多级闪蒸是针对多效蒸发结垢较严重的缺点而发展起来的,具有设备简单可靠、防垢性能好、易于大型化、操作弹性大以及可利用低位热能和废热等优点。因此一经问世就很快得到应用和发展。多级闪蒸法不仅用于海水淡化,而且已广泛用于火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水、工业废水和矿井苦咸水的处理与回收[2),以及印染工业、造纸工业废碱液的回收等。
多级闪蒸
多级闪蒸是针对多效蒸发结垢较严重的缺点而发展起来的,具有设备简单可靠、防垢性能好、易于大型化、操作弹性大以及可利用低位热能和废热等优点。因此一经问世就很快得到应用和发展。多级闪蒸法不仅用于海水淡化,而且已广泛用于火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水、工业废水和矿井苦咸水的处理与回收[2),以及印染工业、造纸工业废碱液的回收等。
第一节 多级闪蒸原理
一、多级闪蒸过程
多级闪蒸是多级闪急蒸馏法的简称。多级闪蒸过程原理如下:将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室,由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下,故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化,从而使热盐水自身的温度降低,所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。多级闪蒸就是以此原理为基础,使热盐水依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸室,逐级蒸发降温,同时盐水也逐级增浓,直到其温度接近(但高于)天然海水温度。
多级闪蒸(MSF)又称多级闪发,或多级闪急蒸发(馏)。
在以下叙述中,当海水处于天然状态,或未经工艺处理时,我们称为“海水”。而一进入工艺流程或经过工艺处理则被称为“盐水”。
多级闪蒸装置及其流程示于图2―1。主要设备有盐水加热器、多级闪蒸装置热回收段、排热段、海水前处理装置、排不凝气装置真空系统、盐水循环泵和进出水泵等。
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为了有效地利用热量,节省经过预处理的原料海水,提高蒸发室中的盐水流量,故在实际生产中都是根据物料平衡将末级的浓盐水一部分排放,另一部分与补给海水混合后作为循环盐水打回热回收段。循环盐水回收闪蒸淡水蒸气的热量后,再经过加热器加热,在这里盐水达到工艺要求的最高温度。加热后的循环盐水进入热回收段第一级的蒸发室,然后通过各级级间节流孔依次流过各个闪蒸室完成多级闪蒸,浓缩后的末级盐水再次循环。
从各级蒸发室中闪蒸出的蒸汽,分别通过各级的汽水分离器,进入冷凝室的管间凝结成淡水。各级淡水分别从受液盘,经淡水通路,随着压力降低的方向流到末级抽出。海水前处理包括海水清洁处理和防垢、防腐措施等。这将在后面的专门章节中讨论。
二、过程参数及其相互关系
1.蒸发系数和浓缩比
多级闪蒸系统各主要参数及其符号示于图2―2。