一种低温多效海水淡化装置及使用方法 方法领域
本发明涉及一种海水淡化装置及使用方法，特别涉及一种低温多效海水淡化装置及使用方法。
背景方法
海水淡化，又称海水脱盐，是一种用于除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程。海水淡化的方法，基本上分为两大类：(1)从海水中取淡水，有蒸馏法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法。(2)除去海水中的盐分，有电渗析法、离子交换法和压渗法。目前应用第一类方法为主。
形成产业规模的海水淡化方法主要有反渗透法和蒸馏法。蒸馏法海水淡化方法是最早投入工业化应用的淡化方法，与反渗透海水淡化方法相比，蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大等优点，是当前海水淡化的主要方法，占海水淡化方法总市场份额的57％以上。
蒸馏法海水淡化方法分为低温多效、多级闪蒸和压汽蒸馏三种方法，是利用热能将海水转化为优质淡水。其中多级闪蒸是将热海水突然减压，产生蒸汽而得到淡水；多效蒸馏是在蒸汽冷凝的同时，持续蒸发海水进而得到淡水。而低温多效蒸馏法是二十世纪八十年代才开发出来的新方法。低温多效蒸馏海水淡化方法是指盐水的最高蒸发温度约70摄氏度的海水淡化方法，其特征是将一系列的水平管降膜蒸发器串联起来并分成若干效组，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水。它的特点是对原料海水的预处理要求不高、过程循环动力消耗小、生产的淡水水质高。因此该方法开发出来后便在世界范围内迅速得到了广泛的应用，是海水淡化最具发展前景的方法之一。目前备受关注的是找到一种低能耗生产高质量淡水的海水淡化方法。降低能耗是海水淡化中不可避免的技术问题，也是降低海水淡化成本的关键因素之一；而对于低温多效蒸馏和多级闪蒸海水淡化方法来说，降低能耗的关键因素是如何使用蒸汽。
为此，CN1837075A根据不可逆过程热力学原理，通过将封闭式循环热泵系统的蒸发器、冷凝器与低温多效海水淡化系统的有机结合，以及对该低温多效海水淡化系统中的能量回收环节的设计，减少了海水中各热传递过程中的不可逆损失，实现了节能。但是该方法采用外挂闪蒸箱进行蒸发，其方法步骤复杂，投资成本高；另外，其从最末效抽汽，引射效率低，从而限制了淡化方法的整体效率的提高。
【发明内容】
为克服上述缺点，本发明提供了一种改进的低温多效海水淡化装置，是一种4+2型的低温多效海水淡化方法。该低温多效海水淡化方法简化了其方法步骤、降低了设备投资成本；另外，还进一步提高了淡化装置的总体效率，并降低了造水成本。
该低温多效海水淡化装置包括六个蒸发器(每个称为一效)、凝汽器、不凝气抽除器、浓盐水换热器、浓盐水泵、淡水泵、海水给料泵。六个蒸发器从第1效至第6效依次串联，其中，前四效为直流效，后两效为回流效；蒸汽引射器与第1-4效中的任一效相连接，第6效末端与凝汽器相连接，不凝气抽除器与凝汽器相连接，以使不凝气从凝汽器中抽出。
该低温多效海水淡化装置的使用方法包括以下步骤：1)对装置系统抽真空；2)启动海水给料泵，同时给料于各个蒸发器；3)启动浓盐水泵，排出蒸发器底部达到一定液位高度的海水；4)启动蒸汽源阀门，蒸汽通过蒸汽引射器进入首个蒸发器，使其中的海水受热蒸发，每一效中蒸发出的二次蒸汽依次进入与该效串联的下一效，最末效蒸发出的二次蒸汽进入装置系统尾部的凝汽器；5)在每一效和凝汽器中冷凝而成的淡水最终汇集于末效中，通过与之相连接的淡水泵抽出。
作为本发明的优选实施方案，在上述低温多效海水淡化装置系统中，第4效蒸发器的蒸汽出口通过蒸汽引射器与第1效蒸发器相连接。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：(1)本发明利用内闪蒸替代了现有技术中的外闪蒸，简化了方法步骤，降低了投资成本；(2)本发明采用六效蒸发器替代了现有技术中的n效蒸发器(n＝2～50)，在实现有效蒸发进料海水并冷却所含蒸汽为淡水的同时，减少了蒸发器的n值范围，简化了流程，降低了设备成本；(3)本发明进一步以第4效蒸发器抽汽而不是从末效抽汽，兼顾了引射器效率和蒸发器效率之间的平衡，提高了淡化的总体效率，同时也降低了制造淡水的成本。
【附图说明】
图1表示低温多效海水淡化装置的流程示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图进一步说明本发明所提供的该低温多效海水淡化装置及其使用方法，但本发明并不因此而受到任何限制。
本发明低温多效海水淡水方法所用的装置包括蒸发器7、蒸发器6、蒸发器5、蒸发器4、蒸发器3、蒸发器2、蒸汽引射器8、凝汽器14、不凝气抽除器1、浓盐水换热器11、淡水换热器12、浓盐水泵10、淡水泵13、海水给料泵9。上述六个蒸发器7、蒸发器6、蒸发器5、蒸发器4、蒸发器3、蒸发器2从第1效至第6效依次串联，蒸发器7、蒸发器6、蒸发器5和蒸发器4为回流效，蒸发器3和蒸发器2为直流效；蒸发器7首端与蒸汽引射器8相连接，蒸发器7与蒸发器6相连接，蒸发器6与蒸发器5相连接，蒸发器5与蒸发器4相连接，蒸发器4的二次蒸汽出口处与蒸汽引射器8相连接，同时蒸发器4与蒸发器3相连接，蒸发器3与蒸发器2相连接，蒸发器2末端与凝汽器14相连接。不凝气抽除器1与凝汽器14相连接，以从凝汽器14中抽出不凝气；浓盐水泵10和淡水泵13分别与第6效的浓盐水出口和淡水出口相连接，而浓盐水换热器11和淡水换热器12分别与第6效的浓盐水泵10出口和淡水泵13出口相连接；海水给料泵9与淡水换热器12相连接，淡水换热器12与凝汽器14相连接，凝汽器14分别与六个蒸发器7、蒸发器6、蒸发器5、蒸发器4、蒸发器3、蒸发器2相连接。上述连接方式可以是任何常规的连接方式例如连接管。
该低温多效海水淡水装置的使用方法包括以下步骤：1)对装置系统抽真空使其中的真空度达到90kPa；2)启动海水供给泵9，海水首先平行通过淡水换热器12和浓盐水换热器11，再通过凝汽器14，然后分别向蒸发器2-7供给海水；3)启动浓盐水泵10，排出蒸发器2-7底部达到一定液位高度的海水；4)启动蒸汽源阀门，蒸汽通过蒸汽引射器8进入蒸发器7，使其中的海水受热蒸发，每一效中蒸发出地二次蒸汽依次进入与该效串联的下一效，其中第4效(蒸发器4)蒸发出的二次蒸汽通过蒸汽引射器8返回第1效(蒸发器1)，最末效(蒸发器2)蒸发出的二次蒸汽进入装置系统尾部的凝汽器14；5)在每一效和凝汽器14中冷凝而成的淡水最终汇集于末效(即蒸发器2)中，通过与之相连接的淡水泵13抽出。
上述蒸汽引射器8从第4效引射部分二次蒸汽至第1效，与外部蒸汽源提供的蒸汽共同作为第1效的加热蒸汽。第1效至第4效称为回流效，第5、6效称为直流效，所以整个装置系统可称作4+2型低温多效海水淡化装置。各效采用平流方式给料，物料海水被同时分配至6个效，从各效顶部均匀喷淋到蒸发器的水平蒸发管束上。部分海水蒸发成为二次蒸汽，并进入下一效作为下一效的加热蒸汽，剩余海水在各蒸发器底部汇集为浓水。在各蒸发器内，加热蒸汽在加热海水的同时在其水平管内冷凝而形成淡水；在凝汽器14内，加热蒸汽在预热海水的同时冷凝形成淡水。
除最后一效(蒸发器2)之外，每一效所产生的淡水和海水，通过相邻效间的连接通道被引入下一效内闪蒸，从而省去了外挂闪蒸箱，简化装置流程的同时降低了设备装置的成本。另外，蒸汽引射器8从第4效抽汽而未从末效抽汽，兼顾了蒸汽引射器效率和蒸发器效率的平衡，从而提高了淡化装置的总体效率，降低了造水成本。