21船舶海水淡化装置1PPT课件
船用海水淡化装置的工作原理与实例ppt(共32页)
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(3)传热温差的影响。 如果加热介质的温度过高，加
热器差过大，则加热面附近的海 水就会因汽化而浓缩严重，以致 结垢量增加，且如图:
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第二节 船用蒸馏式海水淡化装 置的实例
一、带竖管蒸发器的真空沸腾 式海水淡化装置
1．装置的组成和工作 如图所示出带竖管蒸发器的
真空沸腾式海水淡化装置的系统 实例．这种海水淡化装置在远洋 船上使用较早，现仍在广泛使用。
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五、影响加热面结垢的因素
(1)海水饱和温度的影响。 装置的真空度越低，海水的沸点 越高，则难溶盐的溶解度下降越 多，水垢生成的速度就越快。 如图14-3所示，当水温超过 75℃，Mg(OH)2水垢的比例就迅速 增加；当水温超过82～83℃时， Mg(OH)2就会成为主要水垢主要成 分。因此，蒸馏装置不加防垢剂 时一般不允许盐水温度超过75℃。
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船舶对淡水的需要数量是：
动力装置用水以主机功率计：柴 油机船每天约需0.2～0.3L／kW，汽 轮机船每天约需0.5～1.4L／kW。
生活用水每人约150～250L／d．
辅锅炉的补水量可按蒸发量的1 ％～5％估计，中、高压锅炉按蒸发 量的1％～3％计。
海水淡化的方法：
•
蒸馏法
•
电渗析法给水量w0Βιβλιοθήκη 产水量W+排盐量WB5
二、影响真空度稳定的因素
保持装置具有足够真空度且能稳定工作的主要原因是：
有足以与蒸发量相适应的冷凝能力。如果冷凝器换热能 力下降，则会使真空度降低，此外若因加热介质流量过大或 温度过高以至使蒸发量过大，也会使真空度降低。
船舶海水淡化装置1概要
影响蒸馏装置所产淡水含盐量的因素
装置所产淡水的含盐量SF，取决于进入冷凝器的二次蒸汽的含水量 W(％)和蒸发器内盐水的含盐量SB(mg/L)，即：
S W S
F
mg/L
B
从管理的角度来看，淡水含盐量过高的主要原因有：
装置的负荷(蒸发量)过大，沸腾过于剧烈 这可能是加热介质的流量过大， 温度过高，或真空度过高。这时应减小冷却水流量或稍开真空破坏阀。 蒸发器水位太高 对竖管式蒸发器而言，蒸发器内水位以达到上管板为宜。 蒸发器如设有水位计，这时水位计水位因不含汽泡，约在半高处。水位过高 应减小给水量。 盐水含盐量太大 这时，应保证足够的排盐量和给水倍率。
第十四章
船舶海水淡化装置
fresh water generator
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 影响真空蒸馏式海水淡化装置工作的主要因素 第四节 船用海水淡化装置的实例及其管理 复习思考题
海水淡化装置 [名词委审定]汉英航海科技名词(1996)] sea water desalting plant, fresh water generator 海水淡化装置 [汉英船舶大词典] distilling system ;sea water desalting plant 1
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真空沸腾式造水机原理
原理演示
加热器竖管内海水沸腾后产生 的蒸汽称为二次蒸汽，以区别 于某些造水机用来加热的蒸汽。 当蒸发器内的水位稳定时， 给水量W0等于产水量W和排 盐水量WB。
给水倍率＝
给水量W 产水量W
0
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真空沸腾式造水机原理图
冷凝器 盐度计
蒸发器
精品辅机课件-船舶海水淡化装置
第十四章船舶海水淡化装置fresh water generator 第一节船用蒸馏式海水淡化装置的工作原理第二节船用海水淡化装置的实例船舶每天都需要消耗相当敷量的淡水，以满足船员，旅客和动力装置的需要。
一般称为淡水的含盐量在1000mg/L以下．远洋船舶为增加载货吨位，不宜携带过多淡水，一般都设有海水淡化装置(俗称造水机)，以减少向港口购买淡水的费用，并增强船舶的续航能力。
船舶对淡水的需要数量是：⏹动力装置用水以主机功率计：柴油机船每天约需0.2～0.3L／kW，汽轮机船每天约需0.5～1.4L／kW。
⏹生活用水每人约150～250L／d．⏹辅锅炉的补水量可按蒸发量的1％～5％估计，中、高压锅炉按蒸发量的1％～3％计。
海水淡化的方法：•蒸馏法•电渗析法•反渗透法•冷冻法船用海水淡化绝大多数采用蒸馏法。
第一节船用蒸馏式海水淡化装置的工作原理真空蒸馏式海水演化装置分为沸腾式和闪发式两种。
两者的主要区别是后者海水是在单独的加热器里被加热，然后再喷人真空容器内‘闪发‘成气。
闪发式装置虽有结垢少的优点，但经济性不如沸腾式，船上已基本不用。
一、真空沸腾式海水淡化装置工作原理：如图14-1所示，加热工质对管内海水加热。
海水温度达到装置内真空压力对应的饱和温度时开始在海水内部大量汽化，蒸汽汽泡穿过海水从蒸发面上逸出，穿过汽水分离器，除去含有微量盐分的水珠后进入冷凝器。
蒸汽被冷凝为淡水，由凝水泵4抽出送往淡水柜。
给水量w 0产水量w排盐量w B给水量w ＝产水量W+排盐量W二、影响真空度稳定的因素保持装置具有足够真空度且能稳定工作的主要原因是：有足以与蒸发量相适应的冷凝能力。
如果冷凝器换热能力下降，则会使真空度降低，此外若因加热介质流量过大或温度过高以至使蒸发量过大，也会使真空度降低。
真空泵应具有足够的抽气能力。
真空泵的工作水压过低或工作水温过高，排出背压过高(>8mH2O)，喷咀磨损、堵塞、安装不当吸入止回阀卡死等都能使真空泵的抽气能力下降。
船舶海水淡化装置
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(2)停用 当船舶驶近港口、河口或寓岸不超过20 n mile时，即应使
海水淡化装置停止工作，因为这些地方的海水容墨受到油和细 菌的污染，使所产淡水不合卫生要求，并容易污染造水机。
装置停用的一般步骤如下：①停止加热。为此，应先开大加 热水调节阀，然后关闭蒸发器的热水进、出口阀．当主机缸套 水冷却器没有自动调温装置时，应同时关小其淡水旁通阀，以 免进入缸套的冷却水温度升高．②关闭凝水排出阀，停止凝水 泵的工作。③关闭给水截止阀，停止海水泵，④停止冷凝器的 海水供应。⑤打开真空破坏阀。
真空蒸馏式海水淡化装置分为沸腾式和闪发式两种。
两者的主要区别是后者海水是在单独的加热器里被加热，然后再喷入真 空容器内‘闪发’成气。闪发式装置虽有结垢少的优点，但经济性不如沸腾 式，船上已基本不用。
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真空沸腾式造水机原理图
一阀、两器、四泵
• 给水阀 •蒸发（馏）器、冷凝器 • 海水泵、真空泵、排盐 泵、凝水泵
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真空沸腾式造水机原理
原理演示
加热器竖管内海水沸腾后产生 的蒸汽称为二次蒸汽，以区别 于某些造水机用来加热的蒸汽。
当蒸发器内的水位稳定时， 给水量W0等于产水量W和排 盐水量WB。
给水倍率＝
给水量W 0
产水量W
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真空沸腾式造水机原理图
冷凝器
带
竖
盐度计
管 蒸
发
蒸发器
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影响蒸馏装置加热面结垢的因素
水垢主要是由海水中某些溶解度较低 的盐类沉淀在加热面上而形成的。
水垢中CaSO4和Mg(OH)2的危害最严 重，所以要防止它们的产生。
海水淡化演示
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臵 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!
①保持适当的给水流量，维持蒸发器水位适宜；
②调节凝水泵流量使之与淡水产量相适应，以维持适 当的凝水水应； ③控制冷却海水流量（必要时稍开真空破坏阀），维 持适当的真空度。
5．造水装置的主要养护工作： ①适时地清洗冷凝器水侧，以免污垢堵塞冷却水管和污染换 热面，妨碍传热；同时要注意检查和保持装臵的气密性。 ②当装臵工作条件正常，只是因使用过久而淡水产量逐渐减 小时，应及时对蒸发器进行除垢。有条件的装臵，可对给水进 行连续投药处理以预防结垢，同时还可以减小所产淡水含盐量。 ③当所产淡水含盐量过高而又非出自于操作方面的原因时， 则应检查和消除冷凝器漏泄的可能性。 ④应定期维护装臵所用水泵及盐度检测报警设备的工作正常。 盐度传感器每使用一个月左右即应拆出清洁一次，以免电极粘 附污垢后，反映的电阻值不准。清洁时应在热淡水中浸洗，勿 用硬物刮刷，以免损坏电极表面的铂铑镀层。 ⑤应每年检查冷凝器和蒸发器中的防蚀锌板，当其耗蚀过半 时取下予以换新。
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臵； 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。
苏教版化学选修21.3《海水淡化》ppt课件24页
膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过
的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过 半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直 至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出 的水柱静压称为渗透压。
如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那么海水中的
海水淡化的方法已有十几种，主要的有蒸馏法、电渗析法、离 子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完
善，是目前海水淡化的主要方法。
(1)蒸馏法：蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地 改进与发展，该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就 是水蒸气的形成过程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云在 一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带咸味的。根据所用能源、
3．反渗透法
(1)渗透压：用一种渗透膜把 含盐浓度不同 的两种水溶液隔
开，将发生 渗透 现象。浓度 较小 的溶液中的水分会通过 半透膜渗透到浓度 较大 的溶液中，使原来浓度较大的一侧 溶液液面升高，当液面升高产生的压力达到一定的数值时能 阻止水的继续 渗透 ，这个压力称为 渗透压 。
(2)基本原理：如果在 含盐浓度较大 的溶液一侧施加一定的压
力，可以迫使水从 浓溶液 一侧向 使 浓溶液 浓度增大。 稀溶液 一侧渗透，
4．冷冻法
基本原理：把冷海水 喷入真空室 ，部分海水蒸发吸热使其余
海水冷却形成 冰晶 。固体冰晶 中的杂质要比原溶液中少得 多。将得到的冰晶用适量的淡水 淋洗 、 熔化 到淡水。 ，就得
【慎思1】 电渗析法将海水淡化的原理是什么？怎样形成闭合回路
纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。反渗透
海水淡化技术发展很快，工程造价和运行成本持续降低，主要 发展趋势为降低反渗透膜的操作压力，提高反渗透系统回收 率，廉价高效预处理技术，增强系统抗污染能力等。
第十四章 船舶海水淡化装置
第十四章船舶海水淡化装置fresh water generator 第一节船用蒸馏式海水淡化装置的工作原理第二节船用海水淡化装置的实例船舶每天都需要消耗相当敷量的淡水，以满足船员，旅客和动力装置的需要。
一般称为淡水的含盐量在1000mg/L以下．远洋船舶为增加载货吨位，不宜携带过多淡水，一般都设有海水淡化装置(俗称造水机)，以减少向港口购买淡水的费用，并增强船舶的续航能力。
船舶对淡水的需要数量是：⏹动力装置用水以主机功率计：柴油机船每天约需0.2～0.3L／kW，汽轮机船每天约需0.5～1.4L／kW。
⏹生活用水每人约150～250L／d．⏹辅锅炉的补水量可按蒸发量的1％～5％估计，中、高压锅炉按蒸发量的1％～3％计。
海水淡化的方法：•蒸馏法•电渗析法•反渗透法•冷冻法船用海水淡化绝大多数采用蒸馏法。
第一节船用蒸馏式海水淡化装置的工作原理真空蒸馏式海水演化装置分为沸腾式和闪发式两种。
两者的主要区别是后者海水是在单独的加热器里被加热，然后再喷人真空容器内‘闪发‘成气。
闪发式装置虽有结垢少的优点，但经济性不如沸腾式，船上已基本不用。
一、真空沸腾式海水淡化装置工作原理：如图14-1所示，加热工质对管内海水加热。
海水温度达到装置内真空压力对应的饱和温度时开始在海水内部大量汽化，蒸汽汽泡穿过海水从蒸发面上逸出，穿过汽水分离器，除去含有微量盐分的水珠后进入冷凝器。
蒸汽被冷凝为淡水，由凝水泵4抽出送往淡水柜。
给水量w 0产水量w排盐量w B给水量w ＝产水量W+排盐量W二、影响真空度稳定的因素保持装置具有足够真空度且能稳定工作的主要原因是：有足以与蒸发量相适应的冷凝能力。
如果冷凝器换热能力下降，则会使真空度降低，此外若因加热介质流量过大或温度过高以至使蒸发量过大，也会使真空度降低。
真空泵应具有足够的抽气能力。
真空泵的工作水压过低或工作水温过高，排出背压过高(>8mH2O)，喷咀磨损、堵塞、安装不当吸入止回阀卡死等都能使真空泵的抽气能力下降。
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1 mg/L(NaCl)相当于0.606 mg/L(CI`) 4
船舶对淡水的需求量
生活用水每人约150~250L/d。 ➢ 动力装置用水以主机功率计：
• 柴油机船每千瓦约需0.2~0.3L/d，
• 汽轮机船每千瓦约需0.5~1.4L/d。
➢ 辅锅炉的补水量可按蒸发量的1％~5％估计，中，高压锅炉按蒸发量 的1％~3％计。
➢ 根据设备可分为蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。 此外，以上方法的组合也日益受到重视。
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第二节 船用蒸馏式海水淡化装 置的工作原理
➢ 船用蒸馏式海水淡水装置采用真空式的好处有： • 可以采用温度不太高的介质作为热源，利用船舶动力装置的废热，提 高装置的经济性； • 保持较低的加热温度能减少蒸发器换热面的结垢和便于清除。
➢ 给水量增大(给水倍率加大)或给水温度降低，更多的热量耗于 预热或被盐水带走；
➢ 凝水回流电磁阀关闭不严，使一部分所产淡水漏回蒸馏器；
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影响淡水产量的因素
在日常管理中，造水机是否生产出淡水，以及产水量的多少，影响最 大的是能否建立和保持合适的真空度；而造水机使用日久后产水量会逐渐 减少，则往往是加热面脏污和结垢所致。
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真空沸腾式造水机原理
原理演示
加热器竖管内海水沸腾后产生 的蒸汽称为二次蒸汽，以区别 于某些造水机用来加热的蒸汽。
当蒸发器内的水位稳定时， 给水量W0等于产水量W和排 盐水量WB。
给水倍 ＝率 给 产水 水W W量 量 0
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真空沸腾式造水机原理图
冷凝器
带
➢ 饮用水必须不含有害健康的杂质、病菌和异味，含盐量不大于 500~1000mg/L，氯离子浓度不大于250~500mg/L(Cl’)，pH值为6.5~8.5。
• 造水机生产的蒸馏水所含矿物质太少，也不能杀灭病菌，故作为饮用水时应经过矿化和杀 菌处理。
➢ 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10mg/L(NaCl)．
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真空度的建立和保持
第一节 概述
➢ 船舶每天都需要消耗相当数量的淡水，以满足船员，旅客和动力装置的 需要。 ➢ 一般称为淡水者含盐量在1000mg/L以下。
➢ 船舶上淡水主要是两个来源：一个是岸上供给；一个是海水淡化装置提 供。
➢ 出于以下两个目的，一般船舶都设有海水淡化 装置(俗称造水机)。
•远洋船舶为增加载货吨位，不宜携带过多淡水； •减少向港口购买淡水的费用，并增强船舶的续航能力。
➢ 换热面脏污结垢，使蒸发器传热系数减小；
➢ 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。可通过放气旋塞把气放掉；
➢ 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；
➢ 真空度不足，这会导致海水的沸点提高；
➢ 加热水流量不足或温度太低，以致加热水平均温度降低；
不同海域的海水含盐量虽然不同，但各种主要盐类所占比例却基本不 变．当海水含盐量为35g/L时，各种盐类的含盐量如下表所示，
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船上淡水的使用和要求
船上淡水主要用作柴油主机冷却水、锅炉补给水、洗涤和饮用水等用途。
➢ 柴油机冷却水只要是淡水即可；
➢ 洗涤水一般要求氯离子浓度不大于200mg/L(Cl’)，硬度不大于7毫克当量／ 升；
➢ 真空蒸馏式海水淡化装置分为沸腾式和闪发式两种。
➢ 两者的主要区别是后者海水是在单独的加热器里被加热，然后再喷入真 空容器内‘闪发’成气。闪发式装置虽有结垢少的优点，但经济性不如沸腾 式，船上已基本不用。
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真空沸腾式造水机原理图
一阀、两器、四泵
• 给水阀 •蒸发（馏）器、冷凝器 • 海水泵、真空泵、排盐 泵、凝水泵竖源自盐度计管 蒸发
蒸发器
器
的
真
空
加热器
沸
腾
式
凝水泵
造
水
机
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第三节 影响真空蒸馏式海水淡化 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是： • 要保持额定的产水量（保量）；
• 要使所产淡水的含盐量符合要求（保质）。
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影响淡水产量的因素
造水机产水量（蒸发量）的多少，主要取决于加热水向海水传热量的大小。
第十四章 船舶海水淡化装置
fresh water generator
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 影响真空蒸馏式海水淡化装置工作的主要因素 第四节 船用海水淡化装置的实例及其管理 复习思考题
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海水淡化装置 [名词委审定]汉英航海科技名词(1996)] sea water desalting plant, fresh water generator 海水淡化装置 [汉英船舶大词典] distilling system ;sea water desalting pla1nt
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海水的含盐量
➢ 海水是一种含有80多种盐类的水溶液，其中含量超过1mg/L的有11种，含 量最多的是NaCl和MgCL2。 ➢ 大洋中海水平均含盐量约为35g/L；但不同海域的海水含盐量是不同的。 ➢ 海水含盐量与所在海区的地质、降雨量、入海河流流量和海水蒸发量等有 关。
• 某些离河口近，蒸发量小的内海，如波罗的海含盐量仅为2~6.7g/L，黑 海含盐量17~18.5g/L； 而某些蒸发量大的内海，如红海、地中海，含盐量 可高达40g/L以上。
一般主机功率为7500kW左右的柴油机货轮，造水机容量大多不超过 20~25m3/d。
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海水淡化的方法
➢ 蒸馏法 ➢ 电渗析法 ➢ 反渗透法 ➢ 冷冻法
船用海水淡化绝大多数采用蒸馏法。
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蒸馏法
➢ 蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展， 该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过 程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨， 而雨是不带咸味的。