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2.2 真空冷冻法
冷冻剂的选取是此方法的核心,直接影响整个流程的冷能利用率。该方法有明显缺陷,由于冷媒循环使用,要求系统必须严格密封,否则会因泄漏而使冷冻剂局部积累,带来安全隐患。另外,虽然冷冻剂与水不互溶,但若分离不完全,淡水会受到污染而含有少量冷冻剂。
因为在水的三相点(约 610.75 Pa,273.16 K)附近,气、液、固三相并存。真空冷冻法正是利用这一原理,将海水控制在三相点附近,则海水的蒸发与结冰同时进行,再将冰与蒸汽分别融化和冷凝得到淡水。该方法的关键技术在于如何移走产生的蒸汽。按照蒸汽移除的方式可分为真空冷冻蒸汽压缩法和真空冷冻蒸汽吸收法。
2.2.1 真空冷冻蒸汽压缩法
海水预冷至摄氏零度左右后,喷入真空冷冻室中,部分水汽化吸热,使剩余海水冷冻而析出冰晶(水本身是冷冻剂)。形成的冰晶盐水淤浆经分离洗涤后,除去冰晶表面附着及内部包藏的盐分,融化后得到淡水,产生的蒸气经压缩后进入融化器冷凝,冰融化和蒸汽冷凝所得的淡水,一部分用作洗涤水,其余为产品放出。由于水汽化成水蒸汽后,体积增大数倍,又需要将这些蒸汽及时移除,这就对压缩机的功率和材质提出了更高的要求。真空冷冻蒸汽压缩法的流程如图 2所示。
图 2 真空冷冻蒸汽压缩法流程
2.2.2 真空冷冻蒸汽吸收法
以吸收剂(如R32、R410A等)吸收冷冻室产生的水蒸汽,从而使海水不断汽化与冷冻结冰。稀释后的吸收剂经浓缩再生后循环使用,故需要有吸收剂回收装置。该工艺除了以吸收系统代替压缩机外,其他与真空冷冻蒸汽压缩法相同〔2〕。真空冷冻蒸汽吸收法的流程如图 3所示。
图 3 真空冷冻蒸汽吸收法流程
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