CN200954400Y - 自激淋横管降膜蒸发—冷凝器 - Google Patents

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杨海平
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沈彤
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Abstract

一种能够利用热能和少量电能使蒸汽在水平横管内高效凝结，同时使海水在横管外高效蒸发的自激淋横管降膜蒸发—冷凝器，它是一种高效的海水淡化装置器件。它的激淋器、循环泵、横管降膜蒸发—冷凝器依顺序连接。具体是：横管降膜蒸发—冷凝器的内腔通过管道与循环泵的进口连接，循环泵的出口通过管道与激淋器的进口连接。工作中，蒸汽进入其蒸发—冷凝器中的横管内产生降膜凝结，同时加热横管，当蒸发—冷凝器内的海水经循环泵，从激淋器激淋到管外时与热的横管接触，受热后即产生降膜蒸发。未被蒸发的海水滴落至蒸发—冷凝器的底部，经循环泵将被再次激淋至横管上。

Description

自激淋横管降膜蒸发-冷凝器
所属技术领域
本实用新型涉及一种新颖的蒸发-冷凝装置，具体地说是一种可用于海水淡化装置中的部件。
背景技术
目前，海水淡化***采用的技术主要有两类，一类是采用反渗透膜技术的所谓膜法海水淡化***，另一类为利用热能驱动的所谓蒸馏法海水淡化***。膜法***造价及使用费用(主要是其反渗透膜的使用寿命不长)高，一次性投资大、效率低等缺陷，难于在小***推广应用。利用热能驱动的海水淡化装置是目前海水淡化工业的主流，但在现有的***中，特别是中利用余热或太阳能驱动的海水淡化装置中，存在下面3个明显的缺陷：(1)蒸汽凝结成淡水过程放出的潜热未被重复利用，而是直接散发到环境中，致使装置能效率不高；(2)现有装置所采用的自然对流传热模式，传热系数不高，大大限制了装置性能的改善。(3)装置中待蒸发的海水热溶量太大，限制了它的运行温度提高，减弱了蒸发过程的驱动力，从而也大大延缓了装置的出水时间。因此，克服上述3个缺陷，强化蒸发与冷凝过程，是提高利用余热或太阳能驱动的海水淡化装置性能的主要方向。
发明内容
为克服现有海水淡化装置能量利用效率低、传热系数小和蒸发与冷凝过程阻力大的缺点，本实用新型提供了一种新的自激淋横管降膜蒸发-冷凝器。该装置能利用蒸汽凝结成淡水过程放出的潜热，同时加热并蒸发海水，产生第二级蒸汽(此二级蒸汽不能与一级蒸汽汇合，通过法兰隔开)，该二级蒸汽可用于更上一级的自激淋横管降膜蒸发-冷凝器的加热。由于采用了降膜蒸发与降膜凝结等强化传热传质措施，因而具有传热速度快、产淡水量大的特点。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：横管降膜蒸发-冷凝器的内腔通过管道与循环泵的进口连接，循环泵的出口通过管道与激淋器的进口连接。工作中，蒸汽进入其蒸发-冷凝器中的横管内产生降膜凝结，同时加热横管，当蒸发-冷凝器内的海水经循环泵，从激淋器激淋到管外时与热的横管接触，受热后即产生降膜蒸发。未被蒸发的海水滴落至蒸发-冷凝器的底部，经循环泵将被再次激淋至横管上。
由于横管蒸发-冷凝器采用了横管降膜蒸发与冷凝这一强化传热传质措施，激淋技术又进一步强化了该过程，大大提高了传热效率，减少了传热温差，使装置具有产水快、蒸发效率高的特点。
本实用新型的有益效果是，可以利用低温低压蒸汽驱动稳定地淡化海水生产淡水，同时具有能量利用效率高，产水快，单位时间产水量大的显著特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的连接管路和运行原理图。
图2是自激淋横管降膜蒸发-冷凝器的一个实施例的正视图。
图1中，1.激淋器；2.降膜蒸发横管；3.上连通管；4循环泵；5.下连通管；6.横管降膜蒸发-冷凝器的底板；7.横管降膜蒸发-冷凝器的侧板；8.降膜蒸发横管的内壁流道；9.用于与上下级分隔的法兰。
图2中，10.浓盐水溢流管。装置在运行过程中，当盐水在蒸发-冷凝器内的深度高过溢流管口时，盐水从溢流管流往下级。
具体实施方式
在图1中，装置的运行原理可分步解释如下：
本实用新型是常规热驱动海水淡化装置中的一个部件。由海水淡化装置其他部件产生的水蒸汽经强迫或自然循环来到横管降膜蒸发-冷凝器的***空间，然后蒸汽在低的冷凝压力的驱动下进入横管(8)的内部，在(8)的内壁上形成降膜凝结。蒸汽冷凝所释放出来的潜热通过横管的壁传递给了在横管外形成降膜蒸发的盐水，使盐水产生降膜蒸发并生成次级蒸汽。该次级蒸汽上升并进入更上一级降膜蒸发-冷凝器的外部冷凝腔中，重复本级加热与冷凝过程。
在横管降膜蒸发-冷凝器内部由横管外壁(2)与侧壁(7)及底(6)组成的空腔中，待蒸发的海水或盐水经下循环管(5)和泵(4)，通过上循环管(3)进入激淋器(1)中，最后经(1)的喷淋孔被激淋至横管降膜蒸发-冷凝器的横管(2)的外壁上形成降膜蒸发。未蒸发的浓盐水最终落至降膜蒸发-冷凝器的蒸发腔的底部，并被循环泵(4)再循环至喷淋器(1)中进行再喷淋降膜蒸发过程，如此重复。
海水经管道从横管降膜蒸发-冷凝器向上的开口处引入本装置，部分被蒸发，另一部分变成浓的盐水从浓盐水排出管(10)排出，以保持装置中的盐水量不变。
在图1中，横管(2)分别与蒸发-冷凝器的四个侧壁(7)焊接，四个侧壁又分别与底板(6)焊接，组成一个有横管穿过的向上开口腔体。蒸发-冷凝器中的多余盐水从溢流管(10)输送至下一级的蒸发-冷凝器。下循环管(6)一端伸入蒸发-冷凝器的腔体内，另一端与循环泵(4)连接。循环泵的出口与上循环管的一端连接，上循环管的另一端与激淋器连接。
激淋器置于蒸发-冷凝器的正上方，激淋孔朝下，让从激淋孔淋出的盐水能够滴落到横管(2)上。
在图2所示的一个实施例中，横管(2)按多层排列，每层十字交叉与侧板焊接。使从激淋器下落的任何一滴盐水都能碰到横管被加热。

Claims (4)

1.一种自激淋横管降膜蒸发—冷凝器，它的激淋器、循环泵、横管降膜蒸发—冷凝器依顺序连接。其特征是：横管降膜蒸发—冷凝器的内腔通过管道与循环泵的进口连接，循环泵的出口通过管道与激淋器的进口连接。
2.根据权利要求1所述的自激淋横管降膜蒸发—冷凝器，其特征是：横管降膜蒸发—冷凝器由1至1000根直径在2至200毫米的横管与厚度在1至20毫米的板材焊接而成。
3.根据权利要求1所述的自激淋横管降膜蒸发—冷凝器，其特征是：在横管降膜蒸发—冷凝器正上方，安装有一个激淋器，由激淋器激淋的海水能正好滴落至横管降膜蒸发—冷凝器的横管外壁上。
4.根据权利要求1所述的自激淋横管降膜蒸发—冷凝器，其特征是：横管降膜蒸发—冷凝器底部与激淋器之间通过管道和循环泵连接，横管降膜蒸发—冷凝器中的盐水或海水经由循环泵输送至激淋器中，并经激淋器激淋至横管降膜蒸发—冷凝器中横管的外表面上。
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CN101921005A (zh) * 2010-07-30 2010-12-22 北京理工大学 自储水式多级竖壁降膜凝结蒸馏装置
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