[发明专利]一种高效MVR集成化海水淡化装置及海水淡化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用机械蒸汽再压缩技术进行海水淡化的装置及方法。 

背景技术

我国人口众多，淡水资源日趋紧缺，发展海水淡化技术对解决淡水资源的匮乏具有重要的意义。以蒸发方法为基础的海水淡化技术具有膜分离、离子交换等方法所不具有的产水水质、成本等优势。但是传统的单效及多效蒸发技术需要提供大量生蒸汽，并需配置燃煤锅炉及冷却系统，会造成难以避免的能源消耗和产生大量的废物排放。同时造成系统整体结构复杂，体积庞大，操作和维护困难，运行成本急剧上升。

机械蒸汽再压缩是一种蒸发工艺，简称MVR(Mechanical Vapor Recompression )。是指在蒸发中，将二次蒸汽绝热压缩，随后将其送入蒸发器的加热室作为热源重新使用的一种办法。二次蒸汽经压缩后饱和温度升高，与器内沸腾液体形成足够的传热温差，故可重新作加热剂用。因此只须补充一定量的压缩功，便可利用二次蒸汽的大量潜热。MVR方法不需要外部的热源，系统的能耗仅为压缩机和各类泵的能耗，所以节能效果相当显著。同时造成系统整体结构简单，占地体积小，操作和维护简单，具有可观的经济效益。

海水中还有大量的氯离子，在高温下会对设备造成严重的腐蚀。另外，低温操作的设备热损失较低，可以节约大量的能源。因此，低温低压海水淡化方具有显著的优势。

根据目前检索得到的专利信息，中国发明专利201110104604.7、201010300875.5以及200910138238.X、CN101591042A等均提供了太阳能热压缩式MVR海水淡化装置，但是这些专利都未对海水中的溶解气进行处理。201010300875.5对浓盐水和产品淡水的余热也没有进行回收，造成了能源的极大浪费。另外，这些专利都需要对工作环境有苛刻的要求，设备和装备复杂，以专利200910138238.X为例，整套设备由太阳能集热器、蒸汽喷射器、压缩机、加热室、蒸发器、换热器等大量设备组成，结构复杂和占地面积大将限制这些工艺的使用。

中国发明专利20031010755.7公布的MVR海水淡化装置的技术方案是包括蒸汽机械压缩机、多个蒸发器和置于蒸发器内的冷凝管、喷淋系统、淡水箱和除沫网，蒸汽机械压缩机的出口与多个蒸发器中的第一效蒸发器内的冷凝管连接，冷凝管与淡水箱连接，第一效蒸发器的蒸汽出口与下一效蒸发器内的冷凝管连接，类推至最末一效蒸发器，多个蒸发器实现多效逐级蒸发。该工艺设备复杂，且没有对系统产生的余热进行回收。

综上，目前的技术存在诸多的不足，在工艺方面，未考虑海水淡化的操作条件，不凝气造成的传热阻碍；另外，由于大量的海水淡化装置是安装在昼夜温差大的海岛、室外，现有的专利也未考虑到淡化系统的运行稳定性；在装置方面，并未有专利提出集成化概念，不利于在船只、占地面积有限的地方安装使用，而传统的工艺的对海水的预处理在沉淀池中进行，无法实现集成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能耗低、运行稳定的高效MVR集成化海水淡化装置。

本发明同时提供一种能耗低、运行稳定、操作方便的海水淡化方法。

为解决以上问题，本发明采取的一种技术方案如下：

一种高效MVR集成化海水淡化装置，其包括主机柜，设置在主机柜内的预处理模块、加热和余热回收模块、机械蒸汽再压缩模块以及PLC控制柜，设置在主机柜外的蒸发模块，以及连接管道；

预处理模块包括与海水进料管连通的自反洗过滤器，向海水进料管内加入预处理所需药剂的加药装置，将过滤后的海水分成二路的三向控制阀；

加热和余热回收模块包括与三向控制阀的出水端分别通过管道连通的冷凝淡水换热器和浓盐水换热器，对换热后的海水进行脱气的脱气装置，以及用于储存冷凝淡水的淡水罐；

蒸发模块包括蒸发器、用于除去由蒸发器所产生的蒸汽中夹带的泡沫的除沫器；

机械蒸汽再压缩模块包括机械蒸汽压缩机；

连接管道包括两端分别与脱气装置和蒸发器连通的海水管道，两端分别与蒸发器和冷凝淡水换热器连通的冷凝淡水产水管，两端分别与蒸发器和浓盐水换热器连通的浓盐水排出管，两端分别与海水管道和浓盐水排出管连通的浓盐水循环管；

所述各模块均与PLC控制柜连接并受控制。

进一步地，主机柜为长方体，包括内框架和可拆卸地设置在内框架上的面板，面板内置保温材料层，面板外设有喷涂层，面板上开设有通风孔。

进一步地，所述主机柜内的部件采取分块布置方式，预处理模块、加热和余热回收模块、机械蒸汽再压缩模块以及PLC控制柜分别设为一块。