多级闪蒸法

多级闪急蒸馏法

‌多级闪蒸法（MSF）‌是一种海水淡化技术，通过将海水加热后依次通过多个压力逐渐降低的闪蒸室，使海水在每个闪蒸室内蒸发冷凝，从而得到淡水。这种方法具有设备简单可靠、防垢性能好、易于大型化、操作弹性大以及可利用低位热能和废热等优点‌。

原理

多级闪蒸过程原理如下：将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即因为过热而急速的部分汽化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。多级闪蒸就是以此原理为基础，使热盐水依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸室，逐级蒸发降温，同时盐水也逐级增浓，直到其温度接近(但高于)天然海水温度。在一定的压力下，把经过预热的海水加热至某一温度，引入第一个闪蒸室，降压使海水闪急蒸发，产生的蒸汽在热交换管外冷凝而成淡水，而留下的海水，温度降到相应的饱和温度。依次将浓缩海水引入以后各闪蒸室逐级降压，使其闪急蒸发，再冷凝而得到淡水。闪蒸室的个数，称为级数，最常见的装置有20～30级,有些装置可达40级以上。

简介

多级闪蒸（MSF）是多级闪急蒸馏法的简称。多级闪蒸是一种在20世纪50年代发展起来的海水淡化法，它是针对多效蒸发结垢较严重的缺点而发展起来的，具有设备简单可靠、防垢性能好、易于大型化、操作弹性大以及可利用低位热能和废热等优点。因此一经问世就很快得到应用和发展。多级闪蒸法不仅用于海水淡化，而且已广泛用于火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水、工业废水和矿井苦咸水的处理与回收，以及印染工业、造纸工业废碱液的回收。

应用背景

我国多年平均水资源人均拥有量仅225lm^3，是世界人均年拥有量的1/4，居世界149个国家的第110位，属于严重缺水国家。我国沿海地区水资源尤其紧张，沿海地区的城市化以及城市规模的急剧膨胀加剧了水资源的供需矛盾，以深圳、厦门为例，其用水增长率高达10%，虽地处水资源相对丰富的南方地区，但其供水形势十分严峻。据预测，预计3-5年的时间之内，沿海城市水资源供需矛盾将达到临界状态，2010年将可能面临水荒的局面，因此利用海水淡化技术解决沿海水资源短缺问题已迫在眉睫，海水淡化具有广阔的市场。为了保护我们的生命之源，各国政府、企业动用了尽可能的资源来保护现有水资源不被污染，同时研究新技术以寻找新资源。充分利用覆盖地球绝大部分面积的海洋水资源的事业已经受到全球性关注，并开发出了各种海水淡化的技术和设备。多级闪急蒸馏法就是其中的一项新兴技术。

装置及流程

当海水处于天然状态，或未经工艺处理时，我们称为“海水”。而一进入工艺流程或经过工艺处理则被称为“盐水”。

为了有效地利用热量，节省经过预处理的原料海水，提高蒸发室中的盐水流量，故在实际生产中都是根据物料平衡将末级的浓盐水一部分排放，另一部分与补给海水混合后作为循环盐水打回热回收段。循环盐水回收闪蒸淡水蒸气的热量后，再经过加热器加热，在这里盐水达到工艺要求的最高温度。加热后的循环盐水进入热回收段第一级的蒸发室，然后通过各级级间节流孔依次流过各个闪蒸室完成多级闪蒸，浓缩后的末级盐水再次循环。

从各级蒸发室中闪蒸出的蒸汽，分别通过各级的汽水分离器，进入冷凝室的管间凝结成淡水。各级淡水分别从受液盘，经淡水通路，随着压力降低的方向流到末级抽出。海水前处理包括海水清洁处理和防垢、防腐措施等。

优点

多级闪蒸是针对多效蒸发结垢较严重的缺点而发展起来的，具有设备简单可靠、防垢性能好、易于大型化、操作弹性大以及可利用低位热能和废热等优点。因此一经问世就得到应用和发展。多级闪蒸法不仅用于海水淡化，而且已广泛用于火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水、工业废水和矿井苦咸水的处理与回收，以及印染、造纸工业废碱液的回收等。多级闪蒸是海水淡化工业中最成熟的技术，运行安全性最高，弹性大，适合于大型和超大型淡化装置，并主要在海湾国家使用。多级闪蒸总是与火力电站联合运行，以汽轮机低压抽汽作为热源。多级闪急蒸馏不需要高压蒸汽为热源，特别适用于与热电厂相结合的大型淡化工厂。若将建在海滨的核电站的发电，与这种海水淡化和海水的其他方面的利用结合起来，将是一种很经济的综合生产方案。

主要设备

盐水加热器、多级闪蒸装置热回收段、排热段、海水前处理装置、排不凝气装置真空系统、盐水循环泵和进出水泵

经济效益

据国际海水淡化协会的统计，全世界单机容量在100 m3/d及以上的海水淡化装置由1995年的11066台增长到2001年的15,223台，年均增长率为5.5%；总产水能力由1995年的20，300，000m3/d增长到2001年的32,400,000m3/d，年均增长率8.1%，是全球经济的一个热点。

应用前景

在国内，2003年，青岛等地通过采用具有完全知识产权的海水淡化装置进行海水淡化，取得了很好的社会经济效益，当时国内设备的日处理量为3000吨/日，在2005年，国内能生产出日处理量为5000吨/日的淡化设备；如今，日处理量为10000吨/日的设备已经建成并准备运行。国际方面，日产60000吨淡水的单机已投入商业运行，日产160000吨淡水的装置正在设计中。这些都是世界上规模最大的海水淡化装置。海水淡化在国际上已形成稳定增长的市场，国内海水淡化技术市场也即将逐步形成，海水淡化具有广阔的前景。