专利名称：一种低温多效海水淡化蒸发器及其工作方法
技术领域：
本发明涉及海水淡化领域，尤其是一种低温多效海水淡化蒸发器及 其工作方法。
(二)
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。
多效蒸发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。在多效蒸发方法中，低温多效蒸馏(LT-MED)是蒸馏法中最 节能的方法之一。
LT-MED海水淡化设备由蒸发器、末效蒸汽冷凝器、海水预加热器。 蒸发器内顶部的布水系统，蒸发管束及其管板，捕沫器，淡水箱，浓水 箱等组成。蒸汽输入到蒸发管内部，管外通过布水系统喷淋海水，管内 外进行热量交换，管内蒸汽凝结成淡水汇集到淡水箱，管外海水蒸发产 生蒸汽，通过捕沫器滤掉液滴后进入下一效管程，未蒸发的海水汇集到 浓水箱收集。
目前，LT-MED海氷淡化一般采用水平管降膜蒸发，蒸发器的断面多 设计为圆形，内部换热管束为长矩形排列，管板为长矩形，蒸发器顶部 设置布水系统，海水由布水系统喷淋到蒸发管束上，部分海水吸收热量 蒸发为蒸汽，其余海水流到下层蒸发管继续蒸发，最后没有蒸发的海水 进入浓水室。该形式蒸发器目前存在以下问题
1、 LT-MED海水淡化蒸发器的直径一般比较大，蒸发管束如果采用 长矩形排列，布水面积相对较小，顶部基层换热管上喷淋海水量较多， 形成的液膜厚，对传热蒸发不利，不能充分利用热能；
2、 由于海水自上而下的喷淋流程长，而且海水在流下的同时还进 行着蒸发，使流到底层蒸发管的海水量逐渐减少，而且分布不易均匀，导致底层的换热管易出现干壁现象，易造成换热管老化；3、 由于蒸发管束底层换热管常处于干烧状态，造成换热面积浪费， 达不到设备的设计能力；4、 由于蒸发器壳体设计断面设计为圆形，而管板为长矩形，因而 壳体内部空间较多，造成浪费，同时增加了装置成本费和制造费用；5、 由于蒸发器壳体设计断面设计为圆型，大型海水淡化装置总高 度过高，对底部支撑及厂房设计要求都比较高，基建费用及安装费用都 比较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温多效海水淡化蒸发器及其工作方 法，它能够解决现有技术的不足，且降低了装置成本费用，同时降低换 热管腐蚀老化，使蒸发器壳体内的空间利用更为充分。本发明的技术方案 一种低温多效海水淡化蒸发器，其特征在于它 由壳体、布水系统、 一程蒸发管束和二程蒸发管束、管板、捕沫器、淡 水箱及浓水箱构成，其中壳体的断面为椭圆形；所说的布水系统置于壳 体的顶部；所说的管板连接于壳体内，管板内由下至上安装有一程蒸发 管束和二程蒸发管束；所说的一程蒸发管束和二程蒸发管束分别连接淡 水箱；所说的一程蒸发管束外侧连接有捕沫器，下方为浓水箱。上述所说的断面为椭圆形的壳体，其垂直方向为椭圆的短轴，水平 方向是椭圆的长轴。上述所说的一程蒸发管束和二程蒸发管束按扁矩形的方式排列，即 蒸发管的行数少于列数。上述所说的管板为扁矩形。上述所说的布水系统选用喷嘴、喷淋盘或喷淋管。 上述一种低温多效海水淡化蒸发器的工作方法，其特征在于它由以 下步骤构成(1) 蒸汽进入一程蒸发管束中，从一程蒸发管束再进入二程蒸发管束中；(2) 海水由布水系统进入蒸发器壳体的壳程，自上而下对蒸发管进行 喷淋；(3) 蒸发管内的蒸汽冷凝成淡水汇集到淡水箱；(4) 一程蒸发管束的蒸发管外的海水部分蒸发产生二次蒸汽，通过捕 沫器后迸入管程；(5) 未蒸发的海水汇集到浓水箱，预热后排出。本发明的优越性在于1、使海水的喷淋流程縮短，保证海水均匀 喷淋到各层的换热管上，提高换热管利用率，改善蒸发器换热状况，并 减少换热管数量，降低装置成本费用；2、有效避免下层蒸发管由于布 水不均而造成的干壁和干烧现象，降低蒸发管腐蚀老化；3、更易实现 海水均匀喷淋，对装置布水系统要求降低；4、充分利用换热面积，在 蒸发管数相同的情况下提高了装置的换热效率，蒸发器壳体内空间利用 更为充分；5、结构简单，同等规模的装置在设备的高度上显著降低， 有效降低基建及安装费用；6、 一程蒸发管束和二程蒸发管束中的蒸发 管长度相同，但直径、材质、.数量可以相同也可以不同；7、捕沫器也 可以设计成不同形状、不同材质和采用不同的捕沫工作原理。(四)
-图1为本发明所涉一种低温多效海水淡化蒸发器的结构示意图。 图2为图1的侧视图。其中，l为壳体，2为布水系统，3 — 1为一程蒸发管束、3—2为二 程蒸发管束，4为管板，5为捕沬器，6为淡水箱，7为浓水箱。(五)
具体实施例方式实施例 一种低温多效海水淡化蒸发器(见图l一2)，其特征在于它由壳体l、布水系统2、 一程蒸发管束3 — 1和二程蒸发管束3 — 2、管 板4、捕沫器5、淡水箱6及浓水箱7构成，其中壳体l的断面为椭圆 形；所说的布水系统2置于壳体1的顶部；所说的管板4连接于壳体1 内，管板4内由下至上安装有一程蒸发管束3 — 1和二程蒸发管束3 — 2; 所说的一程蒸发管束3 — 1和二程蒸发管束3—2分别连接淡水箱6;所 说的一程蒸发管束3 — 1外侧连接有捕沬器5，下方为浓水箱7。上述所说的断面为椭圆形的壳体1，其垂直方向为椭圆的短轴，水 平方向是椭圆的长轴(见图l)。 '上述所说的一程蒸发管束3 — 1和二程蒸发管束3—2按扁矩形的方 式排列，即蒸发管的行数少于列数(见图1)。上述所说的管板4为扁矩形(见图l)。上述所说的布水系统2选用喷嘴。上述一种低温多效海水淡化蒸发器(见图l一2)的工作方法，其特 征在于它由以下步骤构成-(1) 蒸汽进入一程蒸发管束3-1中，从一程蒸发管束3-1再进入二程 蒸发管束3-2中；(2) 海水由布水系统2进入蒸发器壳体1的壳程，自上而下对蒸发管 进行喷淋；(3) 蒸发管内的蒸汽冷凝成淡水汇集到淡水箱6;(4) 一程蒸发管束3-1的蒸发管外的海水部分蒸发产生二次蒸汽，通 过捕沫器5后进入管程；(5) 未蒸发的海水汇集到浓水箱7，预热后排出。
权利要求
1、一种低温多效海水淡化蒸发器，其特征在于它由壳体、布水系统、一程蒸发管束和二程蒸发管束、管板、捕沫器、淡水箱及浓水箱构成，其中壳体的断面为椭圆形；所说的布水系统置于壳体的顶部；所说的管板连接于壳体内，管板内由下至上安装有一程蒸发管束和二程蒸发管束；所说的一程蒸发管束和二程蒸发管束分别连接淡水箱；所说的一程蒸发管束外侧连接有捕沫器，下方为浓水箱。
2、 根据权利要求1所说的一种低温多效海水淡化蒸发器，其特征在于所说的断面为椭圆形的壳体，其垂直方向为椭圆的短轴，水平方向是椭圆的长轴。
3、 根据权利要求1所说的一种低温多效海水淡化蒸发器，其特征在于所说的一程蒸发管束和二程蒸发管束按扁矩形的方式排列，即蒸发管的行数少于列数。
4、 根据权利要求1所说的一种低温多效海水淡化蒸发器，其特征在于所说的管板为扁矩形。
5、 根据权利要求1所说的一种低温多效海水淡化蒸发器，其特征在于所说的布水系统选用喷嘴、喷淋盘或喷淋管。
6、 一种低温多效海水淡化蒸发器的工作方法，其特征在于它由以下步骤构成(1) 蒸汽进入一程蒸发管束中，从一程蒸发管束再进入二程蒸发管束中；(2) 海水由布水系统进入蒸发器壳体的壳程，自上而下对蒸发管进行喷淋；(3) 蒸发管内的蒸汽冷凝成淡水汇集到淡水箱; (4) 一程蒸发管束的蒸发管外的海水部分蒸发产生二次蒸汽，通过捕沫器后进入管程；(5) 未蒸发的海水汇集到浓水箱，预热后排出。
全文摘要
一种低温多效海水淡化蒸发器，其特征在于它由壳体、布水系统、一程蒸发管束和二程蒸发管束、管板、捕沫器、淡水箱及浓水箱构成；其工作方法为(1)蒸汽进入一程蒸发管束中，从一程蒸发管束再进入二程蒸发管束中；(2)海水由布水系统进入蒸发器壳体的壳程，自上而下对蒸发管进行喷淋；(3)蒸发管内的蒸汽冷凝成淡水汇集到淡水箱；(4)一程蒸发管束的蒸发管外的海水部分蒸发产生二次蒸汽，通过捕沫器后进入管程；(5)未蒸发的海水汇集到浓水箱，预热后排出。本发明降低了装置成本费用，同时降低换热管腐蚀老化，使蒸发器壳体内的空间利用更为充分。
文档编号C02F103/08GK101503224SQ200810154568
公开日2009年8月12日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日
发明者冯建永, 秦竞蕊, 陈明玉 申请人:滨海环保装备(天津)有限公司