海水淡化装置分析
海水淡化设备脱盐装置介绍资料下载
海水淡化设备脱盐装置介绍资料下载一、工作原理脱盐装置是海水淡化设备的核心组成部分之一，它通过膜分离技术实现海水中盐分的去除。
常见的膜分离技术包括反渗透、电渗析和蒸发结晶等。
其中，反渗透是应用最广泛的海水淡化脱盐技术。
反渗透膜是一种具有选择透过性的膜，它可以阻止盐分等大分子物质通过，而允许水分和小分子物质通过。
在反渗透脱盐过程中，将高压水推动到含有盐分的污水侧，使水分从含盐的污水侧透过膜进入清水侧，而盐分则被留在含盐污水侧。
通过这种方法，就能够实现对海水中盐分的有效去除，获得淡水。
二、脱盐技术1.反渗透技术反渗透技术是目前应用最广泛的海水淡化脱盐技术，它具有操作简单、处理规模可调、能耗低等优点。
在反渗透脱盐装置中，通过高压力将海水逼过半透膜，使盐分和其他溶质无法通过膜，只有水分能够通过。
从而实现对海水盐分的去除。
2.电渗析技术电渗析技术是利用电场力将离子从浓度较高的溶液侧转移到浓度较低的溶液侧，从而实现离子的分离和去除。
电渗析技术的优点是能耗低，适用于处理较小规模的海水淡化。
3.蒸发结晶技术蒸发结晶技术是通过蒸发海水，使其溶质浓度逐渐增大，达到溶质饱和，然后通过结晶装置将盐结晶分离出来。
蒸发结晶技术的优点是可以回收其他有价值的溶质，如锂、镁等。
三、脱盐装置类型1.单级脱盐装置单级脱盐装置是指只有一个脱盐单元的装置。
这种装置结构简单，操作方便，适用于小规模海水淡化。
但是由于只有一个脱盐单元，处理能力较低。
2.多级脱盐装置多级脱盐装置是指具有多个脱盐单元的装置。
这种装置能够有效提高脱盐效率，处理能力较大。
但是结构复杂，操作技术要求高。
3.混合脱盐装置混合脱盐装置是指采用多种脱盐技术的组合进行脱盐的装置。
通过不同的脱盐技术组合，能够充分发挥各种技术的优势，提高脱盐效率。
这种装置可以根据具体情况进行选择。
四、海水淡化设备的应用总结：海水淡化设备脱盐装置是将海水转化为淡水的关键设备，通过膜分离技术实现盐分的去除。
船只为何需要海水淡化装置？
船只为何需要海水淡化装置？
船只上的淡水需求不大，但是却是影响船员生活质量和船舶航行经营效益的重要因素。
为了更好地满足船只上的淡水需求，人们开始打起了海水的主意。
目前，市场中常用的为船用海水淡化装置，该装置的应用是解决船用淡水需求的有效途径。
船只上应用的海水淡化装置由取水系统、预处理系统、海水淡化脱盐系统、能量回收系统、化学清洗系统、化学加药系统以及装置供配电及自控系统等组成。
可深度过滤海水中的盐分与其他物质，使得处理过的原水成为淡水。
船只上应用的海水淡化装置的应用优势体现：
1、该装置的海水淡化效果佳，脱盐率高达90%以上。
2、该装置应用反渗透淡化技术，整体的脱盐过程不需对海水进行加温，可在常温下进行操作。
3、海水淡化装置性能稳定，还有相应的保护装置，整体运行更加安全可靠，小巧且方便安装。
4、海水淡化装置产水符合国家生活饮用水标准，可直接使用。
5、装置整体过滤过程无相变，能耗少，制水成本低。
综上所述，船只上应用的海水淡化装置是根据船舶整体安装特性与需求而进行的特殊性设计，具有体积小、重量轻、占地省、安装方便、适应性强等优势，适用于游艇及渔船等。
开题报告-船用反渗透海水淡化装置节能技术分析
[4]陈旸.基于高压反渗透方式的船用海水淡化装置研究.机电设备[J]. 2015, (S1): 49-51
[5]孙鑫.船用反渗透海水淡化装置能量回收技用研究[D].河北科技大学. 2016,5
[6]纪运广,刘璐,刘永强等.船舶反渗透海水淡化工艺研究[J].舰船科学技.术2018 , 2
[7]曲磊,杨晓超.反渗透海水淡化(SWRO)能量回收技术.应用分析[J].山东化工, 2015(16): 110-112.
3国内外相关研究情况
自上世纪70年代开始反渗透海水淡化进入到海水淡化市场，但是由于反渗透淡水吨产水能耗高达12KWH/M3,与发展已成熟的蒸馏法相比无成本等优势9。科研人员在反渗透海水淡化系统中应用余压能量回收技术来降低反渗透海水淡化法的能耗成本。利用由反渗透膜排出的高压浓盐水对原海水进行增压，降低反渗透海水淡化装置的运行成本。这使得余压能量回收技术已成为反渗透海水淡化工艺重要组成部分，也已得到了国内外学者重点研究和关注，本文将回顾国内外相关研究情况，总结相关技术和应用成果。
（1）研究的主要内容
1、对国内外船用反渗透海水淡化装置数量和运行情况等数据进行收集；
2、对不同的船用反渗透海水淡化装置节能技术案例进行信息收集和汇总；
3、通过实际案例调研来分析反渗透海水淡化装置节能技术回收效率和运行成本；
4、对不同节能技术的回收效率、投入和运行成本、维护简易等总结和归纳。
MSF海水淡化装置喷射器性能分析
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摘 要 ： 结合蒸汽动力函数和热力学分析方法 ， 建立蒸汽喷射器的数学模型 ， 分析最佳引射系数的影响因素 ， 引射
系数 随混 合蒸 汽 出 口压 力 的关 系及 引射 压力 随工 作蒸 汽 压 力 和混 合 蒸 汽 出 口压 力 的关 系 。分 析 指 出 ， 工 作 条件 一 定 时 ， 最
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实验七海水淡化装置操作实验
由凝水泵抽出送到淡水箱，而不凝性气体则通过抽气管被 喷射泵抽走。整个蒸馏过程都是在高真空状态下完成的， 靠喷射泵抽吸不凝性气体和浓盐水，便装置维持高真空。 参见原理图7—1。
淡水中的含盐量由盐度计来测量，在本实验装置中用电 导仅代替盐度计。装置电导议报警点设为 20 u s／cm （10p p m），蒸馏水的电导率≤20 u S／。m，则水送至淡 水箱，否则为不合格水，直接排出（实船上回到海水供给 管继续进蒸馏器蒸发），并在控制箱上声光报警。
海水的温度对造水量也有影响。当海水温度升高到 30～310C时，
往往难以使装置建立足够的真空度。可以采取加大冷却水流量的方 法维持真空度，但不能超过额定流量的130％，冷却海水流经冷凝 器的温升一般不小于40C。如采取上述措施后仍不能维持足够的真 空，应减小加热水量，降低产水量，维持真空度不致过低，以免沸 点过高，结垢加剧。当海水温度较低时，为了使真空度不致太高， 可减小冷却水流量。另外稍开真空破坏阀，也是减低真空度的简便 方法。这时不应加大加热水流量使产水量超过设计值，以致造成盐 水沸腾过于剧烈，汽流上升速度过快，使产水含盐量过高。 4控制真空度，船用蒸发式造水机的蒸发温度（工作温度）控制在 390C~ 450C范围内，相当于94％～90％之间。装置的真空度靠控制 冷凝器的冷却水流量来控制的，一般冷却水流量控制在海水温升在 5～60C左右。真空度太低，海水沸点太高，会使结垢加剧，产水量 减少，真空度太高，沸腾过于激烈，会使产水含盐量增加。 （四）停车 l．关闭给水阀8、抽气管路和抽浓盐水管路上的单向截止阀6、7。 停热水泵，停淡水泵。 2．停海水泵，关闭海水管路上的截止阀。 3．关闭包括电导仪（盐度计）在内的所有电源开关。
。给水量的大小关系到蒸发器中盐水的浓度及水位。如果盐水 浓度过高和水位过高，都会使所造淡水的质量变差，而水位太 低又会影响淡水的产量。当给水量等于蒸发量和排盐量之和时， 蒸发器水位保持稳定。如减少给水量，水位降低，蒸发量也会 因加热面积减少而减少，排盐量减少，于是水位降低到某一位 置时又重新稳定，反之增加给水量，水位增高。 2．凝水泵出口应保持一定的正压，但运行过程中要控制凝水水 位，凝水水位不合适时，可适当调节凝水泵出口阀的开度，改 变凝水泵的流量予以调节。当装置装有凝水水位计时，冷凝器 疑水水位一般维持在水位计的1/3~1/2高度。凝水水位太高，凝 水器中浸设的管束过多，会减少冷凝能力。谈水水位过低，凝 水泵的流柱吸高太小，可能会产生气穴现象，甚至失吸。凝水 泵不允许在无水情况下工作，否则轴封可能因发热而损坏。 3．控制造水量，装置的产水量主要是靠控制加热水的流量来控 制的，如果关小旁通阀 11，增大加热水的流量，则加热水流经 蒸发器的温降就会减小，产水量就会增加，反之，则产水量减 小。通常加热水流经蒸发器的温降约为 6～90C。当加热水的进 口温度降低时，可适当增加加热水流量，以保持产水量。
大型低温多效蒸发海水淡化装置的设计分析
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降低 蒸 汽 参 数 ， 仅 可 以 充 分利 用 高 温 高 压 热 源 的 能 量 ， 且 可 以 减 少 热 源 的 蒸 汽 流 量 ， 可 提 高造 水 比 。 对 于 同 不 而 也
一
造 水 量 ， 对 比不 同方 案 的换 热 面积 与 造 水 比 ， 需 以取 得 最优 化 的设 计 方 案 。
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海水淡化装置产水水质异常波动原因分析及稳定水质的方法、措施
海水淡化装置产水水质异常波动原因分析及稳定水质的方法、措施现今，全世界淡水资源的严重匮乏，造就并日益推动着各种各样的海水淡化技术。
利用低品味焓值的蒸汽进行海水淡化制取淡水，是时下较为先进的生产技术工艺，尤其是以蒸汽为动力进行大工业生产的能源企业利用多余蒸汽配套进行淡化海水，日益发展起来。
特别是天津国投津能发电有限公司（以下简称国投北疆）开创的“循环经济”运营模式，采用了以色列IDE公司开发的低温多效海水淡化技术，其中系统运行中水质的稳定是项目商业运营的关键。
低温多效海水淡化工艺的原理如下图：如上图示，在t b t（盐水的最高蒸发温度）不超过70℃的情况下，系统以水平金属管为基本换热单元的多组降膜蒸发器水平串联组装，对降膜蒸发器内，水平金属管外建立真空，从发电机组抽气进入首个蒸发器为热源对系统内海水加热，上一蒸发器产生的蒸汽作为下一蒸发器的热源，海水受热蒸发冷凝产水，逐级推进，从而利用蒸汽在真空环境将海水分制为蒸馏水与浓盐水。
这一技术我们称为低温多效海水淡化技术(low-temperature multi-effect distillation，LT—MED)。
该技术的先进性之一，即使出水含盐量小于5mg/L，为高纯淡水。
一、淡化海水产水水质异常波动的问题介绍近年来，海水淡化装置经历各种各样的运行工况，其运行过程中出现了多次产出的淡化水水质轻微波动，如PH、电导、氨氮会略微升高之后又逐渐回归正常。
例如：二、影响淡化海水产水水质的因素归纳分析本人经多年摸索及向相关业内专家请教，结合该工艺系统，对产水水质波动的原因进行了分析总结。
具体如下：（一）原海水灭菌加氯量的调整应合理，同时兼顾PH及AD(氨氮)原海水进入海水淡化装置前须加入次氯酸钠杀菌灭藻。
NaCL + H2O→NaCLO + H2↑→CLO- + H2↑HCLO存在如下可逆转化：HCLO → HCL+【O】（活性氧）活性氧可以灭菌，同时CLO-可与菌类直接反应而灭菌。
真空式海水淡化装置实验结论
真空式海水淡化装置实验结论随着全球淡水资源的日益紧缺，海水淡化技术成为一种重要的解决方案。
在海水淡化技术中，真空式海水淡化装置是一种常用的方法。
本实验旨在探究真空式海水淡化装置的效果和适用性，以下为实验结论。
通过实验我们发现，真空式海水淡化装置可以有效地将海水中的盐分去除，生成淡水。
在实验中，我们将一定量的海水注入真空式海水淡化装置中，并通过正压式蒸发器将海水加热至沸腾，产生蒸汽。
随后，我们将蒸汽通过冷凝器冷却，使其凝结成为淡水。
实验结果显示，真空式海水淡化装置可以高效地去除海水中的盐分，生成可供人类使用的淡水。
实验还表明真空式海水淡化装置在处理不同浓度的海水时具有良好的适应性。
我们通过调节注入真空式海水淡化装置的海水的盐分浓度，分别处理了低盐浓度的海水和高盐浓度的海水。
实验结果显示，无论是低盐浓度的海水还是高盐浓度的海水，真空式海水淡化装置都能够有效地去除盐分，生成淡水。
这表明真空式海水淡化装置在处理不同浓度的海水时具有较强的适应性，能够应对不同海水资源的变化。
实验还验证了真空式海水淡化装置的高效性和节能性。
相比于传统的海水淡化方法，真空式海水淡化装置利用真空蒸发和冷凝的原理，能够在较低的温度下完成海水的蒸发和凝结过程，从而减少能源消耗。
实验结果显示，真空式海水淡化装置能够在短时间内完成大量海水的处理，且能耗较低，具有较高的节能性和高效性。
这为真空式海水淡化装置在实际应用中的推广和应用提供了有力的依据。
通过实验研究，我们得出了以下结论：真空式海水淡化装置可以有效地去除海水中的盐分，生成可供人类使用的淡水；真空式海水淡化装置在处理不同浓度的海水时具有较强的适应性；真空式海水淡化装置具有较高的节能性和高效性。
这些结论表明真空式海水淡化装置是一种可行且有效的海水淡化技术，在解决淡水资源短缺问题上具有重要的应用前景。
然而，随着真空式海水淡化装置的进一步发展和应用，还需要进一步研究和改进，以提高其稳定性、可靠性和经济性，实现更广泛的应用。
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给水倍率μ = 给水量Wo / 产水量W 海水浓缩率ξ ：盐水含盐量SB与海水含盐量S0之比。
如略去蒸汽携出的微量盐分，则： 给水流量W0×给水的含盐量S0 =盐水的流量WB×盐水的含盐量SB ξ= 盐水含盐量SB / 海水含盐量S0 = 1＋1 /（μ－1） 给水倍率越大，海水的浓缩率就越小，所以要使浓缩率ξ ＜ 1.5，给水倍率μ 应大于3。
第十四章 船舶海水淡化装置
第一节：概述
第二节：船用蒸馏式海水淡化装置的工作原理
第三节：影响蒸馏式淡化装置工作的主要因素
一、影响淡水产量的因素 二、建立和保持真空度 三、影响蒸馏装置加热面结垢的因素 四、影响蒸馏装置所产淡水含盐量的因素
第四节：船用海水淡化装置的实例及其管理
一、带竖管蒸发器的真空沸腾式海水淡化装置
二、带板式换热器的真空沸腾式海水淡化装置
§14 – 1
概 述
1. 淡水：含盐量应在 1000 mg／L（ NaCl）以下。
2. 海水含盐量：大洋中海水平均含盐量约为35 g／L。
3. 海水盐的成分：当海水含盐量为35 g／L时，各种盐类的含盐 量如下表所示，其中含量最多的是 NaCl和 MgCl。
多级闪发式海水淡化装置工 作原理图：右下图
海水淡化装置的给水倍率μ： 稳定工作时（蒸馏器内的水位稳 定）应： 给水量Wo = 产水量W ＋ 排盐量WB 给水倍率μ： 给水倍率μ = 给水量Wo / 产水量W 蒸馏式海水淡化装置采用真空式的特点： 1）船用蒸馏式海水淡化装置真空度皆大于80％，沸点不高 于60℃，可利用柴油机的缸套冷却水作加热介质，以舷外海水 作冷却介质使产生的蒸汽冷凝，提高装置的经济性； 2）保持较低的加热温度能使蒸发器换热空沸腾式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。 原因： CaSO4因其在海水中的含量不大（约1200mg／L）， 仅占总含盐量的3.4％左右，在传热温差不大的情况下，只有 在盐水的含盐量达到海水的1.5倍时CaSO4才开始析出，而在 达到3倍时将会大量析出。 3）温差 加热介质的温度过高，加热温差过大，则加热面 附近的海水就会因汽化而浓缩严重导致结垢量增加，易生成 Mg（OH）2和CaSO4水垢。所以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。 为了能更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。
日常管理中影响造水机产水量的最大因素：能否建立和保持 合适的真空度。 造水机使用日久后产水量会逐渐减少的主要原因：主要是加 热面脏污和结垢所致。
二、建立和保持真空度
真空蒸馏式淡化装置工作真空度：维持在 90～94％ （91.7～95.7 kPa），相应蒸发温度为45～35℃。[现在也有 的将真空度设计为80％～90％（81.4～91.7kPa），相应蒸发 温度为60～45 ℃ ] 真空度太低 — 沸点增高，产水量就会减少，甚至停产。 真空度过高 — 沸点过低，导致沸腾过于剧烈，二次蒸汽携带 水珠量增加，致使所产淡水的含盐量增加。 真空度的建立和维持： 1）真空泵建立起工作所需的真空度，并不断地抽吸； 2）冷凝器及时冷凝二次蒸汽 ； 3）凝水泵及时将凝结的淡水不断地抽出。
壳管式冷凝器结构：
维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 。 2）真空泵应有足够的抽气能力。 3）蒸馏装置要有良好的气密性。
思考题：
①冷凝能力不足有哪些原因？ ②抽气能力不足有哪些原因？
三、影响蒸馏装置加热面结垢的因素
水垢的主要成分： 碳酸钙CaCO3、氢氧化镁Mg（OH）2和硫酸钙CaSO4
的水垢要低 90％，导热系数大约仅为 0.23 W／（m· ℃）。应 设法降低所生成水垢中的硫酸钙含量。
海水中含量较多的氯化钠NaCl、氯化镁MgCl2和硫酸镁 MgSO4，它们的溶解度高，且溶解度还随温度的上升而增加， 一般是不会结垢的。
加热面水垢生成的速度和成分取决于：海水的沸点；盐水的含 盐量；加热介质的温差。 1）海水的沸点：真空度越低，海水的沸点越高，难溶盐的溶 解度下降越多，水垢生成的速度就越快。下图
4. 船舶对淡水水质的要求： 船上对锅炉补给水的水质要求最高，一般船用海水淡化装置 对所产淡水含盐量的要求皆以锅炉补给水标准为依据。 我国船用锅炉给水标准规定补给蒸馏水的含盐量应小于 10 mg／L（NaCI）。
5. 海水淡化的方法：主要有蒸馏法、电渗析法（见后图）、反 渗透法（见后图）和冷冻法等。 船用海水淡化绝大多数采用蒸馏法!
海水中这些溶解度较低的盐类沉积在加热面上，它们在海水中 的溶解度都很低，且随温度的升高而降低，所以在海水被加热， 特别是在加热面上因形成汽泡而使海水浓缩时，就很易结晶析 出，沉积形成水垢。
注：CaSO4能形成难以消除的硬垢，导热能力也比不含硫酸钙
氢氧化镁Mg（OH）2水垢特别是它的干垢也较难清除，不希 望它在水垢中的含量变多。
§14 – 3 影响蒸馏式淡化装置工作的主要因素
对船用真空蒸馏式海水淡化装置的要求：保持额定的产水量； 所产淡水的含盐量符合要求。
一、影响淡水产量的因素
（从管理角度来分析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”．里面的气体会影 响加热介质流动而妨碍 换热；
注：蒸馏装置不加防垢剂时一般不允许盐水温度超过75℃
（以蒸汽作加热工质时要注意）。 2）盐水的含盐量： 盐水的含盐量越大， 难溶盐的含量就越大， 生成的水垢也就越多。 盐水浓度还与给水倍 率、盐水流经加热器 的时间长短有关。
对蒸发器中盐水含盐量的限制： 盐水含盐量一般不允许超过海水的 1.5倍。即：海水的浓缩率ξ ＜1.5。 控制盐水含盐量的方法：控制给水倍率。
3）蒸发器水位太低，使加热水与被加热海水间的实际换热面 积减少。蒸发器内最适当的水位是正好达到上管板的位置； 4）真空度不足，导致海水的沸点提高； 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（给水倍率加大）或给水温度降低，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 – 2 船用蒸馏式海水淡化装置的工作原理
真空蒸馏式海水淡化装置分类：沸腾式和闪发式两种。
真空沸腾式海水淡化装置工作原理图：下图
主要设备： 蒸馏器（加热 器、汽水分离器、 冷凝器）、海水 泵、凝水泵、真 空泵、排盐泵、 盐度计等。
真空闪发式海水淡化装置工 作原理图：右上图
真空闪发式海水淡化的特点： 结构紧凑、不易结垢、可 提高加热温度，但效率较低。 采用多级的效率提高显著。