❶ MVR蒸發工藝是什麼
蒸發(或蒸餾法)雖然是一種古老的方法,但由於技術不斷地改進與發展,該法至今仍是濃縮或制淡水的主要方法。蒸餾過程的實質就是水蒸氣的形成過程,其原理如同海水受熱蒸發形成雲,雲在一定條件下遇冷形成雨,而雨是不帶鹹味的。根據所用能源、設備、流程不同主要可分多效蒸發、多級閃急蒸發、蒸汽壓縮蒸發(MVR)等。
多效蒸發技術
多效蒸發是最古老的淡化方法之一,在多級閃蒸誕生以前一直是蒸發、濃縮的主導。
原理:多效蒸發是由單效蒸發組成的系統。將前一蒸發器產生的二次蒸汽引入下一蒸發器作為加熱蒸汽,並在下一效蒸發器中冷凝成蒸餾水,如此依次進行。
原料水進入系統方式:有逆流、平流(分別進入各效)、並流(從第1效進入)和逆流預熱並流進料等。
1、多效蒸發的特點
優點(與多級閃蒸比較而言的):
①多效蒸發的換熱過程是沸騰和冷凝傳熱,是相變傳熱,因此傳熱系數是很高。總的來說多效蒸發所用的傳熱面積比多級閃蒸少。
②多效蒸發通常是一次通過式的蒸發,不像多級閃蒸那樣大量的液體在設備內循環,因此動力消耗較少;
③多效蒸發的濃縮比高;
④多效蒸發的彈性大。
2、多效蒸發流程的分類
多效蒸發的工藝流程主要有三種,順流、逆流和平流。
順流:是指料液和加熱蒸汽都是按第一效到第二效的次序前進。
特點:
①多效的真空度依次增大,即絕對壓力依次降低;
故料液在各效之間的輸送不必用泵,而是靠壓差自然流動到後面各效;
②溫度也是依次降低,故料液從前一效通往後一效時就有過熱現象,也就是發生閃蒸,產生一些蒸汽,即淡水;
③對濃度大,黏度也大的物料而言,後幾效的傳熱系數就比較低;而且由於濃度大,沸點就高,各效不容易維持較大的溫度差,不利於傳熱。
平流:
平流是指各效都單獨平行加料,不過加熱蒸汽除第一效外,其餘各效皆用的是二次蒸汽。
適用於:容易結晶的物料,如制鹽,一經加熱蒸發,很快達到過飽和狀態,結晶析出。
在水處理過程中主要是要獲取淡水,不需用逆流和平流,而且逆流和平流沒有順流的熱效率高。
逆流:
逆流是指進料流動的路線和加熱蒸汽的流向相反。原料從真空度最高的末一效進入系統,逐步向前面各效流動,濃度越來越高,所以料液往前面一效送入時,不僅沒有閃蒸,而且要經過一段預熱過程,才能達到沸騰。
可見和順流的優缺點恰好相反。對於濃度高時黏度大的物料用逆流比較合適,因為最後的一次蒸發是在溫度最高的第一效。所以雖然濃度大,黏度還是可以降低一些,可以維持比較高的傳熱系數。這在化工生產上採用較多。
3、多效蒸發工藝及設備簡介
根據單效蒸發器的分析,蒸發量D/加熱蒸汽量D0=0.91或者D0/D=1.1,即1kg蒸汽可以蒸出0.91kg的淡水。
如果將蒸出的二次蒸汽通往第二個蒸發器的加熱室去作為加熱用,那麼同樣1kg的二次蒸汽又可以蒸出0.91kg的淡水。
以此類推,效數越多,利用1kg加熱蒸汽可以蒸發出的淡水也越多,這從熱量的利用上來講是有利的。
實際上,由於溶液有沸點升高現象,管線有流動阻力損失,使溫差有損失,再加上效數多了,即使保溫很好,散熱面積大了,熱損失也增多,所以當效數增多時,熱量利用的效率也隨之有所降低。考慮到效數增加則設備的投資增大,故實際採用效數應該有一最佳點。
4、多效蒸發設備的分類
多效蒸發設備的種類繁多,不同的物料,不同的濃度,可選用不同的蒸發器。
按蒸發管的排列方向:可以分為垂直管蒸發器(VTE)和水平管蒸發器(HTE)。
按蒸發物料流動的類型:可以分為強制對流蒸發器和膜式蒸發器。
在膜式蒸發器中按流動方向:又可分為升膜式和降膜式蒸發器。
在降膜式蒸發器中分為:垂直管降膜和水平管降膜蒸發器。
按各效組合的方向可以分為:水平組合的蒸發器和塔式蒸發器。
組成多效蒸發系統的蒸發器有多種型式,常用的有以下主要三種。
浸沒管式(ST)
該種蒸發器是加熱管被料液浸沒的一大類蒸發設備。
廣義的浸沒管蒸發器又有多種樣式,有直管、蛇管、U形管以及豎管、橫管等結構。
料液在蒸發器中的流動方式有:自然對流循環和強制循環兩類。這種蒸發器出現較早、操作方便,但結垢嚴重、鹽水靜液柱高、溫差損失大,故效數不宜太多,一般在6效以下。
豎管蒸發(VTE)這里是指管內降膜式蒸發器
兩個基本優點,一是因管內為膜狀汽化,傳熱壁兩側都有相變,故傳熱系數高。且消除了料液的靜液柱所造成的溫差損失。系統的濃縮率比較高,低濃度溶液如海水淡化,目前一般設計的效數為11~13效,造水比可達9~10。
結垢問題,特別是當液體分配不均或者水量不足時,在管的內壁可能形成干區,結垢的危險性增大。因此在防垢和清垢方面有較高的要求。
一般說來,在這類蒸發系統中晶種法不宜採用,主要靠化學法防垢加上溫度、濃度的合理設計。
橫管薄膜式(HTE)
該種蒸發器是循環料液通過噴淋裝臵在橫管束的管外形成液膜,加熱蒸汽(或前效二次蒸汽)在管內凝結。
它具有與豎管降膜式相同的優缺點,但設備高度遠比豎管降膜式為小,裝臵緊湊,所有各效的管束、噴淋管和汽水分離器都裝在一個筒體中,因而熱損失小,能耗低。
由於溫度低,結垢和腐蝕都大大減輕,保證了較高的傳熱系數;此外汽相阻力小,又消除了靜液頭損失,傳熱溫差可以很小,尤其適於使用低位熱能。
橫管薄膜蒸發器的原理
壓汽蒸餾原理
多級閃蒸技術
閃蒸是指一定溫度的水在環境壓力低於該溫度所對應的飽和蒸汽壓時發生的驟然蒸發現象。閃蒸後的水溫度降低以使其飽和蒸汽壓與環境壓力平衡。
MSF也是利用了這個原理,使加熱至一定溫度的料液,依次在一系列壓力逐漸降低的容器中閃蒸汽化,原料得到濃縮,蒸汽冷凝後得到淡水。
該方法是在多效蒸餾的基礎上發展而來的。相比多效蒸餾法多級閃蒸減少了垢的形成,多在低濃度料液濃縮中使用。
低溫多效蒸發技術
1、多級閃蒸技術的特點
多級閃蒸與其他技術相比,具有如下的優點:
①由於此方法加熱與蒸發過程分離,並未使原水真正沸騰(僅是表面沸騰),從而大大改善了一般蒸餾的結垢問題;
②技術成熟可靠,運行安全性高,特別適合於大型的低濃度物料濃縮應用;
③設備機構簡單,投資成本較低。
2、主要缺點:
①.大量原水的循環和流體的輸送,導致操作成本升高;
②.與多效蒸餾法相比,需要較大的熱傳面積;
3、低溫多效蒸發技術
MVR技術在蒸發結晶中的應用
典型的蒸發濃縮(結晶)工藝
蒸發濃縮過程而言,介質發生「相變」:液相→汽相
水的比熱為1kcal/kg〃℃。1kg的水,溫度每上升1℃需要1kcal的熱量。對1kg的水加熱從0℃上升到100℃沸騰,僅需要100kcal的熱量。將1kg100℃的水汽化,成為同溫度的蒸汽,則需要539kcal熱量。能耗是相當於使同樣重量的水溫度每升高1℃所需熱量的539倍。
1、單效蒸發(1kgH2O為例)
新鮮蒸汽大量熱量→二次蒸汽→冷卻水→大氣
冷卻塔消耗大量循環水以及電能(泵)運行,造成三重浪費
2、能耗與效數關系(蒸發量為1tH2O為例)
MVR的工作原理
1、MVR的作用
MVR(MechanicalVaporRe-compression)-機械蒸汽再壓縮,是指將蒸發(蒸餾等)過程的二次蒸汽(溫度低、壓力低而無法利用)用壓縮機進行壓縮,提高其溫度、壓力,重新作為熱源加熱需要被蒸發的物料,從而達到循環利用蒸汽的目的,使蒸發過程不需要外加蒸汽;即用少量的電能獲得較多的熱能,從而減少系統對外界能源的需求的一項高效節能技術。
MVR的作用:提高蒸汽的品位,而不創造能量
2、MVR熱泵特性與分析
MVR熱泵蒸發系統的開式循環機理是基於回收利用物料蒸發所產生的二次蒸汽的潛熱而進行。
由於在蒸發器中二次蒸汽所需的潛熱來自外排蒸汽本身冷凝所放出的潛熱,因此蒸發所耗的能量僅僅是壓縮機所耗的能量。
MVR熱泵流程圖
3、MVR熱泵效率與分析
根據MVR熱泵系統的工作原理可知,其效率取決於回收利用的潛熱值與輸入的機械功之間的比較。
下表以常壓下基本循環的狀態變化為例,通過模擬計算表明其在能源利用效率方面的優勢。
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❷ 詳細介紹多效蒸餾器的工作原理及操作使用方法
太陽能海抄水蒸餾器 主題詞或關鍵詞: 太陽能 能源科學 蒸餾器 內容第二次世界大戰中,美國國防部製造了許多軍用海水淡化急救裝置,供飛行員和船員落水後取水用,這種裝置實際上是一種簡易的太陽能蒸餾容器。
對於微小的壓力降就會引起蒸汽的流動。在1mbar下運行要求在沸騰面和冷凝面之間非常短的距離,基於這個原理製作的蒸餾器稱為短程蒸餾器。短程蒸餾器(分子蒸餾)有一個內置冷凝器在加熱面的對面,並使操作壓力降到0.001mbar。
❸ 海水淡化都有哪幾種方法目前蒸餾法是哪個國家做得最好[限時回答]
蒸餾法
蒸餾法雖然是一種古老的方法,但由於技術不斷地改進與發展,該法至今仍占統治地位。蒸餾淡化過程的實質就是水蒸氣的形成過程,其原旦如同海水受熱蒸發形成雲,雲在一定條件下遇冷形成雨,而雨是不帶的鹹味的。根據設備蒸餾法、蒸汽壓縮蒸餾法、多級閃急蒸餾法等。
冷凍法
冷凍法,即冷凍海水使之結冰,在液態淡水變成固態冰的同時鹽被分離出去。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端,其中蒸餾法會消耗大量的能源並在儀器里產生大量的鍋垢,而所得到的淡水卻並不多;而冷凍法同樣要消耗許多能源,但得到的淡水味道卻不佳,難以使用。
反滲透法
通常又稱超過濾法,是1953年才開始採用的一種膜分離淡化法。該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透膜,將海水與淡水分隔開的。在通常情況下,淡水通過半透膜擴散到海水一側,從而使海水一側的液面逐升高,直至一定的高度才停止,這個過程為滲透。此時,海水一側高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側施加一大於海水滲透壓的外壓,那麼海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優點是節能。它的能耗僅為電滲析法的1/2,蒸餾法的1/40。因此,從1974年起,美日等發達國家先後把發展重轉向反滲透法。
反滲透海水淡化技術發展很快,工程造價和運行成本持續降低,主要發展趨勢為降低反滲透膜的操作壓力,提高反滲透系統回收率,廉價高效預處理技術,增強系統抗污染能力等。
太陽能法
人類早期利用太陽能進行海水淡化,主要是利用太陽能進行蒸餾,所以早期的太陽能海水淡化裝置一般都稱為太陽能蒸餾器。餾系統被動式太陽能蒸餾系統的例子就是盤式太陽能蒸餾器,人們對它的應用有了近150年的歷史。由於它結構簡單、取材方便,至今仍被廣泛採用。目前對盤式太陽能蒸餾器的研究主要集中於材料的選取、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽能集熱器配合使用上。與傳統動力源和熱源相比,太陽能具有安全、環保等優點,將太陽能採集與脫鹽工藝兩個系統結合是一種可持續發展的海水淡化技術。太陽能海水淡化技術由於不消耗常規能源、無污染、所得淡水純度高等優點而逐漸受到人們重視。
低溫多效
多效蒸發是讓加熱後的海水在多個串聯的蒸發器中蒸發,前一個蒸發器蒸發出來的蒸汽作為下一蒸發器的熱源,並冷凝成為淡水。其中低溫多效蒸餾是蒸餾法中最節能的方法之一。低溫多效蒸餾技術由於節能的因素,近年發展迅速,裝置的規模日益擴大,成本日益降低,主要發展趨勢為提高裝置單機造水能力,採用廉價材料降低工程造價,提高操作溫度,提高傳熱效率等。
多級閃蒸
所謂閃蒸,是指一定溫度的海水在壓力突然降低的條件下,部分海水急驟蒸發的現象。多級閃蒸海水淡化是將經過加熱的海水,依次在多個壓力逐漸降低的閃蒸室中進行蒸發,將蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化裝置仍以多級閃蒸方法產量最大,技術最成熟,運行安全性高彈性大,主要與火電站聯合建設,適合於大型和超大型淡化裝置,主要在海灣國家採用。多級閃蒸技術成熟、運行可靠,主要發展趨勢為提高裝置單機造水能力,降低單位電力消耗,提高傳熱效率等。
電滲析法
該法的技術關鍵是新型離子交換膜的研製。離子交換膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片,按其選擇透過性區分為正離子交換膜(陽膜)與負離子交換膜(陰膜)。電滲析法是將具有選擇透過性的陽膜與陰膜交替排列,組成多個相互獨立的隔室海水被淡化,而相鄰隔室海水濃縮,淡水與濃縮水得以分離。電滲析法不僅可以淡化海水,也可以作為水質處理的手段,為污水再利用作出貢獻。此外,這種方法也越來越多地應用於化工、醫葯、食品等行業的濃縮、分離與提純。
壓汽蒸餾
壓汽蒸餾海水淡化技術,是海水預熱後,進入蒸發器並在蒸發器內部分蒸發。所產生的二次蒸汽經壓縮機壓縮提高壓力後引入到蒸發器的加熱側。蒸汽冷凝後作為產品水引出,如此實現熱能的循環利用。
流通電容吸附法
露點蒸發法
露點蒸發淡化技術是一種新的苦鹹水和海水淡化方法。它基於載氣增濕和去濕的原理,同時回收冷凝去濕的熱量,傳熱效率受混合氣側的傳熱控制。
水電聯產
水電聯產主要是指海水淡化水和電力聯產聯供。由於海水淡化成本在很大程度上取決於消耗電力和蒸汽的成本,水電聯產可以利用電廠的蒸汽和電力為海水淡化裝置提供動力,從而實現能源高效利用和降低海水淡化成本。國外大部分海水淡化廠都是和發電廠建在一起的,這是當前大型海水淡化工程的主要建設模式。
熱膜聯產
熱膜聯產主要是採用熱法和膜法海水淡化相聯合的方式(即MED-RO或MSF-RO方式),滿足不同用水需求,降低海水淡化成本。目前,世界上最大的熱膜聯產海水淡化廠是阿聯酋富查伊拉海水淡化廠,日產海水淡化水量為45.4萬立方米,其中,MSF日產水28.4萬立方米,RO日產水17萬立方米。其優點是:投資成本低,可共用海水取水口。RO和MED/MSF裝置淡化產品水可以按一定比例混合滿足各種各樣的需求。
此外,以上方法的其他組合也日益受到重視。在實際選用中,究竟哪種方法最好,也不是絕對的,要根據規模大小、能源費用、海水水質、氣候條件以及技術與安全性等實際條件而定。
實際上,一個大型的海水淡化項目往往是一個非常復雜的系統工程。就主要工藝過程來說,包括海水預處理、淡化(脫鹽)、淡化水後處理等。其中預處理是指在海水進入起淡化功能的裝置之前對其所作的必要處理,如殺除海生物,降低濁度、除掉懸浮物(對反滲透法),或脫氣(對蒸餾法),添加必要的葯劑等;脫鹽則是通過上列的某一種方法除掉海水中的鹽分,是整個淡化系統的核心部分,
這一過程除要求高效脫鹽外,往往需要解決設備的防腐與防垢問題,有些工藝中還要求有相應的能量回收措施;後處理則是對不同淡化方法的產品水針對不同的用戶要求所進行的水質調控和貯運等處理。海水淡化過程無論採用哪種淡化方法,都存在著能量的優化利用與回收,設備防垢和防腐,以及濃鹽水的正確排放等問題。
海水淡化技術的發展與工業應用,已有半個世紀的歷史,在此期間形成了以多級閃蒸、反滲透和多效蒸發為主要代表的工業技術。專家普遍認為,今後三、四十年在工業應用上,仍將是這三項技術「唱主角」,但反滲透的比重將越來越大。從地區上來講,中東海灣國家仍將以多級閃蒸為首選,因為它具有大型化和超大型化(單台設備產水量目前已高達日產淡水4~5萬噸)、適應於污染重的海灣水以及預處理費用低的優勢;然而在中東以外地區將以反滲透或膜法為首選,因為膜法的能耗和成本都具有優勢,以北美地區為例,近期的發展已經表明,在淡化和水處理方面都將以膜法為主。
做得最好的是以色列。
❹ 國內海水淡化技術怎麼樣了
作為水資源缺乏的用水大國,我國海水淡化發展規模與國外相比有較大差距,僅為世界規模的1.2%。據目標:到2020年,我國海水淡化能力的目標要達到250-300萬立方米/日,到2020年我國海水淡化產能將為目前產能的4-5倍。
目前我國已掌握反滲透和低溫多效海水淡化技術,技術水平國際領先。其中反滲透法佔總產水能力的 64.42%;低溫多效蒸餾法佔總產水能力的
33.43%。
❺ 將海水淡化成飲用水怎麼做
海水淡化的主流技術有三種,反滲透,低溫多效蒸餾,多級閃蒸。
反滲透造價相對較低,但是對海水的水溫、水質要求高,出水含鹽量比較高,作為工業用水還需要再處理。
低溫多效蒸餾和多級閃蒸的產品都是蒸餾水,對海水沒有特殊要求,產品水水質好,但是要消耗大量的蒸汽,只有和電廠、化工廠、鋼鐵廠等可以產生大量余熱的工業項目配合,才能發揮出優勢。
低溫多效蒸餾相比多級閃蒸,更加省電,造價更低,所以經濟性好。但是低溫多效蒸餾是以色列公司發明的,所以阿拉伯人不用,他們用多級閃蒸。
反滲透海水淡化技術門檻相對較低,從事的公司很多。
多級閃蒸歷史較長,案例較多,一般從事低溫多效蒸餾的廠家都可以製造,這方面做的最大的應該是韓國的斗山。
低溫多效蒸餾分為兩個技術分支:以色列的IDE公司和法國的SIDEM公司是這兩個技術分支的代表。IDE的技術側重於用鋁管降低製造成本,增加效數降低運行成本,但是技術的風險比較大,同時對外報價也不便宜,所以基本上沒有模仿者。SIDEM的技術側重於便於設計、從材料上增加本身的可靠性,設備運行成本稍高,企業利潤稍低。但是由於這種方式便於模仿,對使用條件要求不高,因此得到了廣泛的發展。
在國內,主要有兩家從事熱法的公司,一個是海水淡化研究所旗下的,利用國家的投資以及和IDE的幾次合作進行了技術積累,另一個是寶成鍋爐旗下的濱海環保,利用給SIDEM做配套進行了技術積累。
❻ 蒸餾法海水淡化的多效蒸發技術的優缺點
蒸餾法抄
蒸餾法雖然是一種古老的方法,但由於技術不斷地改進與發展,該法至今仍占統治地位。蒸餾淡化過程的實質就是水蒸氣的形成過程,其原旦如同海水受熱蒸發形成雲,雲在一定條件下遇冷形成雨,而雨是不帶的鹹味的。根據設備蒸餾法、蒸汽壓縮蒸餾法、多級閃急蒸餾法等。
❼ 海水淡化都有哪幾種方法目前蒸餾法是哪個國家做得最好[
除去海水中的鹽分以獲得淡水的工藝過程叫海水淡化,亦稱海水脫鹽。海水淡內化的方法,基容本上分為兩大類:
(1)從海水中取淡水,有蒸留法、反滲透法、水合物法、溶劑萃取法和冰凍法。
(2)除去海水中的鹽分,有電滲拆法、離子交換法和壓滲法。
目前應用第一類方法為主。早在15世紀部分船舶就曾經以簡易的蒸餾裝置來解決船舶在長期航行中的淡水供應問題。20世紀50年代以來,隨著工農業的發展和城市人口的增加,淡水供應逐漸緊張,造成有些沿海城市嚴重缺水。因此,提高海水淡化的技術便成為開發新水源的重要途徑之一。
做得最好的是以色列。
❽ 怎樣選擇三種海水淡化工藝
在海水淡化項目工藝選擇上,沒有最好的工藝技術,只有更適合項目實際內的工藝技術。多數學者容認為,反滲透、低溫多效蒸餾和多級閃蒸將決定海水淡化技術的未來。
反滲透:對預處理要求高
反滲透技術具有能耗低、預處理要求高和設備維護量大等工藝特點。反滲透工藝對原水的水質和水溫較為敏感,且預處理運行的好壞是整個系統穩定運行的關鍵,目前典型的預處理工程一般採取凝聚、澄清、過濾等預處理工藝。
低溫多效蒸餾:擅長吃「粗糧」
低溫多效蒸餾技術具有能耗高、預處理要求低和設備維護量小等工藝特點。進料海水的懸浮物含量是該技術主要考慮的指標。根據中國海洋行業標准《蒸餾法海水淡化工程設計規范》(HY/T
115-2008)規定,進入熱法海水淡化裝置的海水懸浮物含量要求小於50mg/L。
多級閃蒸:適合大型海水淡化裝置
多級閃蒸技術具有單機容量大、工程投資高、動力消耗大和設備操作彈性小的工藝特點。該技術的發展趨勢為提高裝置單機造水能力、降低單位電力消耗、提高傳熱效率等。該技術適合用於以火電廠或核電廠低品位蒸汽作為熱源的大型海水淡化工程,適合於大型和超大型海水淡化裝置。
❾ 多效蒸發和低溫多效蒸餾的區別,除了溫度
1、蒸發針對固液混合形成的溶液,主要作用就是把溶劑蒸干獲得固體溶質內
2、蒸餾針對多容種液體混合形成的溶液,主要作用是根據不同液體組分的沸點不同進行分離
相同點:都有一個水份從汽化的過程.
不同點:蒸發只是單一的水份汽化的過程.而蒸餾是水份汽化後再液化,從而達到凈化的過程.