盐装置。图l是根据本发明一个实施方 案的脱盐装置1的示意框图。图2是显示脱盐装置1的蒸发罐20的示意框 图。应说明为了促进理解该装置，，附图中的每个组件均进行了部分放大 或者缩小，因此未显示其实际尺寸。
如图l所示，脱盐装置l包括多效蒸发器2;驱动蒸汽管3，其将由 蒸发器等(未显示)产生的热驱动蒸汽引至蒸发器2;储存海水等未处理的 原水的'箱4;纳滤膜设备5，其除去包含于原水申的结垢组分；结垢组分减 少的水的供^H殳备6;未处理的原水的供^i史备7和冷凝器8。
蒸发器2通过将多个蒸发罐20串联连接来构成。如图2所示，所述多 个蒸发罐20中的每一个均具有封闭的蒸发室21、间接加热器22和用于 喷射原料水的喷嘴23。蒸发室21的内侧底部用作浓盐水储存部24,其储 存一部分浓盐水。该盐水通过4吏经由喷嘴23喷射到间接加热器22中的传 热管221外表面上的原料水由于与传热管221的热交换所导致的蒸发而产 生。蒸发室21的内侧底部还具有浓盐7jc入口26a,用于将在在前的蒸发 罐20中产生的浓盐水引入；和浓盐水出口 26b，用于将在浓盐水储存部 24中储存的浓盐7jc排出至在后的蒸发罐20。用于将蒸汽排至外部的蒸汽出 口 25a设置于蒸发室21的顶部上，所述蒸汽由于与传热管221的热交换作 用而在传热管221的外表面上产生。
间接加热器22具有设置于蒸发室21中的多个传热管221、第一集管 (header) 222和第二集管223，第一集管222和第二集管223各自连接至 所述多个传热管221的一端。第一集管222具有蒸汽入口 25b，用于将蒸汽引入传热管221;和冷凝水入口27a，用于引导在在前的蒸发罐20的 传热管221中产生的冷凝水。第二集管223具有冷凝水出口 27b，用于排 出在传热管221中通it4传热管221内热交换而产生的冷凝水(淡水)。 当保持于第一集管222中的冷凝水的量超过预定量时，冷凝水通过最底下 的传热管221的内部引入第二集管223。
设置于间接加热器22上方的喷嘴23是用于在传热管221的外表面上 方喷射原料水的设备。
如图1所示，蒸发罐20以如下方式彼此连接上游蒸发罐20中的蒸 汽出口 25a经由蒸汽管25连接至紧邻的下游蒸发罐20的蒸汽入口 25b, 使得将在上游蒸发罐20中产生的蒸汽输入在紧邻的下游蒸发罐20中传热 管221中作为热源。上游蒸发罐20中的浓盐水出口 26b经由浓盐水管26 连接至紧邻的下^蒸发罐20中的浓盐水入口 26a,使得将在lh游蒸发罐20 中产生然后保持于浓盐*储部24中的浓盐水输入紧邻的下游蒸发罐20 中的浓盐7JC储存部24。在上游蒸发罐20中的冷凝水出口 27b经由冷凝水 管27连接至紧邻的下游蒸发罐,20中的冷凝水入口 27a，使得将在上游秀 发罐20中的传热管221中产生认后保持于第二集管223中的冷凝7m入i 邻的下游蒸发罐20中的间接加热器22的第一集管222中。
用于引导由锅炉等产生的驱动蒸汽的驱动蒸汽管3连接至最上游蒸发 罐20中间接加热器22的第一集管222的蒸汽入口 25b。在最上游的蒸发 罐20中，不需要冷凝7JC入口 27a和浓盐水入口 26a。
将蒸汽引导至下文描述的冷凝器8的蒸汽排出管81连接至最下游蒸发 罐20中的间接加热器22的第二集管223的蒸汽出口 25a,用于糸^出冷凝 水至外界的冷凝7JC^出管卯连接至冷凝水出口 27b。用于将储存的浓盐水 排出至外界的浓盐7jC排出管91连接至在蒸发室21的底部上形成的浓盐水 出口 26b。
蒸发器2中的多个蒸发罐20从上游至下游分为两组在高工作温度下 操作的高温蒸发罐组2a和在相对低工作温度下操作的低温蒸发罐组2b。 在图1中显示的结构中，每个高温蒸发罐组2a和低温蒸发罐组2b具有八 个蒸发罐20。高温蒸发罐组2a和低温蒸发罐组2b的蒸发罐20的数目可根据设计条件等来选定。
纳滤膜设备5是用于除去结垢组分的设备，其除去包含于在箱4中保 持的海水等未处理的原水中的至少部分硫酸钾(CaS04)及其它结垢组分， 以产生结垢组分减少的水。纳滤膜设备5设置于箱4和冷凝器8之间。纳 滤膜设备5具有主要除去二价离子的能力。特别地，优选可高效除去硫酸 根离子的纳滤膜设备5。
结垢组分减少的水的供^i殳备6是用于将结垢组分减少的7jC作为原料 7jC供给至高温蒸发罐组2a的蒸发罐20的装置，该结垢组分减少的水通过 使用纳滤膜设备5从未处理的原水除去结垢组分而产生。结垢组分减少的 水的供给设备6具有供给泵(未显示)和结垢组分减少的水的供给管61， 所述供给管61将高温蒸发罐组2a的每个蒸发罐20的喷嘴23连接至纳滤 M设备5。结垢组分减少的水的供给管61 ^!—部分没置为通过在冷凝器8 内提供的冷却部(未显示)，使得通过结垢组分减少的水的供给管61的结 垢组分减少的水用作使供给至冷凝器8的蒸汽冷凝的冷却剂。
未处理的原水的供给设备7将箱4中未处理的原7jC作为原料7JC供给低 温蒸发罐组2b的蒸发罐20。未处理的原水的供^H殳备7具有供给泵(未 显示)和未处理的原水供给管71，所述供给管71将低温蒸发罐组2b的每 个蒸发罐20的喷嘴23连接至箱4。未处理的原水供给管71的部分i殳置为 通过在冷凝器8内提供的冷却部(未显示)，使得通过未处理的原7jC供给管 71的未处理的原水用作使供给至冷凝器8的蒸汽冷凝的冷却剂。
冷凝器8是用于通过使用其中结垢组分已经通过纳滤膜设备5进行除 去的结垢组分减少的水和由箱4供给的未处理的原水，来间接冷却由多效 蒸发器2的最下游蒸发罐20的蒸汽出口 25a所排出的蒸汽从而产生冷凝水 的设备。所得冷凝水经由管82排出至外部。
一种使用具有上述结构的脱盐装置1由海水来产生可用作饮用水等的 冷凝水的方法如下所述。首先，通过锅炉等产生的驱动蒸汽由驱动蒸汽管 3供给至蒸发器2。然后，将使用纳滤膜设备5(即，用于结垢组分除去的 设备)已经除去海水中至少部分结垢组分的结垢组分减少的水作为原料 水，经由结垢组分减少的水的供^i殳备6来供给至高温蒸发罐组2a的蒸发
9罐20。同时，将其中没有除去结垢组分的海水(未处理的原水)作为原料 水，经由未处理的原水的供给设备7供给至低温蒸发罐组2b的蒸发罐20。
将注入蒸发器2中的驱动蒸汽引入高温蒸发罐组2a的最上游的蒸发罐 20的传热管221中。通过结垢组分减少的水的供给设备6供给的结垢组分 减少的水分配到高温蒸发罐组2a的每个蒸发罐20的喷嘴23中，然后作为 原料水喷射到每个蒸发罐20的传热管221的外表面上，通过未处理的原水 的供iH殳备7供给的海水(未处理的原水)分配到低温蒸发罐组2b的每 个蒸发罐20的喷嘴23中，然后作为原料水喷射到每个蒸发罐20的传热管 221的外表面上，
喷射到高温蒸发罐组2a中的最上游的蒸发罐20中的传热管221的外 表面上的结垢组分减少的水与通过传热管221内部的驱动蒸汽进行热交 换，^f吏得一部分结垢组分咸少的水蒸发。所得蒸汽然后供入紧邻的Y游蒸 发罐20中的传热管221中作为热源。在传热管221外表面上没有蒸发的结 垢组分减少的水变为具有增加的盐度的浓盐水。所得浓盐水沿着传热管 221的外表面向下流动然后储存在蒸发$21的底部。随后，将浓盐水从浓 盐水出口 26b经由浓盐水管26供给至'i邻的下游蒸发罐20。穿过传热管 221内部的驱动蒸汽，通过与喷射到传热管221外表面上的结垢组分减少 的水进行热交换而转化为冷凝水，然后储存在间接加热器22的第二集管 223中。经由冷凝水管27，将冷凝7JC输入间接加热器22的紧邻的下游蒸发 罐20中的第一集管222中。
在紧挨着高温蒸发罐组2a的最上游蒸发罐20的蒸发罐20中，由喷嘴 23喷射到传热管221外表面上的结垢组分减少的水与在之前的蒸发罐20 (最上游蒸发罐)中产生并穿过传热管221的蒸汽之间发生热交换。该过 程产生蒸汽和浓盐水，并且还在传热管221中产生冷凝水。在高温蒸发罐 组2a的后续蒸发罐20中依次进行相同过程。
喷射到低温蒸发罐组2b中的最上游蒸发罐20中传热管221的外表面 上的海水(未处理的原水)与在高温蒸发罐组2a中的最下游蒸发罐20中 产生并通过传热管221内部的蒸汽进行热交换。经由该热交换，部分海水 (未处理的原水)转化为蒸汽，其它海水变为具有增加盐浓度的浓盐水。 穿过传热管221内部的蒸汽转化为冷凝水。在紧挨着低温蒸发罐组2b中最上游的蒸发罐20的蒸发罐20中，由喷嘴23喷射到传热管221的外表面 上的海水(未处理的原水)与在前一蒸发罐20 (最上游的蒸发罐20 )中产 生并穿过传热管221内部的蒸汽进行热交换。该过程产生蒸汽和浓盐水以
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ypc^RV/jnLf^v^^p^tL ;u升O 口Vf击，&，
进行相同过程。
经由冷凝水管27，将在蒸发器2的每个蒸发罐20的传热管221中产 生的冷凝7jC依次地供给至下游蒸发罐20。最后，冷凝水经由冷凝7JC排出管 卯从蒸发器2中的最下游蒸发罐20的冷凝水出口 27b排出。经由蒸汽排 出管81，将在蒸发器2中的最下游蒸发罐20中的传热管221的外表面上 产生的蒸汽供给至冷凝器8，以转化为冷凝水，然后经由管82排出。由蒸 发器2排出的冷凝水和由冷凝器8排出的冷凝水用作饮用水和工艺用水， 并在各种工业例如电子工业中具有其它用途。 、
经由浓盐7jC排出管91，使得在蒸发器2的最下游蒸发罐20中储存的 浓盐7JC部分从浓盐水出口 26b排出至外部。
在该实施方案的脱盐装置1中，通过将使用纳滤膜设备5将结垢组分 从海水除去而得到的结垢组分减少的7JC作为原料水，供给至其中易于形成 结垢的其操作温度高的高温蒸发罐组2a的蒸发罐20中，然后进行蒸发和 冷凝，以产生冷凝水。该布置可靠地防止在每个蒸发罐20的传热管221 等上的结垢沉积。
在该实施方案中，将海水而不是通过使用纳滤膜设备5从海水除去结 垢组分来制备的结垢组分减少的水直接供给至低温蒸发罐组2b的蒸发罐 20,因此通过整个脱盐装置l可高效地产生大量冷凝水，同时减小纳滤膜 设备5的^Mt负载。将供给海水的低温蒸发罐组2b的传热管221不存在 结垢沉积，这是因为它们是在显著低于其中结垢组分例如石危酸钓可沉积到 传热管的表面上或其它部分上的温度下进行操作的。
如上所述，可防止结垢(水祐)在蒸发罐20中的传热管221的表面上 及其它部分上沉积。结果，可防止传热管221热交换效率的降低，所以冷 凝水可由未处理的原水例如海水高效产生。此外，由于可防止结垢沉积， 供给至蒸发器2的驱动蒸汽的温度可进一步提高，使得蒸发罐20可在甚至更高的操作温度和高的浓度条件下运行，因此高效产生大量冷凝水。
在这点上，本发明人通过如下计算溶度积已经证实上述效果。用作未
处理的原水的海水包含23000ppm的氯化物组分、480ppm ( 0,012 mol/L ) 钓组分和3200ppm (0.033mol/L)硫酸根离子组分。^中通过使用纳滤膜 设备5已将一些结垢组分从海水除去的结垢组分减少的水包含20000ppm 的氯化物组分、180ppm的(0.0045mol/L,除去率62.5%祸组分和100ppm (0.001mol/L，除去率97%)的硫酸根离子组分。
当对这种结垢组分减少的水进行蒸发-浓缩过程以产率1.6的浓缩比率 时，硫酸钓的溶度积是(钾组分)x(硫酸根离子组 分)-0.0045xl.6x0.001xl.6-0.000012。相比之下，当浓盐水的温度为125。C 和氯化物组分的浓度是32000ppm (20000ppmxl.6 )时，石危酸钓的遂:度积 极限是约0.0003，由显示溶度积极'限和浓盐水温度之间关系的图3中的曲 线可看出。图3显示基于United States Department of Interior's Office of Saline Water (OSW 14.16， IA页；14.16页IB)的技术数据手册获得的 结果。辨而，该数据是通过将(无水)硫酸钓蜂解于未处理的原水和浓盐 水中以确定溶度积极限而测量的，因此难以直"用于其中处理结垢组分减 少的7jC作为原料水的情况。当使用氯化物组分浓度作为参照进行比较时， United States Department of interior's Office of Saline Water的数据是在 比结垢组分减少的水更严厉条件下的。因此，在确定更为安全的溶度积极 限方面不存在权宜的问题。为了更精确评价溶度积极限，原料水的离子强 度可用作参照。
如上所述，当对浓缩比率为1.6的结垢组分减少的水进行淡7jC产生过 程时，石危酸钩的溶度积(0.000012)显著低于溶度积极限(约0.0003)。 因此，即使在高达125'C的温度下对蒸发器2供给驱动蒸汽来驱动蒸发罐 20，也没有结垢沉积风险。由图3清楚看出，当浓盐水温度是149。C和氯 化物组分浓JLA32000ppm时，硫酸钩的溶度积极限是约0.0002。因此， 即使将比125'C更热的149。C的驱动蒸汽供给至蒸发器2来驱动蒸发罐20, 也没有观察到结垢沉积。因此，蒸发器2可在甚至更高的温度下驱动。
当对结垢组分减少的水进行蒸发浓缩过程直至其浓缩比率变为4时， 硫酸钧的溶度积是(钙组分)x(硫酸根离子组分)-0.0045x4x0.001x4-0.000072。由显示溶度积极限和浓盐7JC温度之间关 系的图4中的曲线看出，当浓盐水温,度是125'C和氯化物组分浓-度是 80000ppm (20000ppmx4)，石危酸钓的溶度积极P艮是约0.0007。和在图3 中一样，图4中的曲线显示基于United States Department of Interior's Office of Saline Water的技术数据手册(OSW 14.16， IA页；14.16页IB) 获得的结果。
如上所述，即使当结垢组分减少的水的浓缩比率是4时，硫酸钾的溶 度积(0.000072)显著低于溶度积极限(约0.0007)。因此，显然即使将 具有高达125。C的温度的驱动蒸汽供给至蒸发器2来驱动蒸发罐20，也没 有结垢沉积的风险。当浓盐水温度是149。C和氯化物组分浓度是80000ppm 时，溶度积极限是约0.0005，如图4所示。因此，即使将结垢组分减少的 水的浓缩比率为4并且具有高于125 。C的温度为149 'C的驱动蒸汽供给至蒸 发器2来驱动蒸发罐20，也没有结垢沉积风险。
以上描述了根据本发明的脱盐装置1的一个实施方案，但是本发明的 具体的结构不限于上述实施方秉。例如，如图5所示，脱盐装置l可具有 用于高温蒸发罐组28的回流设i，其使在高温蒸发罐组2a中产生的浓盐 7jc部分返回至结垢组分减少的水的供给设备6;和用于低温蒸发罐组29的 循环设备，其使低温蒸发罐组2b中产生的浓盐7jc部分返回至未处理的原 水的供^i殳备7。用于高温蒸发罐组28的回流i殳备具有循环泵(未显示) 和用于高温蒸发罐组28a的回流管，所述回流管将高温蒸发罐组2a的最下 游蒸发罐20的底部与结垢组分减少的水的供给管61连接。用于低温蒸发 罐组29的回流设备具有循环泵(未显示)和用于低温蒸发罐组29a的回流 管，所述回流管将低温蒸发罐组2b的最下游蒸发罐20的底部与未处理的 原水的供给管71连接。对于其中分别连接用于高温蒸发罐组28a的回流管 和用于低温蒸发罐组29a的回流管的蒸发罐20没有限制，并且可根据设计 ^Ht合适地选定。此夕卜，其中结垢组分减少的水的供给管61和未处理的原 7K供给管71连接至蒸发罐20的位置也可选择。
在该结构中，经由用于高温蒸发罐组28的回流设备，在将由结垢组分 减少的水的供给i史备6供给的结垢组分减少的水喷射到高温蒸发罐组2a 的蒸发罐20的传热管221的表面上之前，将其与在高温蒸发罐组2a中产 生的浓盐水的一部分进行混合。这使得由纳滤膜设备5供给至高温蒸发罐组2a的结垢组分减少的水的量减少。因此，纳滤膜i史备5的^Mt负载可降 低并且可高效产生淡水。此外，因为在高温蒸发罐组2a中产生的浓盐水的 温度高于供给至高温蒸发罐组2a的结垢组分减少的水的温度,所以通过使 浓盐7jc返回至结垢组分减少的水的供给设备6，可使经由每个蒸发罐20的 喷嘴23喷射到传热管221上的原料水的温度提高。结果，原料水和通过传 热管221内部的蒸汽之间的温差可减小。因此，在蒸发罐20中产生的蒸汽 的量可增加，因此可由未处理的原水例如海水来高效产生用于饮用及其它 目的的冷凝水。
经由用于低温蒸发罐组29的回流设备，使得在低温蒸发罐组2b中产 生的浓盐水的一部分也可以与由未处理的原水的供给设备7供给的未处理 的原水混合。因此，经由低温蒸发罐组2b的蒸发罐20的喷雾嘴23喷射 到传热管221上的原料水的温度可提高，因此在蒸发罐20中产生的蒸汽的 量可增加。这使得能够由未处理的原水高效产生冷凝水。
例如，如图6所示，可提供预热设备95来加热通过结垢减少7jc供给管 61的结垢组分^少的水和通过未处理的原7jc供给管71 ^j未处理的原水。 图6的结构如—。高温蒸发罐组2a的多个蒸发罐20分丛两组，即上流组 2al和下流组2a2。低温蒸发罐组2b的多个蒸发罐20分为两组，即上流 组2bl和下流组2b2。通过在低温蒸发罐组2b的所有蒸发罐20中和在高 温蒸发罐组2a的下游组2a2中的蒸发罐20中产生的蒸汽作为热源，将供 给至高温蒸发罐组2a的上流组2al的蒸发罐20的结垢组分减少的7jC加热。 此外，通过在低温蒸发罐组2b的所有蒸发罐20中产生的蒸汽作为热源， 将供给至高温蒸发罐组2a的下游组2a2的蒸发罐20的结垢组分减少的水 加热。此外，通过在低温蒸发罐组2b的下游组2b2的蒸发罐20中产生的 蒸汽作为热源，将供给至低温蒸发罐组2b的上流组2bl的蒸发罐20的未
处理的原7jC加热。
这种结构有效地提高喷射到每个蒸发罐20的传热管221的表面上的结 垢组分减少的水和未处理的原水的温度，并减小与通过蒸发罐20的传热管 221内部的蒸汽的温差。结果，在蒸发罐20中产生的蒸汽的量可增加，因 此可由未处理的原7jC有效地产生冷凝水。
此外，当提供如图6所示的预热设备95时，供给至高温蒸发罐组2a的上流组2al的结垢组分减少的水的温度变得高于供给至高温蒸发罐组2a 的下流组2a2的结垢组分减少的水的温度。在这种情况下，如图6所示， 优选提供多个用于高温蒸发罐组28的回流设备，使得在上流组2al中产生 的浓盐7jC部分与供给至上流组2al的蒸发罐20的结垢组分减少的水混合， 并且使得在下流组2a2中产生的浓盐7jc部分与供给至下流组2a2的蒸发罐 20的结垢组分减少的水混合。这种结构可靠地减小喷射到高温蒸发罐组2a 的蒸发罐20的传热管221上的原料水的温度与通过传热管221内部的蒸汽 的温度之间的差异。这使得在蒸发罐20中产生的蒸汽的量增加，由此使得 可由未处理的原水高效地产生用于饮用等的冷凝水。
而且在低温蒸发罐组2b中，供给至上流组2bl的未处理的原水的温度 高于供给至下流组2b2的未处理的原水的温度。因此，优选提供用于低温 蒸发罐组29的回流设备，、其将在上流组2bl中产生的浓盐水与供给至上 流组2bl的蒸发罐20的未处理的原水部分混合。
或者，该实施方案可具有如下结构，其中结垢组分减少的水的供^i殳 备6具有反渗透膜设备(RO设备)，^分离通过使得结垢组分减少的水 通过纳滤膜设备5而获得的部分纯水，^得RO浓缩水作为原料7jc供给至 高温蒸发罐组2a的蒸发罐20。这使得也能够由反渗透膜设备产生用于饮 用等的水并实现淡水高效产生。如果必要，还能够将已经通过纳滤膜处理 的海水和所得RO浓缩水的另外的混合溶液作为原料水，供给至高温蒸发 罐组2a的蒸发罐20。
在该实施方案中，当通过驱动蒸汽管3的驱动蒸汽的压力足够高以压 缩在蒸发器2的蒸发罐20中的任意一个中产生的蒸汽时，在驱动蒸汽管3 的上游中可搓:供蒸汽再压缩喷射器31，如图7所示，并且在蒸发罐20中 产生的蒸汽可部分供应至蒸汽再压缩喷射器31。在附图7中，经由蒸汽排 出管32，将在最下游蒸发罐20中产生的部分蒸汽供应至蒸汽再压缩喷射 器31。在该结构中，在一些蒸发罐中产生的蒸汽可用作在上游上^L置的其 它蒸发罐的热源。因此，采用更少的蒸发罐，可得到的期望的冷凝水(产 生的水)。通过将蒸发器2的工作温度范围(其对应于最上游蒸发罐和最 下游蒸发罐之间操作温度的差异)除以蒸发罐数目所获得的值，基本和相 邻蒸发罐之间操作温度的差异相同。因此，需要的蒸发罐越少，则相邻蒸 发罐之间操作温度的差异越大。该结构使得能够由未处理的原水例如海水来高效产生用于饮用等的冷凝水。连接有蒸汽排出管32的蒸发罐20可根 据设计条件等合适地选择。
还可使用例如图8中所示的结构，其中提供多个蒸汽再压缩喷射器31 并且将在不同的蒸发罐20中产生的蒸汽供给至多个蒸汽再压缩喷射器31 中的一个。穿过一个蒸汽再压缩喷射器31的驱动蒸汽供入高温蒸发罐组 2a的最上游的蒸发罐20,穿过另一个蒸汽再压缩喷射器31的驱动蒸汽供 给至除了高温蒸发罐组2a的最上游的蒸发罐20之外的蒸发罐20。
在该实施方案中，为防止在蒸发罐20中沉积软的结垢例如碳酸钓，将 ^入未处理的原水例如海7jc^后，可进行脱碳过程。当低温蒸发罐组2b 的工作温度4艮低从而没有产生软的结垢的风险时，可省略脱碳过程。
权利要求
1.一种脱盐装置，包括具有多个蒸发罐的多效蒸发器；和通过其传输蒸汽的多个传热管；其中通过将原料水供给至所述多个传热管的外表面以由所述原料水产生蒸汽和浓缩盐水，以将在在前的蒸发罐中产生的蒸汽引入在后的蒸发罐中的所述传热管中的方式将所述多个蒸发罐彼此连接，从而使得所述蒸汽可用作所述在后的蒸发罐的热源，和所述多个蒸发罐分为高温蒸发罐组和低温蒸发罐组，其中所述高温蒸发罐组设置于所述脱盐装置的上游，所述低温蒸发罐组设置于所述脱盐装置的下游，所述脱盐装置还包括结垢组分除去设备，其除去包含于未处理的原水中的至少一部分结垢组分以产生结垢组分减少的水；结垢组分减少的水的供给设备，其将所得的结垢组分减少的水作为原料水供给至所述高温蒸发罐组的每个蒸发罐中的所述传热管，和未处理的原水的供给设备，其将未处理的原水作为原料水供给至所述低温蒸发罐组的每个蒸发罐中的所述传热管。
2. 根据权利要求l所述的脱盐装置，还包括用于所述高温蒸发罐组的 回流设备，所述回流设备使在所述高温蒸发罐组中产生的一部分浓缩盐 水返回至所述结垢组分减少的水的供给设备。
3. 根据权利要求1或2所述的脱盐装置，还包括用于所述低温蒸发罐 组的回流设备，所述回流设备使在所述低温蒸发罐组中产生的一部分浓 缩盐水返回至所述未处理的原水的供给设备。
4. 根据权利要求1~3中任意一项所述的脱盐装置，其中所述结垢组 分除去设备是纳滤膜设备。
5. —种通过利用脱盐装置产生淡水的方法，所述脱盐装置包括多个 蒸发罐和通过其传输蒸汽的多个传热管，其中通过将原料水供给至所述多个传热管的外表面以由所述原料 水产生蒸汽和浓缩盐水，以将在在前的蒸发罐中产生的蒸汽引入在后的蒸发罐中的所述传 热管中的方式将所述多个蒸发罐彼此连接，从而使得所述蒸汽可用作所 述在后的蒸发罐的热源，和所述多个蒸发罐分为高温蒸发罐组和低温蒸发罐组，其中所述高温 蒸发罐组设置于所述脱盐装置的上游，所述低温蒸发罐组设置于所述脱 盐装置的下游，所述方法包括结垢组分除去步骤，其除去包含于未处理的原水中的至少一部分结 垢组分以产生结垢组分减少的水；结祐《且分减少的水的供给步骤，其中将所述结垢组分减少的水作为 原料水供给至所述高温蒸发罐组的每个蒸发罐中的所述传热管，和未处理的原水的供给步骤，其中将所述未处理的原水作为原料水供 给至所述低温蒸发罐辑的每个蒸发罐中的所述传热管。
全文摘要
本发明涉及一种脱盐装置以及脱盐方法。其可以高效地获得冷凝水同时防止结垢沉积。所述脱盐装置(1)包括具有多个蒸发罐(20)的多效蒸发器；和通过其传输蒸汽的多个传热管(221)，其中通过将原料水供给至所述多个传热管(221)的外表面以由所述原料水产生蒸汽和浓缩盐水；以将在在前的蒸发罐(20)中产生的蒸汽引入在后的蒸发罐(20)中的所述传热管(221)中的方式将所述多个蒸发罐(20)彼此连接，从而使得所述蒸汽可用作所述在后的蒸发罐(20)的热源。所述多个蒸发罐(20)分为高温蒸发罐组(2a)和低温蒸发罐组(2b)，其中所述高温蒸发罐组设置于所述脱盐装置的上游，所述低温蒸发罐组设置于所述脱盐装置的下游。所述脱盐装置还包括结垢组分除去设备(5)，其除去包含于未处理的原水中的至少一部分结垢组分以产生结垢组分减少的水；结垢组分减少的水的供给设备(6)，其将所得的结垢组分减少的水作为原料水供给至所述高温蒸发罐组(2a)的每个蒸发罐(20)中的所述传热管(221)，和未处理的原水的供给设备(7)，其将未处理的原水作为原料水供给至所述低温蒸发罐组(2b)的每个蒸发罐(20)中的所述传热管(221)。
文档编号B01D1/04GK101679076SQ200780052770
公开日2010年3月24日 申请日期2007年9月27日 优先权日2007年4月27日
发明者五味克之, 前川和人, 奥斯曼·艾哈迈德·哈马德, 谷口良雄 申请人:海水淡化公司;水的再利用促进中心;笹仓机械工程有限公司