[发明专利]压汽闪蒸法海水淡化机

说明书

本发明涉及一种压汽法与闪蒸法有机结合的海水淡化装置。

目前国际市场上占据主导地位的海水淡化方法为多级闪蒸法、反渗透法、多效蒸馏法、压汽蒸馏法。而其中：

一、多级闪蒸法

多级闪蒸法原理：经过逐级预热的海水，再被蒸汽加热到一定温度后，依次流经饱和压力与温度逐级降低的多个闪蒸室，因此当上级闪蒸室的饱和热海水经减压进入下级闪蒸室的瞬间，即成为过热水而部分闪蒸为二次蒸汽，其余则降温至下级闪蒸室的饱和温度，以释放的显热来提供闪蒸潜热；所产生的二次蒸汽，又在上部冷凝器管外凝结成产品淡水，同时也逐级预热海水，回收凝结潜热；而产品淡水利用前后级压力差也逐级流入下级闪蒸室，且各级中的产品淡水流量与闪蒸热海水流量的总和是常量……如此重复进行，直到闪蒸室的饱和温度接近环境。热海水逐级闪蒸的同时，也逐级增浓至饱和，并析出溶质，但由于闪蒸过程无加热面，因此就不会积淀而结垢；而在海水逐级预热和蒸汽加热时，因为在较高压力下尚未闪蒸和增浓，因此也不会在其加热面结垢；从而使闪蒸技术特别适用于易结垢海水的淡化。正是海水加热与海水闪蒸过程的前后分离，使多级闪蒸法的优点为：

1、无加热面结垢问题，不仅工艺成熟、安全、可靠，而且水质达饮用水标准；

2、单机容量可达10⁵m³/d，特别适合大规模生产，目前国际市场的占有率高达41％。

但多级闪蒸法的缺点也限制其进一步发展：

1、该方法所产生的二次蒸汽，虽在闪蒸过程中被逐级重复回收利用，但到了排热段的几级闪蒸室中，由于温度已接近环境，因此为获得其产水量，凝结成淡水的潜热只能任由大量的冷海水在上部冷凝器管中回收并排放，这就使该方法必须不断补充二次蒸汽的凝结潜热损失，补充的热量折合加热蒸汽125kg/m³，故而需要持续提供电厂抽汽，极大制约系统热效率的提高，因此绝大部分应用仅局限在石油丰富的中东地区；

2、耗电高达37kW·h/m³，造水成本高达￥20/m³；

3、卧式工艺流程的占地面积、装置质量和初投资在四种主要海水淡化方法中最大。

二、反渗透法

反渗透法原理：能让海水中的淡水通过，而阻止其它组分的选择性膜称反渗透膜。当用其隔开淡水和海水时，淡水通过反渗透膜向海水自发流动，该现象称渗透。若在海水侧施加压力来阻止淡水的流动，则渗透速率随之下降；当施加压力增加到使渗透停止时，就达渗透平衡，此时在海水侧施加的压力称渗透压。它是海水的性质，与反渗透膜无关。若在海水侧继续增加压力，则渗透平衡被破坏，淡水反向渗透，该技术就称反渗透法。其优点如下：

1、耗电仅为13kW·h/m³，造水成本仅为￥5/m³；

2、占地面积、装置质量和初投资在四种主要海水淡化方法中最低；

3、无须电厂抽汽驱动；

4、单机容量可达10⁵m³/d，适合大规模运行；

5、目前国际市场的占有率高达41％；

6、技术成熟且安全、可靠。

但是反渗透法也存在不足之处：在海水淡化的脱盐过程中，由于反渗透膜会截留海水中除盐分以外的绝大部分离子、大分子有机物、胶体、病毒、细菌和悬浮固体微粒，污染并损害反渗透膜；从而使给水预处理变得很重要，且是运行安全的关键，其初投资和运行费也各占反渗透法的一半；一旦给水预处理不当，反渗透膜几天就会损坏；而各种反渗透膜的特性，以及海水在时间和地域上的多变性与多样性等不确定因素，又为给水预处理的针对性和有效性增加难度；再加上反渗透膜脱盐率的自然衰减，使单级反渗透法的产品水质很不稳定，难以持续满足自来水标准，故而多数只用作工业循环水；国际上最大反渗透法海水淡化工厂的生产能力达3.7*10⁵m³/d，它把来自农业灌区的海水淡化后放回Colorado河，以降低河水的含盐量，而产生的盐水则另设管线排入California海湾。

三、多效蒸馏法