海水淡化法——多级闪蒸

一、多级闪蒸简介

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。

二、多级闪蒸工艺原理（MSF）

多级闪蒸工艺（MSF）的原理是将海水在一系列压力逐渐减低的闪蒸室内进行闪蒸。

多级闪蒸工艺原理图 

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成为过热水而急速地部分气化，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，超大型的MSF淡化厂可达50级。

三、多级闪蒸工艺技术特点

MSF更传统一些，技术成熟、可靠，运行安全、稳定，其装置具有大型化和超大型化的特点。由于多级闪蒸工艺将海水的加热和蒸发分开进行，相对于早期的多效蒸馏工艺，MSF设备的结垢现象较轻且容易去除。

大型的MSF通常设计成浓水循环式系统，回收部分浓水作为系统补充进水，循环一定比例的浓水可以减少蒸汽和海水的需求量，同时还可以减少阻垢剂和消泡剂的使用量。MSF的级数和造水比受到多种因素的影响，通常，在其他因素均相同的情况下，垂直的冷凝管束MSF系统，造水比大约是级数的1/2到1/3，而平行的冷凝管束MSF系统，造水比大约是级数的1/4。

脱气处理是循环式MSF系统中是重要的预处理环节，脱气处理可以去除进水中的氧气、氮气和二氧化碳等溶解性气体。如果对进水不进行脱气处理，这些溶解性气体将会在闪蒸的过程中被释放出来，这些气体的导热性比较差，会降低冷凝管束的传热速率，同时二氧化碳和氧气还会加速设备的腐蚀。MSF的动力消耗大；设备的操作弹性小，不适用于造水量变化大的场合。

四、多级闪蒸工艺的发展趋势

MSF自20世纪60年代开始迅速占领中东地区市场，这也是海水淡化技术大规模应用的开始。目前仍是全球市场总产能第二的海水淡化工艺，其发展和应用主要以中东海湾地区为主。该技术与LT-MED相比，能耗偏高，在我国等新兴海水淡化市场的应用较少，近些年来，几乎没有大型的MSF新建项目，取而代之的热法工艺是LT-MED。随着全球海水淡化产业的兴起和新技术的开发应用，MSF未来的市场份额预计会进一步缩减。