影响真空蒸馏式海水淡化装置工作的主要因素

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90～94％，蒸发温度为45～35℃真空度为80％～90％，T为60～45℃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14—2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、MgCI2和MgS04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CaCO3、Mg(OH)2和CaSO4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)CaS04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82～83℃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

CaSO4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CaSO4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

W0·S0=WB·SB

式中：W0—给水(海水)的流量，L／hS0—给水的含盐量，mg／LWB一盐水的流量，L／hSB—盐水的含盐量，mg／L盐水SB与海水S0之比称浓缩率ξ

给水倍率μ越大，ξ就越小要使ξ<1.5，μ

应大于314-3-3影响加热面结垢的因素(5)增大给水倍率μ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μ＝3～4此时的海水浓缩率ξ=1.5～1.3不会生成CaSO4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SF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SB(mg／L)即

SF=WSBmg／L14-3-4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