CN103288157A - 海水淡化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的海水淡化装置是一种具有小型降膜蒸发器的设备，具体是一种利用太阳能进行横管降膜蒸发的装置，包括海水预处理***、蒸发器、自激淋横管降膜蒸发-冷凝器、冷凝器、槽式太阳能装置等。槽式太阳能装置收集的热量经过换热传递至所述的蒸发器中，为整个装置提供动力源。本发明设置了压力调节装置，解决了蒸发器和自激淋横管降膜蒸发-冷凝器中压力差的控制问题，预处理后的海水经过进一步过滤避免了降膜后的海水堵塞管道的问题，提出一种结构简单、方便使用的淡水收集槽，避免了蒸汽在室内壁面冷凝造成产水量低的问题。相比现有技术可以达到减少蒸汽在壁面冷凝的浪费效果，从而提高产水量。
Description
技术领域
本发明属于海水处理装置技术领域，尤其涉及一种海水淡化装置。
背景技术
海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。
目前，全球海水淡化日产量约3500万立方米左右，其中80％用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题，即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水。全球有海水淡化厂1.3万多座，海水淡化作为淡水资源的替代与增量技术，愈来愈受到世界上许多沿海国家的重视；全球直接利用海水作为工业冷却水总量每年约6000亿立方米左右替代了大量宝贵的淡水资源；全世界每年从海洋中提盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨等。
蒸馏法为海水淡化最直接和常见的方法，现有技术中，采用大型的横管降膜设备作为换热设备，设备大型结构比较复杂。同时，在进行海水淡化处理过程中，还存在降膜后的海水堵塞管道的问题，以及蒸汽在室内壁面冷凝造成产水量低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海水淡化装置，避免了降膜后的海水堵塞管道的问题，产水率高。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
海水淡化装置，包括有：热水处理装置、蒸发器、自激淋横管降膜蒸发-冷凝器以及冷凝器；其中，所述蒸发器采用一种降膜装置，包括有布液器和位于布液器下方的降膜管；热水处理装置通过连接水管与降膜管连接，降膜管、连接水管与热水处理装置形成封闭的热水循环通道；所述蒸发器与自激淋横管降膜蒸发-冷凝器通过蒸汽管道和海水连接水管分别连接，所述蒸汽管道中设置有压力调节装置；所述自激淋横管降膜蒸发-冷凝器与冷凝器通过淡水管道连接。
所述降膜管采用蛇形管道结构。
所述热水处理装置为一种槽式太阳能装置，所述槽式太阳能装置与海水入水管道连接；所述海水入水管道中，设置有第一过滤器。
所述蒸发器的布液器，与待淡化海水入水管道连接，沿着待淡化海水的流向，所述待淡化海水入水管道中依次设置有海水预处理***和第二过滤器。
所述压力调节装置包括有真空泵、第一阀门和第二阀门；连接所述蒸发器与自激淋横管降膜蒸发-冷凝器的蒸汽管道包括有：连接蒸发器和真空泵的第一蒸汽管、连接自激淋横管降膜蒸发-冷凝器和真空泵的第二蒸汽管、以及同样连接自激淋横管降膜蒸发-冷凝器和真空泵的第三蒸汽管；第一阀门位于第一蒸汽管中，第二阀门位于第二蒸汽管中，第三蒸汽管为一连续管道。
所述冷凝器包括冷凝室和冷却装置，所述冷凝室和冷却装置通过冷却水管连接，冷凝室中设置有换热管装置；所述连接自激淋横管降膜蒸发-冷凝器的淡水管道与冷凝室中设置的换热管装置连接；所述换热管装置的出口为淡水出口。
所述蒸发器的内壁面设置有第一淡水收集槽。
所述自激淋横管降膜蒸发-冷凝器的内壁面设置有第二淡水收集槽。
本发明的有益效果如下：
本发明的海水淡化装置是一种具有小型降膜蒸发器的设备，具体是一种利用太阳能进行横管降膜蒸发的装置，包括海水预处理***、蒸发器、自激淋横管降膜蒸发-冷凝器、冷凝器、槽式太阳能装置等。槽式太阳能装置收集的热量经过换热传递至所述的蒸发器中，为整个装置提供动力源。本发明设置了压力调节装置，解决了蒸发器和自激淋横管降膜蒸发-冷凝器中压力差的控制问题，预处理后的海水经过进一步过滤避免了降膜后的海水堵塞管道的问题，提出一种结构简单、方便使用的淡水收集槽，避免了蒸汽在室内壁面冷凝造成产水量低的问题。相比现有技术可以达到减少蒸汽在壁面冷凝的浪费效果，从而提高产水量。
更进一步解释为：
本发明的海水淡化装置，从三个方面去提高装置运行效率和产水量。一是预处理过的海水通过进一步过滤避免了降膜后的海水堵塞管道；二是通过真空泵等压力调节装置从蒸发器和自激淋横管降膜蒸发-冷凝器装置中抽取蒸汽后返回蒸汽至后者，这样方便的调节两者的压差；三是由于蒸发器和自激淋横管降膜蒸发-冷凝器中蒸汽在壁面冷凝导致淡水浪费，设置了淡水收集槽收集此部分淡水，大大提高了淡水的产量。
附图说明
图1是本发明的海水淡化装置的结构原理示意图。
附图标记说明：
1、蒸发器，2、自激淋横管降膜蒸发-冷凝器，3、冷凝器，4、第一过滤器，5、槽式太阳能装置，6、第一淡水收集槽，7、海水预处理***，8、第二过滤器，9、第一阀门，10、真空泵，11、第二阀门，12、冷却装置，13、冷凝室，14、第二淡水收集槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详细说明：
请见图1，本发明公开了一种海水淡化装置，包括有：热水处理装置、蒸发器1、自激淋横管降膜蒸发-冷凝器2以及冷凝器3；其中，所述蒸发器1采用一种降膜装置，包括有布液器和位于布液器下方的降膜管；热水处理装置通过连接水管与降膜管连接，降膜管、连接水管与热水处理装置形成封闭的热水循环通道；所述蒸发器1与自激淋横管降膜蒸发-冷凝器2通过蒸汽管道和海水连接水管分别连接，所述蒸汽管道中设置有压力调节装置；所述自激淋横管降膜蒸发-冷凝器2与冷凝器3通过淡水管道连接。
所述降膜管采用蛇形管道结构。
所述降膜管为一种铜管。
所述热水处理装置为一种槽式太阳能装置5，所述槽式太阳能装置与海水入水管道连接；所述海水入水管道中，设置有第一过滤器4。
所述蒸发器1的布液器，与待淡化海水入水管道连接，沿着待淡化海水的流向，所述待淡化海水入水管道中依次设置有海水预处理***7和第二过滤器8。
所述压力调节装置包括有真空泵10、第一阀门9和第二阀门11；连接所述蒸发器1与自激淋横管降膜蒸发-冷凝器2的蒸汽管道包括有：连接蒸发器1和真空泵10的第一蒸汽管、连接自激淋横管降膜蒸发-冷凝器2和真空泵10的第二蒸汽管、以及同样连接自激淋横管降膜蒸发-冷凝器2和真空泵10的第三蒸汽管；第一阀门9位于第一蒸汽管中，第二阀门11位于第二蒸汽管中，第三蒸汽管为一连续管道。
所述冷凝器包括冷凝室13和冷却装置12，所述冷凝室13和冷却装置12通过冷却水管连接，冷凝室13中设置有换热管装置；所述连接自激淋横管降膜蒸发-冷凝器2的淡水管道与冷凝室13中设置的换热管装置连接；所述换热管装置的出口为淡水出口。
所述蒸发器1的内壁面设置有第一淡水收集槽6。
所述自激淋横管降膜蒸发-冷凝器2的内壁面设置有第二淡水收集槽14。
本发明的海水淡化装置，其工作原理为：***中动力的来源是利用槽式太阳能装置加热海水，加热的海水流进蒸发器内的铜管中，热水经铜管流至槽式太阳能装置继续加热循环利用。经过过滤的海水，通过布液器布液后润湿蒸发器中的铜管，与铜管中流动的热水进行换热，控制蒸发器内的压力，过滤后的海水在蒸发器内进行降膜蒸发，降膜后的海水在自激淋横管降膜蒸发-冷凝器中重复蒸发器的过程，而蒸汽进入自激淋横管降膜蒸发-冷凝器进行冷凝，部分冷凝水和部分蒸汽从自激淋横管降膜蒸发-冷凝器进入到冷凝器进行冷凝。
一定适量的海水经过预处理后，流经槽式太阳能装置集热加温水，此热水流到蒸发器中蛇形管道中与降膜的海水换热循环回到槽式太阳能集热***中，此热水循环为整个装置提供能量来源。装置的海水进水口的原海水经过预处理再经过第二过滤器过滤后，第二过滤器把水中的大颗微粒进一步过滤，这样避免了降膜后的海水堵塞管道，提高了海水淡化装置中水循环的效率，原海水经一效蒸发器中降膜蒸发后，产生的蒸汽进入自激淋横管降膜蒸发-冷凝器的横管中，降膜后一定浓度的海水经过二效降膜蒸发兼顾冷却一效进入横管的蒸汽，充分利用了降膜后海水的余热，与自激淋横管降膜蒸发-冷凝器的横管中的蒸汽换热后进一步蒸发，蒸汽进入冷凝室与冷却水换热冷凝，自激淋横管降膜蒸发-冷凝器横管中未冷凝的气体经冷凝室进一步冷却。合理调节蒸发器、自激淋横管降膜蒸发-冷凝器、冷凝器的压力，经降膜蒸发后的水蒸气，由真空泵同时抽取蒸发器和自激淋横管降膜蒸发-冷凝器，后返回到自激淋横管降膜蒸发-冷凝器，在真空泵抽取的过程中，采取两个阀门去调节两室之间的压力，这样解决了蒸发器中蒸汽没有压力差的作用很难到自激淋横管降膜蒸发-冷凝器中的问题；在蒸发和冷凝的物理过程中，一部分蒸汽在壁面冷凝成水，与降膜后的海水混为一起，造成浪费，因此在蒸发器和自激淋横管降膜蒸发-冷凝器的内壁面设置淡水收集槽收集此部分凝结的淡水。
上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本发明范围内，进行的各种改进和变化，均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.海水淡化装置，包括有：热水处理装置、蒸发器(1)、自激淋横管降膜蒸发-冷凝器(2)以及冷凝器(3)；其特征在于：所述蒸发器(1)采用一种降膜装置，包括有布液器和位于布液器下方的降膜管；热水处理装置通过连接水管与降膜管连接，降膜管、连接水管与热水处理装置形成封闭的热水循环通道；所述蒸发器(1)与自激淋横管降膜蒸发-冷凝器(2)通过蒸汽管道和海水连接水管分别连接，所述蒸汽管道中设置有压力调节装置；所述自激淋横管降膜蒸发-冷凝器(2)与冷凝器(3)通过淡水管道连接。
2.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于：所述热水处理装置为一种槽式太阳能装置(5)，所述槽式太阳能装置与海水入水管道连接；所述海水入水管道中，设置有第一过滤器(4)。
3.如权利要求2所述的海水淡化装置，其特征在于：所述蒸发器(1)的布液器，与待淡化海水入水管道连接，沿着待淡化海水的流向，所述待淡化海水入水管道中依次设置有海水预处理***(7)和第二过滤器(8)。
4.如权利要求3所述的海水淡化装置，其特征在于：所述压力调节装置包括有真空泵(10)、第一阀门(9)和第二阀门(11)；连接所述蒸发器(1)与自激淋横管降膜蒸发-冷凝器(2)的蒸汽管道包括有：连接蒸发器(1)和真空泵(10)的第一蒸汽管、连接自激淋横管降膜蒸发-冷凝器(2)和真空泵(10)的第二蒸汽管以及连接自激淋横管降膜蒸发-冷凝器(2)和真空泵(10)的第三蒸汽管；第一阀门(9)位于第一蒸汽管中，第二阀门(11)位于第二蒸汽管中，第三蒸汽管为一连续管道。
5.如权利要求4所述的海水淡化装置，其特征在于：所述冷凝器包括冷凝室(13)和冷却装置(12)，所述冷凝室(13)和冷却装置(12)通过冷却水管连接，冷凝室(13)中设置有换热管装置；所述连接自激淋横管降膜蒸发-冷凝器(2)的淡水管道与冷凝室(13)中设置的换热管装置连接；所述换热管装置的出口为淡水出口。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的海水淡化装置，其特征在于：所述蒸发器(1)的内壁面设置有第一淡水收集槽(6)。
7.如权利要求1至5中任何一项所述的海水淡化装置，其特征在于：所述自激淋横管降膜蒸发-冷凝器(2)的内壁面设置有第二淡水收集槽(14)。
8.如权利要求1至5中任何一项所述的海水淡化装置，其特征在于：所述降膜管采用蛇形管道结构。
9.如权利要求1至5中任何一项所述的海水淡化装置，其特征在于：所述降膜管为一种铜管。
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| 李正良 等: "降膜蒸发低温多效太阳能海水淡化***实验研究", 《太阳能学报》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104150548A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-11-19 | 北京大学工学院包头研究院 | 一种海水淡化*** |
| CN104150548B (zh) * | 2013-12-24 | 2016-06-22 | 北京大学包头创新研究院 | 一种海水淡化*** |
| CN106115830A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-11-16 | 重庆市三耕储节能环保科技有限公司 | 一种再生能源海水自动处理装置 |
| CN106496890A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-03-15 | 江苏润海能源科技有限公司 | 一种海水淡化装置用冷却水管 |
| CN106745425A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-31 | 北京今大禹环境技术股份有限公司 | 一种用于海水淡化的高效管式降膜蒸汽发生装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103288157B (zh) | 2014-11-26 |
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