6.1.1　多级闪蒸（MSF）

为了克服早期MED系统结垢严重的问题，多级闪蒸法于20世纪50年代被提出并开始发展。由于MSF具有结垢倾向小等优点，因此在被提出后就得以快速发展，成为当前技术最成熟，应用最广泛的大规模工业海水淡化技术。MSF系统同样是由多个蒸发容器（闪蒸室）串联而成，闪蒸室的个数通常称为级数（stage）。按照工艺流程的不同，MSF系统可分为直流式（Once-Through MSF，又称贯流式）和海水循环式（brine circulation MSF），其中海水循环式MSF是当前的业界标准。各级闪蒸室分为两个部分：排热段和热回收段。海水首先被引入排热段的冷凝管中，在吸收蒸汽冷凝释放的潜热后，海水被预热至一个较高的温度。加热后的海水被分成两部分：一部分为冷却海水，排放回海中以排出系统中过多的热量；另一部分为进料海水，经过脱气和化学预处理后，与排热段最后一级闪蒸室内的海水混合。随后循环海水从排热段最后一级中抽出，被引入热回收段最后一级的冷凝管中。当循环海水沿贯穿每一级的冷凝管向第一级流动时，吸收管外闪蒸蒸汽冷凝时放出的潜热而不断升高温度。循环海水进入盐水加热器后，吸收加热蒸汽冷凝释放的潜热，从而温度升高到TBT，而加热蒸汽则在管外壁被冷凝成冷凝水。此后，热海水依次进入压力逐渐降低的热回收段和排热段的各级闪蒸室，进入各级闪蒸室的热海水的压力高于对应闪蒸室内的压力，海水由于过热而急速蒸发（闪蒸），从而产生蒸汽。各级闪蒸室中由闪蒸产生的蒸汽需要通过除雾器以去除夹带在其中的海水液滴，以提高产品水的质量，防止冷凝管外壁水垢的生成。通过除雾器后，蒸汽在冷凝管外壁冷凝，将释放的潜热传递给管内的海水对其进行预热，而冷凝形成的淡水则被各级闪蒸室内的淡水托盘收集，并向排热段最后一级输送，直至从排热段的最后一级被抽出，为了将系统内盐水的浓度维持在一个合适的值，最后一级闪蒸室内的一部分浓盐水会被排放到海洋中。与MED系统相同，MSF系统需要与真空排气系统连接以排出不凝气，从而消除不凝气的存在对传热的不利影响。

MSF技术的主要特点有：①海水在冷凝管内被加热且不发生相变，而闪蒸过程发生在各级闪蒸室底部的盐水池的表面，因此加热和蒸发过程分开进行，结垢倾向小；②预处理简单，通常只需要加入酸和阻垢剂来处理海水，防止水垢的生成；③产品水质量高，TDS通常低于20mg/L；④运行安全可靠，特别适合大规模海水淡化工业生产；⑤系统操作弹性较小，运行范围为产水量额定值的80%～110%；⑥操作温度高，TBT可达120℃，因而结构材料腐蚀倾向大，且发生腐蚀穿孔时，冷凝管内海水外泄，从而造成产品水的污染；⑦需要较大量的海水在系统内循环，泵的动力消耗大。