热泵式常压压气蒸馏海水淡化水盐联产装置

摘要

热泵式常压压气蒸馏海水淡化水盐联产装置，是海水淡化和制盐的联产装置；综合采用了热泵压缩水蒸汽制冷-供热，热泵补气、补水压缩水蒸汽，复合材料防腐防垢，凉水式蒸发冷凝，常压压气蒸馏，盐液析出物分离和处理等技术，改进了海水蒸馏浓缩过程；在减少热损失，改善换热条件，降低蒸馏成本，防止结垢，及时分离析出物，增设盐化工设备等诸方面；兼顾了海水淡化和工厂化海水制盐的技术特点，只需电力和海水就能够进行水盐联产，为工厂化水盐联产、发展海洋化工创造了条件；如顺利实施，淡化水将成为海洋化工业的副产品，淡化水资源化的目标将为期不远；该装置不仅能够实现水盐联产的海水淡化，还能够处理在该装置中进行蒸发浓缩的其他液体。

主权项

一种海水淡化水盐联产装置，其特征是采用热泵制冷‑供热技术，对进入真空蒸发结晶器的盐液进行蒸发制冷，为接近饱和程度的盐液，通过降温的方式，提供过饱和、结晶条件，促进盐的结晶析出和分离；再将温度低于室温的低温清液用来冷却凝结水，使晶浆、凝结水及不凝结气体室温排放，避免物料排出装置的热损失；选择容积式调速控制的水蒸汽压缩机为一次热泵，补气压缩蒸发的水蒸气，按需求过热度生成负压过热水蒸汽，加热冷却清液，生成高温补充盐液；冷却清液成为高温补充盐液所吸收的热量，大部分来自于水蒸汽被压缩时产生的过热，高温补充盐液作为常压压气蒸馏模块逐一启动和补热的热源使用；当通过常压压气蒸馏供热模块二次热泵，产生超出模块需求热量的蒸汽，对其它设备进行供热，再将能够维持模块运行的蒸汽尾气，送回供热模块的方式，更加经济地获取热泵压缩水蒸气所副产的热量时，能够使装置不再依靠外界补热，而维持自身启动和正常运行；利用需求数量的常压压气蒸馏模块，进行高造水比的常压压气蒸馏，低成本放大蒸馏规模；为使装置免受腐蚀、污塞、结垢现象的困扰，按产盐的模式考虑换热设备和盐液输送管道的设计，避免盐液在集液器、分离室、结晶室以外区域的滞留，减小析出物沉淀、附着形成结垢的风险；装置中凡与盐液直接接触的表面，均采用耐腐蚀、耐磨、不粘性材料；为了降低蒸汽输送阻力，增强盐液换热表面的自洁能力，将传统内汽外液的浸没式汽‑液换热，改为外汽内液凉水式汽‑液换热，并对换热管外表面进行大螺旋角翅化，降低盐液保有量，降低启动热负荷，降低水蒸汽逸出阻力，降低蒸汽凝结水膜厚度，改善换热条件；循环补充盐液以略高于常压压气蒸馏模块蒸发温度的温度雾化喷淋，避免蒸发水蒸汽在与循环补充盐液，传质传热过程中的冷凝损失；换热管上口，加设盐液分配帽，防止干壁、液泛现象发生；二次热泵补水压缩，在消除蒸汽过热度的同时，提高二次热泵的效能；设置盐液析出物的分离设施，及时处理析出物；装置以模块化和分级的形式进行设计和制造，按照盐类大量析出阶段，需求的盐液浓度和盐液浓缩蒸发量，匹配装置在不同品种盐类析出阶段的规模；经预处理的原料海水在浓缩到一定浓度后，采取浓度控制、温度控制和结晶控制的方法，使盐按大量析出顺序分别在不同的结晶室中析出，从而得到不同品种的盐；将混合盐进行再结晶、化学、电化学的处理，能够得到纯净的盐；将在固‑液分离过程得到的卤液和洗盐水，输送到下一级装置中作为补充盐液；配置提溴和盐的精制设备，使装置在制取淡化水的同时，生产具有较高经济价值的盐和盐化工产品，为水盐联产创造条件；该装置由真空蒸发结晶器、冷却清液泵、一次热泵、清液加热器、干式真空泵、盐液混合器、补充盐液泵、循环补充盐液加热器、常压压气蒸馏供热模块、常压压气蒸馏模块1～n、补水泵、重液冷却分离器、固‑液分离机、高温凝结水冷却器、低温凝结水冷却器、盐化工设备、检控仪器和附属管线所组成。