多級閃蒸法

多級閃蒸是海水淡化工業中技術最成熟，運行安全性最高，彈性大，適合於大型和超大型淡化裝置，主要在海灣國家使用。

基本介紹

• 中文名：多級閃蒸法
• 外文名：MSF
• 簡稱：多級閃蒸
• 全稱：多級閃急蒸餾法

簡介

多級閃蒸（MSF）是多級閃急蒸餾法的簡稱。多級閃蒸是一種在20世紀50年代發展起來的海水淡化法，它是針對多效蒸髮結垢較嚴重的缺點而發展起來的，具有設備簡單可靠、防垢性能好、易於大型化、操作彈性大以及可利用低位熱能和廢熱等優點。因此一經問世就很快得到套用和發展。多級閃蒸法不僅用於海水淡化，而且已廣泛用於火力發電廠、石油化工廠的鍋爐供水、工業廢水和礦井苦鹹水的處理與回收，以及印染工業、造紙工業廢鹼液的回收。

套用背景

我國多年平均水資源人均擁有量僅225lm^3，是世界人均年擁有量的1/4，居世界149個國家的第110位，屬於嚴重缺水國家。我國沿海地區水資源尤其緊張，目前沿海地區的城市化以及城市規模的急劇膨脹加劇了水資源的供需矛盾，以深圳、廈門為例，其用水增長率高達10%，雖地處水資源相對豐富的南方地區，但其供水形勢十分嚴峻。據預測，預計3-5年的時間之內，沿海城市水資源供需矛盾將達到臨界狀態，2010年將可能面臨水荒的局面，因此利用海水淡化技術解決沿海水資源短缺問題已迫在眉睫，海水淡化具有廣闊的市場。為了保護我們的生命之源，各國政府、企業動用了儘可能的資源來保護現有水資源不被污染，同時研究新技術以尋找新資源。至此今日，充分利用覆蓋地球絕大部分面積的海洋水資源的事業已經受到全球性關注，並開發出了各種海水淡化的技術和設備。多級閃急蒸餾法就是其中的一項新興技術。

原理

多級閃蒸過程原理如下：將原料海水加熱到一定溫度後引入閃蒸室，由於該閃蒸室中的壓力控制在低於熱鹽水溫度所對應的飽和蒸汽壓的條件下，故熱鹽水進入閃蒸室後即因為過熱而急速的部分氣化，從而使熱鹽水自身的溫度降低，所產生的蒸汽冷凝後即為所需的淡水。多級閃蒸就是以此原理為基礎，使熱鹽水依次流經若干個壓力逐漸降低的閃蒸室，逐級蒸發降溫，同時鹽水也逐級增濃，直到其溫度接近(但高於)天然海水溫度。在一定的壓力下，把經過預熱的海水加熱至某一溫度，引入第一個閃蒸室，降壓使海水閃急蒸發，產生的蒸汽在熱交換管外冷凝而成淡水，而留下的海水，溫度降到相應的飽和溫度。依次將濃縮海水引入以後各閃蒸室逐級降壓，使其閃急蒸發，再冷凝而得到淡水。閃蒸室的個數，稱為級數，最常見的裝置有20～30級,有些裝置可達40級以上。

裝置及流程

當海水處於天然狀態，或未經工藝處理時，我們稱為“海水”。而一進入工藝流程或經過工藝處理則被稱為“鹽水”。

為了有效地利用熱量，節省經過預處理的原料海水，提高蒸發室中的鹽水流量，故在實際生產中都是根據物料平衡將末級的濃鹽水一部分排放，另一部分與補給海水混合後作為循環鹽水打回熱回收段。循環鹽水回收閃蒸淡水蒸氣的熱量後，再經過加熱器加熱，在這裡鹽水達到工藝要求的最高溫度。加熱後的循環鹽水進入熱回收段第一級的蒸發室，然後通過各級級間節流孔依次流過各個閃蒸室完成多級閃蒸，濃縮後的末級鹽水再次循環。

從各級蒸發室中閃蒸出的蒸汽，分別通過各級的汽水分離器，進入冷凝室的管間凝結成淡水。各級淡水分別從受液盤，經淡水通路，隨著壓力降低的方向流到末級抽出。海水前處理包括海水清潔處理和防垢、防腐措施等。

優點

多級閃蒸是針對多效蒸髮結垢較嚴重的缺點而發展起來的，具有設備簡單可靠、防垢性能好、易於大型化、操作彈性大以及可利用低位熱能和廢熱等優點。因此一經問世就得到套用和發展。多級閃蒸法不僅用於海水淡化，而且已廣泛用於火力發電廠、石油化工廠的鍋爐供水、工業廢水和礦井苦鹹水的處理與回收，以及印染、造紙工業廢鹼液的回收等。多級閃蒸是海水淡化工業中最成熟的技術，運行安全性最高，彈性大，適合於大型和超大型淡化裝置，並主要在海灣國家使用。多級閃蒸總是與火力電站聯合運行，以汽輪機低壓抽汽作為熱源。多級閃急蒸餾不需要高壓蒸汽為熱源，特別適用於與熱電廠相結合的大型淡化工廠。若將建在海濱的核電站的發電，與這種海水淡化和海水的其他方面的利用結合起來，將是一種很經濟的綜合生產方案。

主要設備

鹽水加熱器、多級閃蒸裝置熱回收段、排熱段、海水前處理裝置、排不凝氣裝置真空系統、鹽水循環泵和進出水泵

經濟效益

據國際海水淡化協會的統計，全世界單機容量在100 m3/d及以上的海水淡化裝置由1995年的11066台增長到2001年的15,223台，年均增長率為5.5%；總產水能力由1995年的20，300，000m3/d增長到2001年的32,400,000m3/d，年均增長率8.1%，是全球經濟的一個熱點。

套用前景

在國內，2003年，青島等地通過採用具有完全智慧財產權的海水淡化裝置進行海水淡化，取得了很好的社會經濟效益，當時國內設備的日處理量為3000噸/日，在2005年，國內能生產出日處理量為5000噸/日的淡化設備；如今，日處理量為10000噸/日的設備已經建成並準備運行。國際方面，日產60000噸淡水的單機已投入商業運行，日產160000噸淡水的裝置正在設計中。這些都是世界上規模最大的海水淡化裝置。海水淡化在國際上已形成穩定增長的市場，國內海水淡化技術市場也即將逐步形成，海水淡化具有廣闊的前景。

相關企業

法國Sidem公司：法國SIDEM公司在低溫多效蒸餾方面占據了全世界超過八成的市場份額。該公司是世界上惟一一家既精通多級閃蒸又精通多效蒸餾的海水淡化工程公司，目前主要在推廣低溫多效蒸餾工藝，能提供日產量250噸至60,000噸的各種低溫多效蒸餾海水淡化裝置。

以色列IDE公司：該公司也是全球海水淡化行業內的知名企業，主要成熟技術衛反滲透膜淡化技術，現在正在操作的一個淡化項目的年處理海水量為1億立方米/年，具體參數如下：最大耗電量：4千瓦/立方米，海水原始鹽度：40,750ppm

TDS，出水鹽度：<200ppm TDS（世界衛生組織飲用水推薦標準），海水原始溫度：15-30攝氏度。

新加坡凱發公司：該公司成立於1989年，海水淡化是該公司的主要業務，主要技術是通過膜過濾方式，由於該公司產品的技術先進，該公司將為中國建設目前世界上規模最大的海水淡化裝置，日處理海水量為150000噸/日。

華歐集團海水淡化有限公司：該國內企業的核心技術為低溫壓汽蒸餾海水淡化技術，核心產品為3000噸/日的低溫多效海水淡化裝置。