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环保设备/水处理设备 |
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如何以原来1/3的面积用海水高效制造淡水 |
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newmaker 来源：日经BP社 |
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在船舶上，利用海水制造生活用水的“淡水制造装置”是不可缺少的。但是，又不能因为它是重要设备就能够占用“大量空间”。随着船上装载的燃料油净油机及压载水处理装置等设备增加，各设备的小型化需求不断高涨＊1。
＊12004年，国际海事机构通过（未生效）的《船舶压载水和沉淀物控制和管理国际公约》规定，在他国管辖区域内航行的船舶有义务在海上更换压载水或根据标准处理压载水。
另外，淡水制造装置还需要便于维护。因为使用海水，海水中所含的钙、镁附着在装置上是不可避免的。如何延长去除这些物质的维护周期、如何使操作变得轻松自如，这些都显示着海水淡化装置厂商的实力。
因此，近年装置厂商纷纷开发出采用板式换热器技术的淡水制造装置＊2。这种装置通过层叠多个板来形成流道，海水由此通过，经过蒸发、盐分分离及凝结过程而制成生活用水。与从管中流水的多管式（壳管式）换热器相比，这种板式换热器换热面积大，因此效率高，节省空间。
＊2笹仓机械工程正在销售“Akuario”的就是这样的装置。日本Xenesys公司也在同时进行发电与淡化的装置“ Uehara-cycle”上采用了板式换热器。
另外，在维护时能够取下部分板式换热器进行物理清洗，所以能把水锈去除干净。因此便于维护而且维护周期固定。
多管式换热器的最大优点是价格便宜。因此，目前船舶大多配备多管式换热器。但是，这种换热器很难进行维护。在去除水锈时，只浇注药液，很难将水锈完全去除，导致水锈逐渐累积在管内壁上。最后不得不更换，而更换时需要将管子全部拆卸下来重新布管。
板式淡水制造装置具有节省空间且便于维护的优点。为进一步节省空间和提高维护性，瑞典阿法拉伐（Alfa Laval）公司开发出了上图左侧的“AQUA”。在保持效率的基础上，将每日处理容量为60t的机型的设置面积降至原来装置（上图右侧）的1/3。它是如何实现小型化的呢？
拆解前页左侧的装置时，露出装有垫圈的相同形状的板（图1）。更准确地说，是大小和形状相同而仅垫圈配置不同的2种板（A/B）组成一组。板材为耐腐蚀性强的钛合金，厚度为0.4mm＊3。
图1：构成新淡水制造装置的板
将垫圈配置不同的A/B板组合成一组。为便于说明，添加了颜色。
＊3通过增减板的张数来改变容量。由于不管容量大小，都使用同种板，因此即使容量大的机型，其高度和厚度也是相同的，只有宽度不同。
其最大的特点是一组板具备了蒸发、分离和凝结三种功能。上面介绍的阿法拉伐公司的原装置将主体分成2个空间，在下部采用蒸发用板，而在上部采用凝结用板，并用外罩覆盖这些板，而新产品则不需要外罩。由此，比原来大幅节省了空间＊4。其淡水制造原理如下（图2）。
图2：水的流动
将变成蒸馏水的海水通过流道1，加热1用的水套水通过流道2，凝结水蒸气用的冷却水通过流道3，蒸馏水通过流道4。
＊4仅比较板的大小，就可以看出原产品更小一些。
水流包括将变成蒸馏水的海水〔图2（i）的→〕、利用船舶发动机的废热加热后的“水套水”（图2（i）的→）及冷却用海水（图2（ii）的→）三种。这三种水流通过各自的流道1、2、3。
水套水不仅在流道2-a和2-b中循环，还扩展到板A下部的由垫圈包围起来的区域＊5。而流经流道1的将变成蒸馏水的海水还流入板B中。这里指的是板A中被80～90℃的水套水同样加热的区域。并且，随着两块板之间的气压降至大气压的85～95％，32℃的海水在此蒸发，变成水蒸气（図2（i）的→），在板B中上升〔图2（i）〕。
＊5准确地说，是板A与其左边的板B所夹的空间，在这里为方便起见，表述为板A。板B也如此表述。
与板A下部被水套水加热的原理完全相同，上部被流道3-a和3-b中循环的32℃冷却水同样冷却〔图2（ii）〕。当然，上下部之间的区域会产生温度梯度，因此沿板B上升的水蒸气通过此处时开始凝结。这时，能够基本分离盐分（回收盐分浓度高的水）〔图2（iii）〕。
这样，基本不含盐分的水蒸气流入板B上部。在此凝结的水的盐分浓度在2ppm以下。将此作为生活用水，从流道4回收〔图2（iv）〕。
为使一组板具有蒸发、分离及凝结三种功能，该公司在垫圈配置和板上制作了凹凸（波形状）等。
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(8/1/2011) |
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