CN105110399B - 一种跨临界空调与平流式海水淡化联产*** - Google Patents
一种跨临界空调与平流式海水淡化联产*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN105110399B CN105110399B CN201510304088.0A CN201510304088A CN105110399B CN 105110399 B CN105110399 B CN 105110399B CN 201510304088 A CN201510304088 A CN 201510304088A CN 105110399 B CN105110399 B CN 105110399B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conditioning
- seawater
- air
- trans
- effect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims abstract description 152
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 83
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 9
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 8
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 6
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 3
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
本发明公开了一种跨临界空调与平流式海水淡化联产***，包括具有制冷循环单元的跨临界空调以及平流式低温多效蒸馏装置，所述平流式低温多效蒸馏装置包括多效蒸馏单元、收集液态淡水的淡水汇集管路以及收集末端浓海水的浓废水外排管，所述制冷循环单元的气冷器沿制冷剂的流动方向分为至少两段，自第一效蒸馏单元开始各段气冷器依次接入对应效蒸馏单元内作为气冷模块；本发明将其分段后装入低温多效蒸馏装置的对应效蒸馏单元内作为气冷模块，提高了低温多效蒸馏装置对跨临界空调生成的排热的利用率和低温多效蒸馏装置的淡水产率，并且将跨临界空调的气冷器直接装入各效蒸馏单元内，使***整体更紧凑，减小整体体积。
Description
技术领域
本发明涉及海水淡化技术，特别涉及一种跨临界空调与平流式海水淡化联产***。
背景技术
近年来，我国家用空调在城市中日益普及。2001年至2013年，我国家用空调市场的产量以年均复合增长率17.29％的趋势递增，2013年我国家用空调产量为13057万台。在夏季当家用空调制冷时，其主要作用是使室内降温，空调***的冷凝热直接排放到大气中，并未加以利用。制冷机组在空调工况下运行时向大气环境排放大量的冷凝热，通常冷凝热可达制冷量的1.15～1.3倍。大量的冷凝热直接排入大气，白白散失掉，造成较大的能源浪费，这些热量的散发又使周围环境温度升高，造成严重的环境热污染，所以，为了节约能源和保护环境，空调余热回收利用就显得很有必要。
跨临界空调，即制冷剂采用二氧化碳、一氧化二氮等物质的空调，其核心是一类跨临界制冷循环。跨临界制冷循环的主要组件有回热器、压缩机、蒸发器、气冷器和膨胀装置。整个***的工作原理是低温低压的工质经压缩机压缩变成高温高压的气体，高温高压的气体进入气冷器换热冷却，高温高压的工质冷却后进入回热器，与蒸发器出口的低温低压的工质换热，高温高压工质继续被降温，而低温低压的工质变为过热，降压后的高压工质经过电子膨胀阀等装置节流降压变成低温低压的两相制冷工质，进入蒸发器与空气进行换热，然后进入压缩机进行压缩，形成一个循环。工质在气冷器内的放热过程是一个具有大温度滑移的非相变放热过程，通常从100℃左右降低35℃，热量近似线性地释放。
水是维系生命与健康的基本需求，地球虽然有71％的面积为水所覆盖，但是淡水资源却极其有限。目前全世界的淡水资源仅占其总水量的2.5％，其中70％以上被冻结在南极和北极的冰盖中，加上难以利用的高山冰川和永冻积雪，有86％的淡水资源难以利用。人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分，仅占地球总水量的0.26％。目前，全世界有1/6的人口、约10亿多人缺水。专家估计，到2025年世界缺水人口将超过25亿。又由于地球上淡水的分布在地域、时间上的不均衡性，以及人类对水源的污染，使淡水可用量不仅受到限制，而且急剧减少。缺水问题已经是一个全世界共同面临的社会可持续发展的难题。在这种严峻的用水形式和现实条件下，海水淡化的提出与应用具有极大的现实意义。
海水淡化是指将水中的多余盐分和矿物质去除得到淡水的工序，其实现技术主要有蒸馏法、反渗透法、电渗析法、冷冻法等。蒸馏法包括多效蒸馏法、多级闪蒸法、膜蒸馏法、太阳能蒸馏法等。蒸馏法的原理是使海水受热汽化、水蒸汽冷凝而得到淡水，它具有设备简单可靠、防污垢性能好、易于大型化、产水量以及可利用低品位热能等优点，但是该方法需要外部供给热能，而且水的气化潜热比较大，所以能耗较高。
目前，蒸馏法技术成熟，其中的低温多效蒸馏海水淡化技术是一种很有发展前景的海水淡化技术，在世界范围内得到了较广泛的应用。申请号为201110398281.7的专利文献公开了一种低温多效海水淡化***，它主要包括多组热管式多效蒸发器、蒸汽喷射器TVC、冷却器、气水释放装置、汽水分离器、水环真空泵、原水泵、淡泵、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸等。该发明的特点在于，所述多效蒸发器为多组，利用热管的传热性能，通过蒸汽喷射器TVC引射冷却器中的循环蒸汽及汽轮机低压缸排汽，使循环蒸汽及汽轮机低压缸排汽变为较高品质的蒸汽进入热管式蒸发器，从而提高了海水蒸发效率。同时，该发明又利用低品质的汽轮机低压缸排汽，提高了能源的利用率以及电厂的效率，通过热管加热产生的蒸汽作为以后几组蒸发器的热源，提高了蒸汽的利用率。由于该发明利用的是低品质的汽轮机低压缸排汽，所以它其实是一种较大型的工业性的海水淡化***。
申请号为201110174880.0的专利文献公开了一种工业余热低温多效海水淡化***，它包括多效海水蒸发器、末效冷凝器、进料海水管、冷却水出水管、冷却水流经管、浓盐水流出管、凝结水输送管、产品水回流管、多个喷淋装置、多个浓盐水流经管、多个产品水流经管等。该发明将工业余热应用到低温多效海水淡化***中，利用工业用户产生的高温余热作为能源，通过工业余热锅炉转换成工作蒸汽，利用此工作蒸汽进行低温多效海水淡化，首效蒸发器产生的产品水回流到工业余热锅炉，循环利用，从而降低了低温多效海水淡化***的制水成本。同样，该发明也是一种较大型的工业性的海水淡化***。
目前中小型的低温多效海水淡化***由于无法获取稳定的废热热源，大多耗用一次能源，制水成本很高，虽然也有研究者提出了采用空调热来淡化海水的装置，申请号为200610124010.1的专利文献公开了一种空调制冷和海水淡化一体化装置，包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、引风机、排风机和喷淋***，所述压缩机与冷凝器通过管道连接，排风机设置在冷凝器的一侧，冷凝器和蒸发器之间通过膨胀阀连接，引风机设置在与冷凝器相对的蒸发器的另一边，且冷凝器和蒸发器之间设置有与引风机相通的风道，蒸发器的一侧设置有进风口，所述喷淋***设置在冷凝器与排风机之间。
上述装置虽然利用了空调的废热来进行海水淡化，但是一般空调产生的废热温度较低，一般只有40～50℃，实际淡水产率低下，经济性极低，无法满足实际的供水应用。
发明内容
本发明公开了一种跨临界空调与平流式海水淡化联产***，利用跨临界空调所产生的温度较高的废热进行低温多效蒸馏来生产淡水，提高了能源利用率，降低了淡化海水的成本，减少了环境热污染，并且淡水产率较高，具有良好的经济效益。
一种跨临界空调与平流式海水淡化联产***，包括具有制冷循环单元的跨临界空调以及平流式低温多效蒸馏装置，所述平流式低温多效蒸馏装置包括多效蒸馏单元、收集液态淡水的淡水汇集管路以及收集末端浓海水的浓废水外排管，所述制冷循环单元的气冷器沿制冷剂的流动方向分为至少两段，自第一效蒸馏单元开始各段气冷器依次接入对应效蒸馏单元内作为气冷模块。
本发明中，利用跨临界空调的气冷器沿着制冷剂的流动方向，温度逐步降低并释放大量热量的特点，将其分段后装入低温多效蒸馏装置的对应效蒸馏单元内作为气冷模块，其中对应效是指：对应温度依次降低，即各段气冷器沿着制冷剂的流动方向温度依次降低对应低温多效蒸馏装置随效数增加温度依次降低，逐级对应安装，上述设置提高了低温多效蒸馏装置对跨临界空调生成的排热的利用率；并且将跨临界空调的气冷器装入各效蒸馏单元，从而使***整体更紧凑，减小整体体积。
在平流进料方式下，将物料海水平行泵入所有效组即可，不需设置额外的效间泵对物料水反复输送，因此，平流进料的***泵功消耗一般低于逆流进料和顺流进料，而且***控制和运行操作也较为简单。
除了第一效蒸馏单元完全利用外接的热量进行蒸馏，其余效都设有通入上一效淡水蒸汽来蒸馏海水的蒸馏模块，优选的，各段气冷器布置在所在效蒸馏单元的蒸馏模块的上方。
优选的，所述平流式低温多效蒸馏装置还包括冷凝最后一效蒸馏单元产出的淡水蒸汽的淡水冷凝器和预热待淡化海水的海水预热器，每一效蒸馏单元都设有预热海水进口，每一效蒸馏单元的浓海水出水口连接至浓废水外排管，最后一效蒸馏单元产出的淡水蒸汽的温度不高于20℃；
所述淡水冷凝器包括淡水蒸汽通道和冷凝水通道，所述冷凝水通道的两端连通第一海水进管和海水排水管；
所述海水预热器包括连接淡水汇集管路的淡水通道、连接浓废水外排管的浓海水通道以及海水通道，所述海水通道的两端连通第二海水进管和预热海水出水管，所述预热海水出水管接入多效蒸馏单元的预热海水进口，通入第二海水进管的海水温度高于通入第一海水进管的海水温度。
将最后一效淡水蒸汽的冷凝以及待淡化海水的预热通过不同的两个换热单元与不同温度的海水进行换热，使用低温海水冷凝最后一效淡水蒸汽，使最后一效淡水蒸汽温度设置的较低，从而在第一效温度不变的情况下，增加了蒸馏单元的效数，提高淡水产率；并且通入第二海水进管的待淡化海水温度高于通入第一海水进管的海水温度，通入第二海水进管的待淡化海水的温度越高，则进行预热时所需要的时间和能耗就越少，可以减少预热时间，提高待淡化海水的预热后的温度，进一步提高能源利用效率和淡水产率。
为了简化设备结构，优选的，所述海水预热器为三通道换热器，三通道分别为淡水通道、浓海水通道和海水通道。
为了提高淡水产率，在温差条件允许的情况下，优选的，所述低温多效蒸馏装置包括至少7效蒸馏单元。
进一步优选的，优选的，所述气冷器分为至少3段。
为了提高换热效果，优选的，所述的海水预热器采用冷热流逆流换热方式连接。
为了提高换热效果，优选的，所述的淡水冷凝器采用冷热流逆流换热方式连接。
为了提高制冷效果和能源利用率，优选的，所述跨临界空调的制冷剂采用二氧化碳与卤代烷烃的混合物、一氧化二氮与卤代烷烃的混合物或者R290与R32的混合物。
优选的，所述跨临界空调包括用于蒸发器输出的制冷剂和气冷器输出的制冷剂进行热交换的回热器。
本发明的有益效果：
本发明的跨临界空调与平流式海水淡化联产***，将跨临界空调的气冷器分段后装入低温多效蒸馏装置的对应效蒸馏单元内作为气冷模块，提高了低温多效蒸馏装置对跨临界空调生成的排热的利用率和低温多效蒸馏装置的淡水产率，并且将跨临界空调的气冷器直接装入各效蒸馏单元内，使***整体更紧凑，减小整体体积。
附图说明
图1为本发明***的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本实施例的跨临界空调与海水淡化联产***包括具有制冷循环单元的跨临界空调和平流式低温多效蒸馏装置。
空调包括压缩机24、气冷器23、回热器3、节流装置2以及蒸发器1。压缩机24出口与气冷器23入口相连，气冷器23出口与回热器3入口t3相连，回热器3出口t1与节流装置2入口相连，节流装置2出口与蒸发器1入口相连，蒸发器1出口与回热器3入口t2相连，回热器3出口t4与压缩机24入口相连，构成一个完整的制冷循环单元，气冷器23分为m段，分别为第一段气冷器23-1，第二段气冷器23-2……第m段气冷器23-m。
平流式低温多效蒸馏装置包括：n效蒸馏装置4，第一效至最后一效依次分别为第一效蒸馏装置4-1，第二效蒸馏装置4-2……第n效蒸馏装置4-n，n个喷淋海水入口截止装置5-1～5-n、n个真空泵入口截止装置6-1～6-n、真空泵7、淡水冷凝器10、第一海水入口过滤装置11、第一海水入口水泵12、第二海水入口水泵13、淡水出口水泵14、浓海水出口水泵15、第二海水入口过滤装置16、浓海水出口截止装置17、淡水出口截止装置18、海水预热器19、n-1个海水出口降压装置21-1～21-(n-1)以及n-2个淡水出口降压装置22-2～22-(n-1)。n效蒸馏装置4中，其第一效蒸馏装置4-1内包含所述空调循环装置的气冷器23、喷淋装置8和气液分离装置9，第二效至第m效蒸馏装置4-2～4-m的每一效内分别包含第二段气冷器23-2到第m段气冷器23-m、蒸发冷凝器20、喷淋装置8和气液分离装置9，第m+1效至第n效蒸馏装置4-(m+1)～4-(n)的每一效内均包含蒸发冷凝器20、喷淋装置8和气液分离装置9。
第二海水入口Ⅱ与第二海水入口水泵13入口相连、第二海水入口水泵13出口与第二海水入口过滤装置16入口相连、第二海水入口过滤装置16出口与海水预热器19入口b2相连，海水预热器19出口a2分成n个通道，分别与一个喷淋海水入口截止装置5-1～5-n入口相连，每个喷淋海水入口截止装置5-1～5-n出口与其相对应的喷淋装置8入口相连，每个喷淋装置8出口均位于相应的各效蒸馏装置4顶部。各效蒸馏装置4的底部有一个浓海水出口通道，除最后一效外分别与一个海水出口降压装置21-1～20-(n-1)入口相连，每个海水出口降压装置21-1～21-(n-1)出口均与海水预热器19入口a3相连，最后一效蒸馏装置的浓海水出口通道直接与海水预热器19入口a3相连，海水预热器19出口b3与浓海水出口截止装置18入口相连，浓海水出口截止装置18出口与浓海水出口水泵15入口相连，浓海水出口水泵15与浓海水出口Ⅰ相连。各效蒸馏装置内部均设有的气液分离装置9，其入口位于该效蒸馏装置4内部，第一效至第n-1效蒸馏装置4-1～4-(n-1)内的气液分离装置9的出口均与下一效蒸馏装置4内的蒸发冷凝器20入口相通，各效蒸发冷凝器20的出口即各淡水通道，除最后一效蒸发冷凝器20之外每一效蒸发冷凝器20的出口均与一个淡水出口降压装置22-2～22-(n-1)入口相连，每个淡水出口降压装置22-2～22-(n-1)出口均与海水预热器19的入口a1相连，最后一效蒸馏装置的淡水通道直接与海水预热器19的入口a1相连，海水预热器19的出口b1与淡水出口截止装置18入口相连、淡水出口截止装置18出口与淡水出口水泵14入口相连，淡水出口水泵14出口与淡水出口Ⅲ相连；第n效蒸馏装置4-n内的气液分离装置9出口与淡水冷凝器10的入口c2相连，淡水冷凝器10的出口d2与海水预热器19出口b1和淡水出口截止装置17入口间的淡水通道相连。
第一海水入口Ⅳ与第一海水入口水泵12入口相连，第一海水入口水泵12出口与第一海水入口过滤装置11入口相连，第一海水入口过滤装置11出口与淡水冷凝器10的入口d1相连，淡水冷凝器10的出口c1与深层海水出口Ⅴ相连。各效蒸馏装置4的顶部还留有一个通道，分别与一个真空泵出口截止装置6-1～6-n出口相连，每个真空泵出口截止装置6-1～6-n入口均与真空泵7出口相连，真空泵7入口与大气相通。
本实施例中采用CO2作为制冷剂。
空调循环装置部分中，制冷剂在压缩机24中被压缩成高温高压气体后进入气冷器23，依次与海水淡化装置第一效至第m(1<m<n，n≥3，本实施例中，n＝15，m＝3)效蒸馏装置(4-1～4-m)内的海水换热，冷却后进入回热器3预冷，然后通过节流装置2减压为气液两相的混合物，气液混合物进入蒸发器1，在蒸发器1中吸收室内的热量蒸发成为蒸汽，再经回热器3预热后返回压缩机24，从而完成一个制冷循环。
夏季浅层海水温度较高，一般在27～35℃，将浅层海水作为第二海水源，深层海水的温度较低，采用温度在13～18℃的深层海水作为第一海水源。
夏季低温多效蒸馏装置工作时，浅层高温海水由第二海水入口水泵13引入第二海水入口过滤装置16，过滤后再通入海水预热器19，与淡水以及浓盐水换热升温后通入各效蒸馏装置4，各效蒸馏装置4海水入口与海水预热器19之间均设置了一个喷淋海水入口截止装置5，用于控制海水进出。进入第一效蒸馏装置4-1的海水通过喷淋装置8喷淋至气冷器23管道外部，并与气冷器23内的制冷剂进行换热；进入第二效至第m效蒸馏装置4-2～4-m的海水通过喷淋装置8喷淋至气冷器23和蒸发冷凝器20管道外部，并同时与气冷器23内的制冷剂以及蒸发冷凝器20内由上一效蒸馏装置4产生的蒸汽进行换热；进入第m+1效至第n效蒸馏装置4-m+1～4-n的海水通过喷淋装置8喷淋至蒸发冷凝器20管道外部，并与蒸发冷凝器20内由上一效蒸馏装置4产生的蒸汽进行换热。进入各效蒸馏装置的海水一部分蒸发成蒸汽后通过气液分离装置9进入下一效蒸发冷凝器20管道内，与下一效蒸馏装置内的海水换热；一部分海水浓缩成浓海水，从各效蒸馏装置4底部的出口通道流出，并经海水出口降压装置21降压后通入海水预热器19(最后一效蒸馏装置产生的浓海水直接通入海水预热器19)。所有浓海水与进口的高温海水换热降温后再经浓海水出口水泵15排出，浓海水出口水泵15与海水预热器19之间设有浓海水出口截止装置17，控制浓海水排出。同时蒸发冷凝器20内蒸汽换热后冷却成淡水，依次通过淡水出口降压装置22降压及海水预热器19降温后由淡水出口水泵14排出(最后一效蒸发冷凝器产生的淡水直接经过海水预热器19降温后由淡水出口水泵14排出)。淡水出口水泵14与海水预热器19之间设有淡水出口截止装置18，控制淡水排出。通入第一效至第m效蒸馏装置4-1～4-m的海水与空调循环装置的气冷器23进行换热，最后一效蒸馏装置4-n所产生的蒸汽直接通入淡水冷凝器10后与深层低温海水换热降温，然后与已经过海水预热器19换热后的其他各效产生的淡水汇合后一起被排出。低温海水通过第一海水入口水泵12和第一海水入口过滤器11进入淡水冷凝器10，换热升温后直接被排出。真空泵7在装置运行前已将各效蒸馏装置4抽至设定好的真空度，真空泵7与各效蒸馏装置4之间均设置了一个真空泵出口截止装置6用于控制各效蒸馏装置4内气压。
本实施例的跨临界空调与海水淡化联产***工作过程如下：
***运行前，首先确认各管路和容器里均无水并密封，关闭喷淋海水入口截止装置5、浓海水出口截止装置17和淡水出口截止装置18，打开真空泵出口截止装置6，开启真空泵7，将各效蒸馏装置4抽至设定好的真空度。然后关闭真空泵出口截止装置6，再关闭真空泵7，随后启动第一海水入口水泵12、第二海水入口水泵13，再打开淋浴海水入口截止装置5，并启动压缩机24运行空调循环装置。待淡水通道以及浓海水通道充满水之后，启动淡水出水水泵14和浓海水出水水泵15，之后打开浓海水出口截止装置17和淡水出口截止装置18。待整个***运行一段时间稳定后，即可利用空调低温的排热及海水温差能产生一定量的淡化海水。
本实施例在实际使用时，
跨临界空调的参数：
制冷量：3500W；
制冷剂：CO2；
蒸发器出口：7℃，41.77bar；
回热器出口(进压缩机)：16.11℃，34.8bar；
压缩机出口：120℃，103bar；
回热器进口(从气冷器出)：40℃，103bar；
回热器出口(进蒸发器)：35℃，103bar；
节流装置出口：7℃，41.77bar；
逆流式低温多效蒸馏装置的参数：
第一效蒸馏装置温度：100℃；
第一海水源温度：15℃；
第二海水源温度：35℃；
第二海水源进口流量：0.045kg/s；
末效蒸汽温度：18℃；
模拟得到的产水率为0.027kg/s。
Claims (9)
1.一种跨临界空调与平流式海水淡化联产***，其特征在于，包括具有制冷循环单元的跨临界空调以及平流式低温多效蒸馏装置，所述平流式低温多效蒸馏装置包括多效蒸馏单元、收集液态淡水的淡水汇集管路以及收集末端浓海水的浓废水外排管，所述制冷循环单元的气冷器沿制冷剂的流动方向分为至少两段，自第一效蒸馏单元开始各段气冷器依次接入对应效蒸馏单元内作为气冷模块；
所述平流式低温多效蒸馏装置还包括冷凝最后一效蒸馏单元产出的淡水蒸汽的淡水冷凝器和预热待淡化海水的海水预热器，每一效蒸馏单元都设有预热海水进口，每一效蒸馏单元的浓海水出水口连接至浓废水外排管，最后一效蒸馏单元产出的淡水蒸汽的温度不高于20℃；
所述淡水冷凝器包括淡水蒸汽通道和冷凝水通道，所述冷凝水通道的两端连通第一海水进管和海水排水管；
所述海水预热器包括连接淡水汇集管路的淡水通道、连接浓废水外排管的浓海水通道以及海水通道，所述海水通道的两端连通第二海水进管和预热海水出水管，所述预热海水出水管接入多效蒸馏单元的预热海水进口，通入第二海水进管的海水温度高于通入第一海水进管的海水温度。
2.如权利要求1所述的跨临界空调与平流式海水淡化联产***，其特征在于，各段气冷器布置在所在效蒸馏单元的蒸馏模块的上方。
3.如权利要求1或2所述的跨临界空调与平流式海水淡化联产***，其特征在于，所述海水预热器为三通道换热器，三通道分别为淡水通道、浓海水通道和海水通道。
4.如权利要求1或2所述的跨临界空调与平流式海水淡化联产***，其特征在于，所述低温多效蒸馏装置包括至少7效蒸馏单元。
5.如权利要求1或2所述的跨临界空调与平流式海水淡化联产***，其特征在于，所述气冷器分为至少3段。
6.如权利要求1或2所述的跨临界空调与平流式海水淡化联产***，其特征在于，所述的海水预热器采用冷热流逆流换热方式连接。
7.如权利要求1或2所述的跨临界空调与平流式海水淡化联产***，其特征在于，所述的淡水冷凝器采用冷热流逆流换热方式连接。
8.如权利要求1或2所述的跨临界空调与平流式海水淡化联产***，其特征在于，所述跨临界空调的制冷剂采用二氧化碳与卤代烷烃的混合物、一氧化二氮与卤代烷烃的混合物或者R290与R32的混合物。
9.如权利要求8所述的跨临界空调与平流式海水淡化联产***，其特征在于，所述跨临界空调包括用于蒸发器输出的制冷剂和气冷器输出的制冷剂进行热交换的回热器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510304088.0A CN105110399B (zh) | 2015-06-04 | 2015-06-04 | 一种跨临界空调与平流式海水淡化联产*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510304088.0A CN105110399B (zh) | 2015-06-04 | 2015-06-04 | 一种跨临界空调与平流式海水淡化联产*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105110399A CN105110399A (zh) | 2015-12-02 |
| CN105110399B true CN105110399B (zh) | 2017-09-08 |
Family
ID=54658571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510304088.0A Expired - Fee Related CN105110399B (zh) | 2015-06-04 | 2015-06-04 | 一种跨临界空调与平流式海水淡化联产*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105110399B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN212269517U (zh) * | 2020-06-05 | 2021-01-01 | 北京清建能源技术有限公司 | 一种纯净的热蒸馏水制备装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1975286A (zh) * | 2006-12-01 | 2007-06-06 | 华南理工大学 | 空调制冷和海水淡化一体化装置及其使用方法 |
| CN101734822A (zh) * | 2008-11-21 | 2010-06-16 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种低温多效海水淡化装置及使用方法 |
| CN202030558U (zh) * | 2011-04-07 | 2011-11-09 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种分组平流式低温多效蒸馏海水淡化*** |
-
2015
- 2015-06-04 CN CN201510304088.0A patent/CN105110399B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1975286A (zh) * | 2006-12-01 | 2007-06-06 | 华南理工大学 | 空调制冷和海水淡化一体化装置及其使用方法 |
| CN101734822A (zh) * | 2008-11-21 | 2010-06-16 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种低温多效海水淡化装置及使用方法 |
| CN202030558U (zh) * | 2011-04-07 | 2011-11-09 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种分组平流式低温多效蒸馏海水淡化*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105110399A (zh) | 2015-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100374377C (zh) | 一种海水淡化方法 | |
| US20170008776A1 (en) | Facility and method for treating water pumped in a natural environment by evaporation/condensation | |
| CN104445481B (zh) | 一种余热电水联产*** | |
| CN104944492B (zh) | 一种冬夏两用空调与平流式海水淡化联产的方法及*** | |
| CN105923676A (zh) | 高效太阳能海水淡化与空调制冷联合运行方法与*** | |
| CN102381796B (zh) | 太阳能光伏光热海水淡化一体式装置 | |
| CN102502902B (zh) | 火电厂多级闪蒸海水淡化*** | |
| JP2007309295A (ja) | 淡水化発電プラント | |
| CN102225238A (zh) | 蒸汽压缩机与高温热泵相结合的蒸发浓缩*** | |
| CN107445233A (zh) | 一种耦合水源热泵的机械压缩式多效蒸馏海水淡化*** | |
| Narayan et al. | Status of humidification dehumidification desalination technology | |
| US4882907A (en) | Solar power generation | |
| CN104961181A (zh) | 一种空调与海水淡化联产方法以及*** | |
| CN104961182B (zh) | 一种冬夏两用的跨临界空调与海水淡化联产*** | |
| CN105110399B (zh) | 一种跨临界空调与平流式海水淡化联产*** | |
| WO2001072638A1 (fr) | Dispositif de dessalement | |
| CN104944493B (zh) | 一种冬夏两用的空调与海水淡化联产方法及*** | |
| CN202116342U (zh) | 一种工业余热低温多效海水淡化*** | |
| CN104944494B (zh) | 一种空调与平流式海水淡化装置联产的方法及*** | |
| CN203006976U (zh) | 纯净水制取装置 | |
| CN105036226B (zh) | 一种冬夏两用的跨临界空调与平流式海水淡化联产*** | |
| Picinardi | Cogeneration of cooling energy and fresh water | |
| CN108706668A (zh) | 一种多模式加热汽源的海水淡化*** | |
| CN105000610B (zh) | 一种跨临界空调与海水淡化联产*** | |
| CN209778363U (zh) | 一种真空升华蒸发冷冻海水淡化设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170908 Termination date: 20190604 |