影响真空蒸馏式海水淡化装置工作的主要因素_武汉理工大学_14页.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第三节影响真空蒸馏式海水淡化装置工作的主要因素,14-3-1 影响淡水产量的因素(1),对装置要求：,保持额定的产水量,使所产淡水的含盐量符合要求,影响产水数量和含盐量的因素：,产水量的多少(实际是蒸发量的)取决于:,加热水向海水传热量,传热量与蒸发器的传热系数、换热面积,加热水的平均温度和海水的沸点及进水温度等,14-3-1 影响淡水产量的因素(2),造成淡水产量降低的原因：,(1)换热面脏污结垢，使蒸发器传热系数减小,(2)加热侧发生“气塞”,影响加热介质流动而妨碍换热,可通过放气旋塞把气放掉,(3)蒸发器水位太低,实际换热面积减少。适当水位是正好达到上管板位置,(4)真空度不足，会导致海水沸点提高,(5)加热水流量不足或温度太低，以致加热水平均温度降低,(6)给水量增大或给水温度降低,使海水达到沸腾部分的面积相应减小，蒸发量降低,更多的热量耗于预热或被盐水带走,(7)凝水回流电磁阀关闭不严,使一部分所产淡水漏回蒸馏器,14-3-2,真空度的建立和保持(1),影响造水机产水量最大的真空度,真空度维持在9094，蒸发温度为4535,真空度为8090，,T,为6045,真空度太低，沸点增高，产水量减少，甚至停产,真空度过高，沸点过低，沸腾剧烈，使二次蒸汽携带水珠量增加，以致淡水含盐量增加,真空度建立和保持,用真空泵将空气抽除，建立工作所需真空度,冷凝器使蒸汽及时冷凝，并且淡水不断抽出,真空泵仍应工作，才能维持稳定的真空度,因为海水中溶有的不凝性气体蒸发时会释放出来,装置的不严密处也会漏人空气,图142壳管式冷凝器简图,冷却管束由隔板3分为：,主冷却管束1,蒸汽流过时，绝大部分凝结成水流至集水箱4中,空气冷却管束2,空气与少量蒸汽，因真空泵抽吸而绕过隔板，被管束2进一步冷却,剩余的蒸汽冷凝,空气进一步冷却而比容减少，增加真空泵质量流量,14-3-2,真空度的建立和保持(2),蒸馏器内保持足够真空度的条件；,(1)有足以与蒸发量相适应的冷凝能力,冷凝器换热能力下降，则会使真空度降低,加热介质流量过大或温度过高以至使蒸发量过大，也会使真空度降低,主要的扰动是冷却海水的温度,(2)真空泵应具有足够的抽气能力,真空泵工作水压过低或工作水温过高、排出背压过高、喷咀磨损、堵塞、安装不当、吸人止回阀卡死等都能使真空泵的抽气能力下降,(3)蒸馏装置要有良好的气密性,14-3-3 影响加热面结垢的因素(1),结垢增加，传热能力下降，产水量减少,严重时可能被迫停产清洗,水垢由溶解度较低的盐类形成,NaCl、MgCI,2,和,MgS0,4,的溶解度高，且随温度上升而增加，一般不会结垢,水垢主要成分是,CaCO,3,、Mg(OH),2,和,CaSO,4,溶解度很低，随温度升高而降低,在海水被加热，特别在海水浓缩时，易结晶析出(垢),CaS0,4,能形成硬垢，导热能力比其它水垢低90，应设法降低水垢中的硫酸钙含量,Mg(OH),2,的干垢也较难清除，含量越少越好,14-3-3 影响加热面结垢的因素(2),水垢生成的速度和成分取决以下几个方面：,(1)海水的沸点,真空度越低，沸点越高,难溶盐的溶解度下降越多，水垢生成的速度就越快,海水温度的高低还决定了水垢的成分。如图示,当水温不太高时，水垢主要成分是,CaCO3，,呈泥渣沉淀,当水温超过75，,Mg(OH)2,垢的比例就迅速增加,当水温超过8283时，,Mg(OH)2,就成为水垢的主要成分,因此，一般不允许盐水温度超过75,14-3-3 影响加热面结垢的因素(3),(2)盐水的含盐量,在同样工作压力和传热温差下,盐水含盐量越大，难溶盐的含量就越大,生成的水垢也就越多,盐水浓度大表明给水倍率小,盐水流经加热器时间较长，盐类也更容易结垢,CaSO,4,因其在海水中的含量不大,在盐水含盐量达到海水1.5倍时,CaSO,4,才开始析出,而在达到3倍时将会大量析出,因此，蒸发器盐水含盐量一般不允许超过海水的1.5倍,14-3-3 影响加热面结垢的因素(4),盐水含盐量由给水倍率来控制,按蒸发器盐量平衡关系，则,W,0,S,0,=W,B,S,B,式中：,W,0,给水(海水)的流量，,Lh,S,0,给水的含盐量，,mgL,W,B,一盐水的流量，,Lh,S,B,盐水的含盐量，,mgL,盐水,S,B,与海水,S,0,之比称浓缩率,给水倍率,越大，,就越小,要使,1.5，,应大于3,14-3-3 影响加热面结垢的因素(5),增大给水倍率,可减少盐水含盐量，减轻结垢程度,也会因排盐泵和海水泵流量的增加，使装置的热损失和耗电量增加，导致产水量降低,淡化装置适宜的给水倍率,34,此时的海水浓缩率,=1.51.3,不会生成,CaSO,4,水垢,14-3-3 影响加热面结垢的因素(6),(3)传热温差,加热介质温度过高，加热温差过大,加热面附近海水会因汽化而浓缩严重，以致结垢量增加,易生成,Mg(OH)2,和,CaSO4,水垢,以蒸汽为加热介质时，一般是以蒸汽加热淡水，再用热淡水作为造水机加热介质,综上所述,船用真空式造水机中,海水沸点不高，加热温差也不大,只要保持适宜的给水倍率，结垢轻微,为有效地防止水垢生成及清除水垢,国际市场上还有各种化学防垢剂和除垢剂出售,14-3-4 影响淡水含盐量的因素,干饱和水蒸气几乎不溶有盐分,但在剧烈沸腾时，会产生许多细小的水珠进入汽空间,一部分较大的水珠升到一定高度后会重新下落回到盐水中,比较细小的水珠却会被汽流带到冷凝器中,使冷凝的淡水含有盐分,装置所产淡水的含盐量,S,F,取决于,进入冷凝器的二次蒸汽的含水量,W(),蒸发器内盐水的含盐量,S,B,(mgL),即,S,F,=W S,B,mgL,14-3-4 淡水含盐量过高的原因,(1)装置的负荷(蒸发量)过大,沸腾过于剧烈,加热介质流量过大，温度过高,或真空度过高,这时应减小冷却水流量或稍开真空破坏阀,(2)蒸发器水位太高,对竖管式蒸发器而言，水位达到上管板为宜,如有水位计，水位计水位因不含汽泡，约在半高处,水位过高应减小给水量,(3)盐水含盐量太大,应保证足够的排盐量和给水倍率。,(4)冷凝器漏泄，使冷却海水漏人凝水侧,