影響真空蒸餾式海水淡化裝置工作的主要因素

第三節(jié)

影響真空蒸餾式海水淡化裝置工作的主要因素14-3-1影響淡水產(chǎn)量的因素(1)對裝置要求：保持額定的產(chǎn)水量使所產(chǎn)淡水的含鹽量符合要求影響產(chǎn)水數(shù)量和含鹽量的因素：產(chǎn)水量的多少(實際是蒸發(fā)量的)取決于:加熱水向海水傳熱量傳熱量與蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)、換熱面積加熱水的平均溫度和海水的沸點及進水溫度等14-3-1影響淡水產(chǎn)量的因素(2)造成淡水產(chǎn)量降低的原因：(1)換熱面臟污結垢，使蒸發(fā)器傳熱系數(shù)減小(2)加熱側(cè)發(fā)生“氣塞”,影響加熱介質(zhì)流動而妨礙換熱可通過放氣旋塞把氣放掉(3)蒸發(fā)器水位太低實際換熱面積減少。適當水位是正好達到上管板位置(4)真空度不足，會導致海水沸點提高(5)加熱水流量不足或溫度太低，以致加熱水平均溫度降低(6)給水量增大或給水溫度降低使海水達到沸騰部分的面積相應減小，蒸發(fā)量降低更多的熱量耗于預熱或被鹽水帶走(7)凝水回流電磁閥關閉不嚴使一部分所產(chǎn)淡水漏回蒸餾器14-3-2真空度的建立和保持(1)影響造水機產(chǎn)水量最大的真空度真空度維持在90～94％，蒸發(fā)溫度為45～35℃真空度為80％～90％，T為60～45℃真空度太低，沸點增高，產(chǎn)水量減少，甚至停產(chǎn)真空度過高，沸點過低，沸騰劇烈，使二次蒸汽攜帶水珠量增加，以致淡水含鹽量增加真空度建立和保持用真空泵將空氣抽除，建立工作所需真空度冷凝器使蒸汽及時冷凝，并且淡水不斷抽出真空泵仍應工作，才能維持穩(wěn)定的真空度因為海水中溶有的不凝性氣體蒸發(fā)時會釋放出來裝置的不嚴密處也會漏人空氣圖14—2殼管式冷凝器簡圖冷卻管束由隔板3分為：主冷卻管束1蒸汽流過時，絕大部分凝結成水流至集水箱4中空氣冷卻管束2空氣與少量蒸汽，因真空泵抽吸而繞過隔板，被管束2進一步冷卻剩余的蒸汽冷凝空氣進一步冷卻而比容減少，增加真空泵質(zhì)量流量14-3-2真空度的建立和保持(2)蒸餾器內(nèi)保持足夠真空度的條件；(1)有足以與蒸發(fā)量相適應的冷凝能力冷凝器換熱能力下降，則會使真空度降低加熱介質(zhì)流量過大或溫度過高以至使蒸發(fā)量過大，也會使真空度降低主要的擾動是冷卻海水的溫度(2)真空泵應具有足夠的抽氣能力真空泵工作水壓過低或工作水溫過高、排出背壓過高、噴咀磨損、堵塞、安裝不當、吸人止回閥卡死等都能使真空泵的抽氣能力下降(3)蒸餾裝置要有良好的氣密性14-3-3影響加熱面結垢的因素(1)結垢增加，傳熱能力下降，產(chǎn)水量減少嚴重時可能被迫停產(chǎn)清洗水垢由溶解度較低的鹽類形成NaCl、MgCI2和MgS04的溶解度高，且隨溫度上升而增加，一般不會結垢水垢主要成分是CaCO3、Mg(OH)2和CaSO4溶解度很低，隨溫度升高而降低在海水被加熱，特別在海水濃縮時，易結晶析出(垢)CaS04能形成硬垢，導熱能力比其它水垢低90％，應設法降低水垢中的硫酸鈣含量Mg(OH)2的干垢也較難清除，含量越少越好14-3-3影響加熱面結垢的因素(2)水垢生成的速度和成分取決以下幾個方面：(1)海水的沸點真空度越低，沸點越高難溶鹽的溶解度下降越多，水垢生成的速度就越快海水溫度的高低還決定了水垢的成分。如圖示當水溫不太高時，水垢主要成分是CaCO3，呈泥渣沉淀當水溫超過75℃，Mg(OH)2垢的比例就迅速增加當水溫超過82～83℃時，Mg(OH)2就成為水垢的主要成分因此，一般不允許鹽水溫度超過75℃14-3-3影響加熱面結垢的因素(3)(2)鹽水的含鹽量在同樣工作壓力和傳熱溫差下鹽水含鹽量越大，難溶鹽的含量就越大生成的水垢也就越多鹽水濃度大表明給水倍率小鹽水流經(jīng)加熱器時間較長，鹽類也更容易結垢

CaSO4因其在海水中的含量不大在鹽水含鹽量達到海水1.5倍時CaSO4才開始析出而在達到3倍時將會大量析出因此，蒸發(fā)器鹽水含鹽量一般不允許超過海水的1.5倍14-3-3影響加熱面結垢的因素(4)鹽水含鹽量由給水倍率來控制按蒸發(fā)器鹽量平衡關系，則

W0·S0=WB·SB

式中：W0—給水(海水)的流量，L／hS0—給水的含鹽量，mg／LWB一鹽水的流量，L／hSB—鹽水的含鹽量，mg／L鹽水SB與海水S0之比稱濃縮率ξ

給水倍率μ越大，ξ就越小要使ξ<1.5，μ

應大于314-3-3影響加熱面結垢的因素(5)增大給水倍率μ可減少鹽水含鹽量，減輕結垢程度也會因排鹽泵和海水泵流量的增加，使裝置的熱損失和耗電量增加，導致產(chǎn)水量降低淡化裝置適宜的給水倍率μ＝3～4此時的海水濃縮率ξ=1.5～1.3不會生成CaSO4水垢14-3-3影響加熱面結垢的因素(6)(3)傳熱溫差加熱介質(zhì)溫度過高，加熱溫差過大加熱面附近海水會因汽化而濃縮嚴重，以致結垢量增加易生成Mg(OH)2和CaSO4水垢以蒸汽為加熱介質(zhì)時，一般是以蒸汽加熱淡水，再用熱淡水作為造水機加熱介質(zhì)綜上所述船用真空式造水機中海水沸點不高，加熱溫差也不大只要保持適宜的給水倍率，結垢輕微為有效地防止水垢生成及清除水垢國際市場上還有各種化學防垢劑和除垢劑出售14-3-4影響淡水含鹽量的因素干飽和水蒸氣幾乎不溶有鹽分但在劇烈沸騰時，會產(chǎn)生許多細小的水珠進入汽空間一部分較大的水珠升到一定高度后會重新下落回到鹽水中比較細小的水珠卻會被汽流帶到冷凝器中使冷凝的淡水含有鹽分裝置所產(chǎn)淡水的含鹽量SF取決于進入冷凝器的二次蒸汽的含水量W(％)蒸發(fā)器內(nèi)鹽水的含鹽量SB(mg／L)即

SF=WSBmg／L14-3-4淡水含鹽量過高的原因(1)裝置的負荷(蒸發(fā)量)過大,沸騰過于劇烈加熱介質(zhì)流量過大，溫度過高,或真