CN103011483A - 一种采用离子捕捉器的海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

一种采用离子捕捉器的海水淡化装置，属于海水***的防腐蚀技术领域。该海水淡化装置的多效蒸发海水淡化装置采用二次蒸汽管连接冷凝器；在冷凝器的海水出口与多效蒸发海水淡化装置的海水进口之间设有一个离子捕捉器，在离子捕捉器的内部填满大面积比、低电位的离子捕捉填料。离子捕捉器内的铝金属填料与海水有很大的接触面积，海水经离子捕捉器处理后，海水中的高电位金属离子被填料吸附，在铝合金基体表面形成腐蚀原电池的因素消失，从而降低了海水对于铝合金的腐蚀性。将离子捕捉器设置在多效蒸发海水淡化装置末端冷凝器之后，可有效的捕捉预热后的海水中的重金属离子，从而降低海水对蒸发器中换热管的腐蚀。

Description

一种采用离子捕捉器的海水淡化装置

技术领域

本发明涉及一种采用离子捕捉器的海水淡化装置，属于海水***的防腐蚀技术领域。

技术背景

换热管是低温多效蒸馏海水淡化装置中的一个重要组成部分，其材料的性能直接影响着装置成本及运行效率，选用低成本且耐海水腐蚀性能良好的材料，有助于将海水淡化技术应用于更加广泛的领域。

铝合金是一种成本较低、传热性能优良的材料，可以作为传热管使用。但在海水淡化装置中，海水作为一种电解质溶液，会使铝及铝合金等低电位材料发生电化学腐蚀。当铝合金表面发生磨损从而产生缺陷时，由于在铝合金基体表面形成数量很多的“大阴极-小阳极”型腐蚀原电池，腐蚀反应可以很快造成材料发生腐蚀突起现象。同时，由于海水的流动，其腐蚀速度大幅度增加。针对铝合金在海水中的腐蚀机理，采取控制海水中重金属离子浓度的措施，有助于减缓以致消除海水对铝合金的腐蚀，保证其在海水淡化装置中应用的可靠性。

发明内容

为了实现减弱海水对于铝合金传热管的腐蚀的目的，本发明提供一种采用离子捕捉器的海水淡化装置，这种海水淡化装置应用离子捕捉器对海水进行前处理，可以减弱海水对铝合金传热管的腐蚀性。

本发明采用的技术方案是：一种采用离子捕捉器的海水淡化装置，它包括一个冷凝器和多效蒸发海水淡化装置，设有一个加热蒸汽入口管的多效蒸发海水淡化装置采用二次蒸汽管连接冷凝器；在所述冷凝器的海水出口与多效蒸发海水淡化装置的海水进口之间设有一个离子捕捉器，在离子捕捉器的内部填满大面积比、低电位的离子捕捉填料。

所述离子捕捉填料选用制成圈状或片状结构的铝、镁或锌金属材料，在离子捕捉器内呈蜂窝状排列。

所述离子捕捉器中设有交错布置的折流板，在各折流板之间填充所述离子捕捉填料。

所述离子捕捉器采用横置式结构或竖置式结构。

采用上述的技术方案，新鲜海水在冷凝器中完成预热和脱气，作为蒸发过程的进料海水流过离子捕捉器，然后依次流经各预热器后进入到蒸发器的各效中；海水进入蒸发器后，吸收蒸发管内蒸汽的汽化潜热而蒸发，生成的蒸汽经汽液分离器后形成二次蒸汽，剩余的海水逐效进入下一效蒸发器中，在下一效蒸发器中重复喷淋、蒸发、冷凝过程，浓海水在温度最低的末效蒸发器中离开装置。在蒸汽侧，加热蒸汽进入到蒸发器的传热管内并在管内冷凝，管外海水蒸发，生成二次蒸汽，蒸发、冷凝过程在各效蒸发器内重复，末效蒸发器内的二次蒸汽在冷凝器中被海水冷凝为淡水排出。

本发明的有益效果是：这种采用离子捕捉器的海水淡化装置设有一个加热蒸汽入口管的多效蒸发海水淡化装置采用二次蒸汽管连接冷凝器；在冷凝器的海水出口与多效蒸发海水淡化装置的海水进口之间设有一个离子捕捉器，在离子捕捉器的内部填满大面积比、低电位的离子捕捉填料。离子捕捉器内的铝金属填料与海水有很大的接触面积，海水经离子捕捉器处理后，海水中的高电位金属离子（如Fe³⁺、Cu²⁺等）被填料所吸附，在铝合金基体表面形成腐蚀原电池的因素消失，从而降低了海水对于铝合金的腐蚀性。将离子捕捉器设置在多效蒸发海水淡化装置末端冷凝器之后，可有效的捕捉预热后的海水中的重金属离子，从而降低海水对蒸发器中换热管的腐蚀。

附图说明

图1是一种采用离子捕捉器的海水淡化装置***原理图。

图2是横置式离子捕捉器的结构图。

图3是竖置式离子捕捉器的结构图

图中：1、冷凝器，2、离子捕捉器，2a、海水进水管，2b、箱体法兰，2c、箱体，2d、海水出水管，2e、折流板，2f、离子捕捉填料，3、多效蒸发海水淡化装置，4、加热蒸汽入口管，5、二次蒸汽管。

具体实施方式

图1示出了一种采用离子捕捉器的海水淡化装置***原理图。图中，这种采用离子捕捉器的海水淡化装置包括一个冷凝器1和多效蒸发海水淡化装置3，设有一个加热蒸汽入口管4的多效蒸发海水淡化装置3采用二次蒸汽管5连接冷凝器1。在冷凝器1的海水出口与多效蒸发海水淡化装置3的海水进口之间设有一个离子捕捉器2，在离子捕捉器2的内部填满大面积比、低电位的离子捕捉填料2f。离子捕捉填料2f选用制成圈状或片状结构的铝、镁或锌金属材料，在离子捕捉器2内呈蜂窝状排列。离子捕捉器2中设有交错布置的折流板2e，在各折流板2e之间填充所述离子捕捉填料2f。离子捕捉器2采用横置式结构（如图2所示）或竖置式结构（如图3所示）。

上述的离子捕捉器2内部填满大面积比、低电位金属材料（如铝、镁、锌等），由于电位差的存在，金属填料起到吸附海水中的高电位金属离子（如Fe³⁺、Cu²⁺等金属离子）的作用，并发生电化学反应，从而达到捕捉重金属离子的目的，降低以致消除海水对于海水淡化装置换热管的电化学腐蚀。

离子捕捉器2设置在多效蒸发海水淡化装置3末端的冷凝器1之后，即新鲜海水b首先通过冷凝器1进行预热，海水经过预热后进入离子捕捉器2，海水经离子捕捉器2处理后进入多效蒸发海水淡化装置3进行蒸发换热，分别生成淡水c和浓盐水a流出海水淡化装置。

图2示出了横置式离子捕捉器的结构图。横置式离子捕捉器的主体结构包括海水进水管2a、箱体法兰2b、箱体2c、海水出水管2d、折流板2e和离子捕捉填料2f，应尽可能增加离子捕捉填料2f与海水的接触面积，因此离子捕捉填料2f可采取各种弯曲片状或多孔介质的结构，呈蜂窝状排列。海水进水管2a和海水出水管2d分别设在离子捕捉箱体的两侧端板上。

图3示出了竖置式离子捕捉器的结构图。竖置式离子捕捉器的主体结构包括海水进水管2a、箱体法兰2b、箱体2c、海水出水管2d、折流板2e和离子捕捉填料2f，应尽可能增加离子捕捉填料2f与海水的接触面积，因此离子捕捉填料2f可采取各种弯曲片状或多孔介质的结构，呈蜂窝状排列。海水进水管2a贴近上箱体法兰，海水出水管2d贴近下箱体法兰，海水进水管2a要远高于海水出水管2d的位置。

Claims (4)

1.一种采用离子捕捉器的海水淡化装置，它包括一个冷凝器（1）和多效蒸发海水淡化装置（3），设有一个加热蒸汽入口管（4）的多效蒸发海水淡化装置（3）采用二次蒸汽管（5）连接冷凝器（1）；其特征是：在所述冷凝器（1）的海水出口与多效蒸发海水淡化装置（3）的海水进口之间设有一个离子捕捉器（2），在离子捕捉器（2）的内部填满大面积比、低电位的离子捕捉填料（2f）。

2.根据权利要求书1所述的一种采用离子捕捉器的海水淡化装置，其特征是：所述离子捕捉填料（2f）选用制成圈状或片状结构的铝、镁或锌金属材料，在离子捕捉器（2）内呈蜂窝状排列。

3.根据权利要求1或2所述的一种采用离子捕捉器的海水淡化装置，其特征是：所述离子捕捉器（2）中设有交错布置的折流板（2e），在各折流板（2e）之间填充所述离子捕捉填料（2f）。

4.根据权利要求1所述的一种采用离子捕捉器的海水淡化装置，其特征是：所述离子捕捉器（2）采用横置式结构或竖置式结构。

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