❶ MVR蒸发工艺是什么
蒸发(或蒸馏法)虽然是一种古老的方法,但由于技术不断地改进与发展,该法至今仍是浓缩或制淡水的主要方法。蒸馏过程的实质就是水蒸气的形成过程,其原理如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带咸味的。根据所用能源、设备、流程不同主要可分多效蒸发、多级闪急蒸发、蒸汽压缩蒸发(MVR)等。
多效蒸发技术
多效蒸发是最古老的淡化方法之一,在多级闪蒸诞生以前一直是蒸发、浓缩的主导。
原理:多效蒸发是由单效蒸发组成的系统。将前一蒸发器产生的二次蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽,并在下一效蒸发器中冷凝成蒸馏水,如此依次进行。
原料水进入系统方式:有逆流、平流(分别进入各效)、并流(从第1效进入)和逆流预热并流进料等。
1、多效蒸发的特点
优点(与多级闪蒸比较而言的):
①多效蒸发的换热过程是沸腾和冷凝传热,是相变传热,因此传热系数是很高。总的来说多效蒸发所用的传热面积比多级闪蒸少。
②多效蒸发通常是一次通过式的蒸发,不像多级闪蒸那样大量的液体在设备内循环,因此动力消耗较少;
③多效蒸发的浓缩比高;
④多效蒸发的弹性大。
2、多效蒸发流程的分类
多效蒸发的工艺流程主要有三种,顺流、逆流和平流。
顺流:是指料液和加热蒸汽都是按第一效到第二效的次序前进。
特点:
①多效的真空度依次增大,即绝对压力依次降低;
故料液在各效之间的输送不必用泵,而是靠压差自然流动到后面各效;
②温度也是依次降低,故料液从前一效通往后一效时就有过热现象,也就是发生闪蒸,产生一些蒸汽,即淡水;
③对浓度大,黏度也大的物料而言,后几效的传热系数就比较低;而且由于浓度大,沸点就高,各效不容易维持较大的温度差,不利于传热。
平流:
平流是指各效都单独平行加料,不过加热蒸汽除第一效外,其余各效皆用的是二次蒸汽。
适用于:容易结晶的物料,如制盐,一经加热蒸发,很快达到过饱和状态,结晶析出。
在水处理过程中主要是要获取淡水,不需用逆流和平流,而且逆流和平流没有顺流的热效率高。
逆流:
逆流是指进料流动的路线和加热蒸汽的流向相反。原料从真空度最高的末一效进入系统,逐步向前面各效流动,浓度越来越高,所以料液往前面一效送入时,不仅没有闪蒸,而且要经过一段预热过程,才能达到沸腾。
可见和顺流的优缺点恰好相反。对于浓度高时黏度大的物料用逆流比较合适,因为最后的一次蒸发是在温度最高的第一效。所以虽然浓度大,黏度还是可以降低一些,可以维持比较高的传热系数。这在化工生产上采用较多。
3、多效蒸发工艺及设备简介
根据单效蒸发器的分析,蒸发量D/加热蒸汽量D0=0.91或者D0/D=1.1,即1kg蒸汽可以蒸出0.91kg的淡水。
如果将蒸出的二次蒸汽通往第二个蒸发器的加热室去作为加热用,那么同样1kg的二次蒸汽又可以蒸出0.91kg的淡水。
以此类推,效数越多,利用1kg加热蒸汽可以蒸发出的淡水也越多,这从热量的利用上来讲是有利的。
实际上,由于溶液有沸点升高现象,管线有流动阻力损失,使温差有损失,再加上效数多了,即使保温很好,散热面积大了,热损失也增多,所以当效数增多时,热量利用的效率也随之有所降低。考虑到效数增加则设备的投资增大,故实际采用效数应该有一最佳点。
4、多效蒸发设备的分类
多效蒸发设备的种类繁多,不同的物料,不同的浓度,可选用不同的蒸发器。
按蒸发管的排列方向:可以分为垂直管蒸发器(VTE)和水平管蒸发器(HTE)。
按蒸发物料流动的类型:可以分为强制对流蒸发器和膜式蒸发器。
在膜式蒸发器中按流动方向:又可分为升膜式和降膜式蒸发器。
在降膜式蒸发器中分为:垂直管降膜和水平管降膜蒸发器。
按各效组合的方向可以分为:水平组合的蒸发器和塔式蒸发器。
组成多效蒸发系统的蒸发器有多种型式,常用的有以下主要三种。
浸没管式(ST)
该种蒸发器是加热管被料液浸没的一大类蒸发设备。
广义的浸没管蒸发器又有多种样式,有直管、蛇管、U形管以及竖管、横管等结构。
料液在蒸发器中的流动方式有:自然对流循环和强制循环两类。这种蒸发器出现较早、操作方便,但结垢严重、盐水静液柱高、温差损失大,故效数不宜太多,一般在6效以下。
竖管蒸发(VTE)这里是指管内降膜式蒸发器
两个基本优点,一是因管内为膜状汽化,传热壁两侧都有相变,故传热系数高。且消除了料液的静液柱所造成的温差损失。系统的浓缩率比较高,低浓度溶液如海水淡化,目前一般设计的效数为11~13效,造水比可达9~10。
结垢问题,特别是当液体分配不均或者水量不足时,在管的内壁可能形成干区,结垢的危险性增大。因此在防垢和清垢方面有较高的要求。
一般说来,在这类蒸发系统中晶种法不宜采用,主要靠化学法防垢加上温度、浓度的合理设计。
横管薄膜式(HTE)
该种蒸发器是循环料液通过喷淋装臵在横管束的管外形成液膜,加热蒸汽(或前效二次蒸汽)在管内凝结。
它具有与竖管降膜式相同的优缺点,但设备高度远比竖管降膜式为小,装臵紧凑,所有各效的管束、喷淋管和汽水分离器都装在一个筒体中,因而热损失小,能耗低。
由于温度低,结垢和腐蚀都大大减轻,保证了较高的传热系数;此外汽相阻力小,又消除了静液头损失,传热温差可以很小,尤其适于使用低位热能。
横管薄膜蒸发器的原理
压汽蒸馏原理
多级闪蒸技术
闪蒸是指一定温度的水在环境压力低于该温度所对应的饱和蒸汽压时发生的骤然蒸发现象。闪蒸后的水温度降低以使其饱和蒸汽压与环境压力平衡。
MSF也是利用了这个原理,使加热至一定温度的料液,依次在一系列压力逐渐降低的容器中闪蒸汽化,原料得到浓缩,蒸汽冷凝后得到淡水。
该方法是在多效蒸馏的基础上发展而来的。相比多效蒸馏法多级闪蒸减少了垢的形成,多在低浓度料液浓缩中使用。
低温多效蒸发技术
1、多级闪蒸技术的特点
多级闪蒸与其他技术相比,具有如下的优点:
①由于此方法加热与蒸发过程分离,并未使原水真正沸腾(仅是表面沸腾),从而大大改善了一般蒸馏的结垢问题;
②技术成熟可靠,运行安全性高,特别适合于大型的低浓度物料浓缩应用;
③设备机构简单,投资成本较低。
2、主要缺点:
①.大量原水的循环和流体的输送,导致操作成本升高;
②.与多效蒸馏法相比,需要较大的热传面积;
3、低温多效蒸发技术
MVR技术在蒸发结晶中的应用
典型的蒸发浓缩(结晶)工艺
蒸发浓缩过程而言,介质发生“相变”:液相→汽相
水的比热为1kcal/kg〃℃。1kg的水,温度每上升1℃需要1kcal的热量。对1kg的水加热从0℃上升到100℃沸腾,仅需要100kcal的热量。将1kg100℃的水汽化,成为同温度的蒸汽,则需要539kcal热量。能耗是相当于使同样重量的水温度每升高1℃所需热量的539倍。
1、单效蒸发(1kgH2O为例)
新鲜蒸汽大量热量→二次蒸汽→冷却水→大气
冷却塔消耗大量循环水以及电能(泵)运行,造成三重浪费
2、能耗与效数关系(蒸发量为1tH2O为例)
MVR的工作原理
1、MVR的作用
MVR(MechanicalVaporRe-compression)-机械蒸汽再压缩,是指将蒸发(蒸馏等)过程的二次蒸汽(温度低、压力低而无法利用)用压缩机进行压缩,提高其温度、压力,重新作为热源加热需要被蒸发的物料,从而达到循环利用蒸汽的目的,使蒸发过程不需要外加蒸汽;即用少量的电能获得较多的热能,从而减少系统对外界能源的需求的一项高效节能技术。
MVR的作用:提高蒸汽的品位,而不创造能量
2、MVR热泵特性与分析
MVR热泵蒸发系统的开式循环机理是基于回收利用物料蒸发所产生的二次蒸汽的潜热而进行。
由于在蒸发器中二次蒸汽所需的潜热来自外排蒸汽本身冷凝所放出的潜热,因此蒸发所耗的能量仅仅是压缩机所耗的能量。
MVR热泵流程图
3、MVR热泵效率与分析
根据MVR热泵系统的工作原理可知,其效率取决于回收利用的潜热值与输入的机械功之间的比较。
下表以常压下基本循环的状态变化为例,通过模拟计算表明其在能源利用效率方面的优势。
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❷ 详细介绍多效蒸馏器的工作原理及操作使用方法
太阳能海抄水蒸馏器 主题词或关键词: 太阳能 能源科学 蒸馏器 内容第二次世界大战中,美国国防部制造了许多军用海水淡化急救装置,供飞行员和船员落水后取水用,这种装置实际上是一种简易的太阳能蒸馏容器。
对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。在1mbar下运行要求在沸腾面和冷凝面之间非常短的距离,基于这个原理制作的蒸馏器称为短程蒸馏器。短程蒸馏器(分子蒸馏)有一个内置冷凝器在加热面的对面,并使操作压力降到0.001mbar。
❸ 海水淡化都有哪几种方法目前蒸馏法是哪个国家做得最好[限时回答]
蒸馏法
蒸馏法虽然是一种古老的方法,但由于技术不断地改进与发展,该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程,其原旦如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。
冷冻法
冷冻法,即冷冻海水使之结冰,在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端,其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢,而所得到的淡水却并不多;而冷冻法同样要消耗许多能源,但得到的淡水味道却不佳,难以使用。
反渗透法
通常又称超过滤法,是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。因此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重转向反渗透法。
反渗透海水淡化技术发展很快,工程造价和运行成本持续降低,主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力,提高反渗透系统回收率,廉价高效预处理技术,增强系统抗污染能力等。
太阳能法
人类早期利用太阳能进行海水淡化,主要是利用太阳能进行蒸馏,所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器,人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便,至今仍被广泛采用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比,太阳能具有安全、环保等优点,将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。
低温多效
多效蒸发是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发,前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源,并冷凝成为淡水。其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。低温多效蒸馏技术由于节能的因素,近年发展迅速,装置的规模日益扩大,成本日益降低,主要发展趋势为提高装置单机造水能力,采用廉价材料降低工程造价,提高操作温度,提高传热效率等。
多级闪蒸
所谓闪蒸,是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下,部分海水急骤蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化是将经过加热的海水,依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发,将蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化装置仍以多级闪蒸方法产量最大,技术最成熟,运行安全性高弹性大,主要与火电站联合建设,适合于大型和超大型淡化装置,主要在海湾国家采用。多级闪蒸技术成熟、运行可靠,主要发展趋势为提高装置单机造水能力,降低单位电力消耗,提高传热效率等。
电渗析法
该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片,按其选择透过性区分为正离子交换膜(阳膜)与负离子交换膜(阴膜)。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列,组成多个相互独立的隔室海水被淡化,而相邻隔室海水浓缩,淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水,也可以作为水质处理的手段,为污水再利用作出贡献。此外,这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。
压汽蒸馏
压汽蒸馏海水淡化技术,是海水预热后,进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出,如此实现热能的循环利用。
流通电容吸附法
露点蒸发法
露点蒸发淡化技术是一种新的苦咸水和海水淡化方法。它基于载气增湿和去湿的原理,同时回收冷凝去湿的热量,传热效率受混合气侧的传热控制。
水电联产
水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本,水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力,从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的,这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。
热膜联产
热膜联产主要是采用热法和膜法海水淡化相联合的方式(即MED-RO或MSF-RO方式),满足不同用水需求,降低海水淡化成本。目前,世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋富查伊拉海水淡化厂,日产海水淡化水量为45.4万立方米,其中,MSF日产水28.4万立方米,RO日产水17万立方米。其优点是:投资成本低,可共用海水取水口。RO和MED/MSF装置淡化产品水可以按一定比例混合满足各种各样的需求。
此外,以上方法的其他组合也日益受到重视。在实际选用中,究竟哪种方法最好,也不是绝对的,要根据规模大小、能源费用、海水水质、气候条件以及技术与安全性等实际条件而定。
实际上,一个大型的海水淡化项目往往是一个非常复杂的系统工程。就主要工艺过程来说,包括海水预处理、淡化(脱盐)、淡化水后处理等。其中预处理是指在海水进入起淡化功能的装置之前对其所作的必要处理,如杀除海生物,降低浊度、除掉悬浮物(对反渗透法),或脱气(对蒸馏法),添加必要的药剂等;脱盐则是通过上列的某一种方法除掉海水中的盐分,是整个淡化系统的核心部分,
这一过程除要求高效脱盐外,往往需要解决设备的防腐与防垢问题,有些工艺中还要求有相应的能量回收措施;后处理则是对不同淡化方法的产品水针对不同的用户要求所进行的水质调控和贮运等处理。海水淡化过程无论采用哪种淡化方法,都存在着能量的优化利用与回收,设备防垢和防腐,以及浓盐水的正确排放等问题。
海水淡化技术的发展与工业应用,已有半个世纪的历史,在此期间形成了以多级闪蒸、反渗透和多效蒸发为主要代表的工业技术。专家普遍认为,今后三、四十年在工业应用上,仍将是这三项技术“唱主角”,但反渗透的比重将越来越大。从地区上来讲,中东海湾国家仍将以多级闪蒸为首选,因为它具有大型化和超大型化(单台设备产水量目前已高达日产淡水4~5万吨)、适应于污染重的海湾水以及预处理费用低的优势;然而在中东以外地区将以反渗透或膜法为首选,因为膜法的能耗和成本都具有优势,以北美地区为例,近期的发展已经表明,在淡化和水处理方面都将以膜法为主。
做得最好的是以色列。
❹ 国内海水淡化技术怎么样了
作为水资源缺乏的用水大国,我国海水淡化发展规模与国外相比有较大差距,仅为世界规模的1.2%。据目标:到2020年,我国海水淡化能力的目标要达到250-300万立方米/日,到2020年我国海水淡化产能将为目前产能的4-5倍。
目前我国已掌握反渗透和低温多效海水淡化技术,技术水平国际领先。其中反渗透法占总产水能力的 64.42%;低温多效蒸馏法占总产水能力的
33.43%。
❺ 将海水淡化成饮用水怎么做
海水淡化的主流技术有三种,反渗透,低温多效蒸馏,多级闪蒸。
反渗透造价相对较低,但是对海水的水温、水质要求高,出水含盐量比较高,作为工业用水还需要再处理。
低温多效蒸馏和多级闪蒸的产品都是蒸馏水,对海水没有特殊要求,产品水水质好,但是要消耗大量的蒸汽,只有和电厂、化工厂、钢铁厂等可以产生大量余热的工业项目配合,才能发挥出优势。
低温多效蒸馏相比多级闪蒸,更加省电,造价更低,所以经济性好。但是低温多效蒸馏是以色列公司发明的,所以阿拉伯人不用,他们用多级闪蒸。
反渗透海水淡化技术门槛相对较低,从事的公司很多。
多级闪蒸历史较长,案例较多,一般从事低温多效蒸馏的厂家都可以制造,这方面做的最大的应该是韩国的斗山。
低温多效蒸馏分为两个技术分支:以色列的IDE公司和法国的SIDEM公司是这两个技术分支的代表。IDE的技术侧重于用铝管降低制造成本,增加效数降低运行成本,但是技术的风险比较大,同时对外报价也不便宜,所以基本上没有模仿者。SIDEM的技术侧重于便于设计、从材料上增加本身的可靠性,设备运行成本稍高,企业利润稍低。但是由于这种方式便于模仿,对使用条件要求不高,因此得到了广泛的发展。
在国内,主要有两家从事热法的公司,一个是海水淡化研究所旗下的,利用国家的投资以及和IDE的几次合作进行了技术积累,另一个是宝成锅炉旗下的滨海环保,利用给SIDEM做配套进行了技术积累。
❻ 蒸馏法海水淡化的多效蒸发技术的优缺点
蒸馏法抄
蒸馏法虽然是一种古老的方法,但由于技术不断地改进与发展,该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程,其原旦如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。
❼ 海水淡化都有哪几种方法目前蒸馏法是哪个国家做得最好[
除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程叫海水淡化,亦称海水脱盐。海水淡内化的方法,基容本上分为两大类:
(1)从海水中取淡水,有蒸留法、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,有电渗拆法、离子交换法和压渗法。
目前应用第一类方法为主。早在15世纪部分船舶就曾经以简易的蒸馏装置来解决船舶在长期航行中的淡水供应问题。20世纪50年代以来,随着工农业的发展和城市人口的增加,淡水供应逐渐紧张,造成有些沿海城市严重缺水。因此,提高海水淡化的技术便成为开发新水源的重要途径之一。
做得最好的是以色列。
❽ 怎样选择三种海水淡化工艺
在海水淡化项目工艺选择上,没有最好的工艺技术,只有更适合项目实际内的工艺技术。多数学者容认为,反渗透、低温多效蒸馏和多级闪蒸将决定海水淡化技术的未来。
反渗透:对预处理要求高
反渗透技术具有能耗低、预处理要求高和设备维护量大等工艺特点。反渗透工艺对原水的水质和水温较为敏感,且预处理运行的好坏是整个系统稳定运行的关键,目前典型的预处理工程一般采取凝聚、澄清、过滤等预处理工艺。
低温多效蒸馏:擅长吃“粗粮”
低温多效蒸馏技术具有能耗高、预处理要求低和设备维护量小等工艺特点。进料海水的悬浮物含量是该技术主要考虑的指标。根据中国海洋行业标准《蒸馏法海水淡化工程设计规范》(HY/T
115-2008)规定,进入热法海水淡化装置的海水悬浮物含量要求小于50mg/L。
多级闪蒸:适合大型海水淡化装置
多级闪蒸技术具有单机容量大、工程投资高、动力消耗大和设备操作弹性小的工艺特点。该技术的发展趋势为提高装置单机造水能力、降低单位电力消耗、提高传热效率等。该技术适合用于以火电厂或核电厂低品位蒸汽作为热源的大型海水淡化工程,适合于大型和超大型海水淡化装置。
❾ 多效蒸发和低温多效蒸馏的区别,除了温度
1、蒸发针对固液混合形成的溶液,主要作用就是把溶剂蒸干获得固体溶质内
2、蒸馏针对多容种液体混合形成的溶液,主要作用是根据不同液体组分的沸点不同进行分离
相同点:都有一个水份从汽化的过程.
不同点:蒸发只是单一的水份汽化的过程.而蒸馏是水份汽化后再液化,从而达到净化的过程.