一、多級閃蒸簡介

多級閃蒸(MSF)是多級閃急蒸餾法的簡稱。多級閃蒸是一種在20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的海水淡化法，它是針對多效蒸發(fā)結(jié)垢較嚴(yán)重的缺點而發(fā)展起來的，具有設(shè)備簡單可靠、防垢性能好、易于大型化、操作彈性大以及可利用低位熱能和廢熱等優(yōu)點。因此一經(jīng)問世就很快得到應(yīng)用和發(fā)展。多級閃蒸法不僅用于海水淡化，而且已廣泛用于火力發(fā)電廠、石油化工廠的鍋爐供水、工業(yè)廢水和礦井苦咸水的處理與回收，以及印染工業(yè)、造紙工業(yè)廢堿液的回收。

二、多級閃蒸工藝原理（MSF）

多級閃蒸工藝（MSF）的原理是將海水在一系列壓力逐漸減低的閃蒸室內(nèi)進(jìn)行閃蒸。

多級閃蒸工藝原理圖 

將原料海水加熱到一定溫度后引入閃蒸室，由于該閃蒸室中的壓力控制在低于熱鹽水溫度所對應(yīng)的飽和蒸汽壓的條件下，故熱鹽水進(jìn)入閃蒸室后即成為過熱水而急速地部分氣化，從而使熱鹽水自身的溫度降低，所產(chǎn)生的蒸汽冷凝后即為所需的淡水。

多級閃蒸就是以此原理為基礎(chǔ)，使熱鹽水依次流經(jīng)若干個壓力逐漸降低的閃蒸室，逐級蒸發(fā)降溫，同時鹽水也逐級增濃，直到其溫度接近(但高于)天然海水溫度。在一定的壓力下，把經(jīng)過預(yù)熱的海水加熱至某一溫度，引入第一個閃蒸室，降壓使海水閃急蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽在熱交換管外冷凝而成淡水，而留下的海水，溫度降到相應(yīng)的飽和溫度。依次將濃縮海水引入以后各閃蒸室逐級降壓，使其閃急蒸發(fā)，再冷凝而得到淡水。

閃蒸室的個數(shù)，稱為級數(shù)，最常見的裝置有20~30級，有些裝置可達(dá)40級以上，超大型的MSF淡化廠可達(dá)50級。

三、多級閃蒸工藝技術(shù)特點

MSF更傳統(tǒng)一些，技術(shù)成熟、可靠，運行安全、穩(wěn)定，其裝置具有大型化和超大型化的特點。由于多級閃蒸工藝將海水的加熱和蒸發(fā)分開進(jìn)行，相對于早期的多效蒸餾工藝，MSF設(shè)備的結(jié)垢現(xiàn)象較輕且容易去除。

大型的MSF通常設(shè)計成濃水循環(huán)式系統(tǒng)，回收部分濃水作為系統(tǒng)補(bǔ)充進(jìn)水，循環(huán)一定比例的濃水可以減少蒸汽和海水的需求量，同時還可以減少阻垢劑和消泡劑的使用量。MSF的級數(shù)和造水比受到多種因素的影響，通常，在其他因素均相同的情況下，垂直的冷凝管束MSF系統(tǒng)，造水比大約是級數(shù)的1/2到1/3，而平行的冷凝管束MSF系統(tǒng)，造水比大約是級數(shù)的1/4。

脫氣處理是循環(huán)式MSF系統(tǒng)中是重要的預(yù)處理環(huán)節(jié)，脫氣處理可以去除進(jìn)水中的氧氣、氮氣和二氧化碳等溶解性氣體。如果對進(jìn)水不進(jìn)行脫氣處理，這些溶解性氣體將會在閃蒸的過程中被釋放出來，這些氣體的導(dǎo)熱性比較差，會降低冷凝管束的傳熱速率，同時二氧化碳和氧氣還會加速設(shè)備的腐蝕。MSF的動力消耗大；設(shè)備的操作彈性小，不適用于造水量變化大的場合。

四、多級閃蒸工藝的發(fā)展趨勢

MSF自20世紀(jì)60年代開始迅速占領(lǐng)中東地區(qū)市場，這也是海水淡化技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的開始。目前仍是全球市場總產(chǎn)能第二的海水淡化工藝，其發(fā)展和應(yīng)用主要以中東海灣地區(qū)為主。該技術(shù)與LT-MED相比，能耗偏高，在我國等新興海水淡化市場的應(yīng)用較少，近些年來，幾乎沒有大型的MSF新建項目，取而代之的熱法工藝是LT-MED。隨著全球海水淡化產(chǎn)業(yè)的興起和新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，MSF未來的市場份額預(yù)計會進(jìn)一步縮減。