CN101759238B - 一种肋板式海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

一种肋板式海水淡化装置，加热器、冷凝器、蒸发器和预热器的芯体设在由盖板、隔板及封条整体真空钎焊围成的空间内；第一效蒸发器芯体前面平行设置加热器芯体，第一效蒸发器芯体和加热器芯体之间设有隔板；同一效的蒸发器与冷凝器左右相邻，并列排在一条直线上，同一效蒸发器与冷凝器之间用有孔封条隔开，不同效蒸发器和冷凝器之间，以无孔封条相隔；第二效蒸发器芯体平行设置在第一效冷凝器芯体前面，第二效蒸发器芯体和第一效冷凝器芯体之间用隔板相隔，第三蒸发器芯体平行设置在第二效冷凝器芯体后面，并且与第二效冷凝器芯体之间用隔板相隔；依次类推，末效冷凝器芯体的前面设置所述预热器芯体，末效冷凝器芯体和预热器芯体之间设有隔板。

Description

一种肋板式海水淡化装置

技术领域

本发明涉及一种肋板式低温多效蒸馏海水淡化装置。

背景技术

海水淡化技术是将海水中的盐分和水分分离的技术和过程，最终得到淡水和浓缩盐水。目前投入商业运行的海水淡化方法主要有低温多效蒸馏、多级闪蒸、和反渗透膜。多级闪蒸是常用的海水淡化技术之一。在80年代以后，由于新材料和新工艺的不断出现，反渗透和多效蒸馏技术发展迅速，多级闪蒸的市场份额不断减少。反渗透膜海水淡化技术在上世纪80年代以来取得了突飞猛进的进展，这得益于膜分离性能以及高压浓盐水能量回收效率的不断提高，每吨水能耗不断下降、造水成本不断降低。但是反渗透膜需要定期更换，海水淡化技术预处理要求严格等等弊端。

低温多效蒸馏技术是指海水在第一效的最高蒸发温度(盐水顶温)不高于70℃。当蒸发温度较高时，海水中的硫酸钙盐类很快在蒸发表面形成垢层，使传热热阻大大增加并腐蚀金属表面。这些盐的溶解度在70℃左右随温度的提高大大降低，当蒸发温度低于70℃时，蒸发表面盐类结晶的速率将大大降低，从而可避免或减缓设备结垢的产生。目前低温多效海水淡化存着一些问题，使用的低温多效设备多为横管降膜蒸发器，该设备有过于庞大，造价高、占地面积大和搬运不方便等缺点。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种肋板式低温多效海水淡化装置，这样可以提供一种低能耗，成本低，运行费用低，占地面积小的设备。这种海水淡化设备为一种高效、紧凑的集成设备，其单位体积换热面积大，蒸发效率及冷却效率高。比一般的海水淡化设备有很大改进与提高。

本发明的技术解决方案为：一种肋板式海水淡化装置，包括加热器、预热器和多级蒸发器、多级冷凝器，减少管路连接，所述加热器、冷凝器、蒸发器和预热器的芯体设在由盖板、隔板及封条整体真空钎焊围成的空间内；第一效蒸发器芯体前面平行设置加热器芯体，第一效蒸发器芯体和加热器芯体之间设有隔板；同一效的蒸发器与冷凝器左右相邻，并列排在一条直线上，同一效蒸发器与冷凝器之间用有孔封条隔开，在有孔封条上设有一系列左右贯穿的孔，不同效蒸发器和冷凝器之间，以无孔封条相隔；第二效蒸发器芯体平行设置在第一效冷凝器芯体前面，第二效蒸发器芯体和第一效冷凝器芯体之间用隔板相隔，第三蒸发器芯体平行设置在第二效冷凝器芯体后面，并且与第二效冷凝器芯体之间用隔板相隔；依次类推，末效冷凝器芯体的前面设置所述预热器芯体，末效冷凝器芯体和预热器芯体之间设有隔板；所述加热器、预热器和各效冷凝器、各效蒸发器的盖板上分别设有输入口和输出口，加热器、预热器和各效冷凝器、各效蒸发器芯体上设有和盖板上的输入口和输出口相应的角孔，所述预热器的输出口分别和各级蒸发器输入口连接。

本发明的肋板式海水淡化装置由芯体、封条、盖板及隔板真空钎焊组成，只设置一个加热器和一个预热器，蒸发器及冷凝器的个数与效数相同。加热器与热源相连，形成单独的回路；加热器将热量传给平行排列的第一效蒸发器中的海水进行降膜蒸发，第一效蒸发器与第一效冷凝器相邻并在一条直线上，位于第一效蒸发器与第一效冷凝器之间的封条上布置一系列孔，可以使得水蒸汽由第一效蒸发器进入第一效冷凝器进行冷凝；水蒸汽在第一效冷凝器中冷凝放出大量潜热传给第二效蒸发器中的海水进行降膜蒸发，第一效冷凝器与第二效蒸发器平行排列。同效的蒸发器和冷凝器相邻并在一条直线上，前效冷凝器和次效蒸发器前后相对排列，以此类推，末效冷凝器与预热器平行排列，海水通过预热器吸收末效冷凝器中水蒸汽冷凝放出的热量进行预热。

作为本发明的进一步改进，所述每级蒸发器输入口处设有液相均布器。

作为本发明的进一步改进，所述加热器、预热器、蒸发器和冷凝器芯体中设有翅片，所述翅片为平直或锯齿或多孔或波纹或百叶窗形，其中锯齿、多孔、百叶窗形可以横排。

作为本发明的进一步改进，所述液相均布器形状可以为长方形、圆形及三角形，并在圆环上均布孔，相邻两孔成α夹角，蒸发器输入口的液相均布器上的孔可以均布或不均布，其孔的形状可以为长方形、圆孔形及三角形。

作为本发明的进一步改进，所述蒸发器与冷凝器芯体之间的封条上贯穿孔的开孔率在80％以上，孔倾斜向上，其角度为β，其孔的形状可以为长方形、圆孔形及三角形。

作为本发明的进一步改进，所述肋板式海水淡化装置还包括抽真空泵，抽真空泵分别与各级冷凝器及淡水箱连接。

本发明装置的优越性在于：1、可以利用各种低品位能做为热源(如太阳能、工业余热等)，运行成本低；2、该设备采用的结构紧凑，热量传递好，造价低，体积小，重量轻，便于搬运；3、该设备的设计减少了许多管路；4、设备在低温操作下不发生结垢现象。5、在隔板两侧的冷凝器和蒸发器内同时发生相变，其传热性能良好。

附图说明

图1为本发明实施例1工作流程示意图；

图2为本发明实施例1的排列示意图；

图3为本发明实施例1外形结构正面接管示意图

图4为本发明实施例1外形结构反面接管示意图

图5为本发明实施例1蒸发器与冷凝器的结构示意图；

图6本发明实施例1预热器的结构示意图；

图7本发明实施例1加热器的结构示意图；

图8为本发明实施例1均布器的结构示意图；及其剖视图

图9为本发明实施例1均布器的剖视图。

图中：加热器1，第一效蒸发器2，第二效蒸发器3，第一效冷凝器4，第二效冷凝器5，第三效蒸发器6，预热器7，第三效冷凝器8，冷海水泵9，真空泵10，淡水箱11，浓卤水箱12，热水泵13，热水箱14，加热器出口孔15，第二效蒸发器海水入口孔16，第二效冷凝器不凝气体抽取孔17，预热器出口孔18，预热器入口孔19，第二效冷凝器淡水出口孔20，第二效蒸发器浓卤水出口孔21，加热器进口孔22，第三效冷凝器不凝气体抽取孔23，第三效蒸发器海水入口孔24，第一效冷凝器不凝气体抽取孔25，第一效蒸发器海水入口孔26，第一效蒸发器浓卤水出口孔27，第一效冷凝器淡水出口孔28，第三效蒸发器浓卤水出口孔29，第三效冷凝器淡水出口孔30，隔板31，盖板32，肋板式海水淡化装置33，海水均布器34，孔35，带孔封条36，无孔封条37，冷凝器芯体38，蒸发器芯体39，预热器芯体40，加热器芯体41

具体实施方式

下面结合附图和实施例做进一步说明。

实施例1

本发明实施所用系统中涉及的集成肋板式低温多效海水淡化装置为海水淡化系统的必备装置。本实施例以三效两层为例进行说明。

参照附图1、2、3、4所示，一种肋板式海水淡化装置33，包括加热器1、预热器7和多级冷凝器、多级蒸发器，加热器1、冷凝器、蒸发器和预热器7的芯体设在由盖板32、隔板31、封条真空钎焊围成的空间内。第一效蒸发器2芯体前面设置加热器1芯体，第一效蒸发器2芯体和加热器1芯体之间设有隔板31。第一效蒸发器2与第一效冷凝器4左右相邻，并排列在一条直线上，同一效的蒸发器与冷凝器连接结构相同。第二效蒸发器3芯体设置在第一效冷凝器4的前面，第二效蒸发器3芯体和第一效冷凝器4芯体之间用密封隔板相隔，第三效蒸发器6芯体设置在第一效冷凝器4后面，与第一效冷凝器4并列，第三效蒸发器6芯体和第一效冷凝器4芯体、第二效冷凝器5芯体之间用密封隔板31相隔，第三效冷凝器8芯体的前面设置预热器7芯体，第三效冷凝器8芯体和预热器7芯体之间设有密封隔板31。

如图5所示，第一效蒸发器芯体39与第一效冷凝器芯体38之间用有孔封条36隔开，在封条上设有一系列左右贯穿的倾斜孔35，第一蒸发器芯体39与第三效冷凝器芯体38之间用无孔封条37相隔。第一效蒸发器芯体39上设有海水入口孔26和第一效蒸发器浓卤水出口孔27，海水入口孔26处设有海水均布器34。如图8和图9所示，蒸发器的海水均布器34为圆环形状，并在圆环上均布圆孔42，相邻两孔42成α＝60°夹角。

如图3所示，肋板式海水淡化装置前部33A盖板上设有加热器进口孔22和加热器出口孔15，第二效蒸发器海水入口孔16，第二效蒸发器浓卤水出口孔21，第二效冷凝器淡水出口孔20，预热器出口孔18和预热器进口孔19。

如图4所示，肋板式海水淡化装置后部33B盖板上设有第三效冷凝器不凝气体抽取孔23，第三效蒸发器浓卤水出口孔29，第三效蒸发器海水入口孔24，第一效冷凝器不凝气体抽取孔25，第一效蒸发器海水入口孔26，第一效冷凝器淡水出口孔28和第一效蒸发器浓卤水出口孔27。

如图6所示，预热器芯体40上分别设有进口孔19和出口孔18，周边设有无孔封条37。预热器7的出口孔18分别和各级蒸发器输入口连接。

如图7所示，加热器1的盖板和芯体41上设有加热器出口孔15，加热器进口孔22，加热器周边设有无孔封条37。

本实施例的装置使用过程如下：

(1)海水经冷海水泵9由预热器进口孔19入预热器7(参见附图6)进行预热和脱气后，由一部分作为进料液加入足够的阻垢分散剂分别进入第一效蒸发器2、第2效蒸发器3，第3效蒸发器6；另一部分排到大海；

(2)循环热水在热水泵13的作用下，由加热器进口孔22进入加热器1(参见附图7)；对第一效蒸发器2内的海水进行加热；

(3)预热过的海水经第一效蒸发器2蒸发器海水进口孔26，在第一效蒸发器2内，海水流经海水均布器34，以薄膜形式均布在横排锯齿翅片上，受到循环热水的加热进行蒸发，蒸汽通过第一效蒸发器2与第一效冷凝器4之间封条上的孔35进入第一效冷凝器4(参见附图5)，浓卤水由浓盐水出口27排出；

(4)在第一效冷凝器4里，蒸汽进行冷凝，冷凝时放出的大量潜热为平行紧靠的第二效蒸发器5内的海水蒸发提供热量。隔板两侧同时发生相变，在第一效冷凝器4内，蒸汽发生冷凝，变为淡水，由淡水出口16排出；

(5)海水在第二效蒸发器3和第2效冷凝器5内重复(3)、(4)蒸发和冷凝过程；各效依次重复上述所说的蒸发和冷凝过程，每效都产生一定量的淡水；

(6)各效产生的蒸馏水进入淡水箱11；

(7)各效蒸发器蒸发后产生的浓盐水进入盐水箱12，最终排入大海；

(8)在系统内，为了保证水在低温下蒸发，系统内必须建立足够的真空度这就需要真空泵10吸系统中的不凝气体等气相物质来完成。

Claims (7)

1.一种肋板式海水淡化装置，包括加热器、预热器和多级蒸发器、多级冷凝器，减少管路连接，其特征是，所述加热器、冷凝器、蒸发器和预热器的芯体设在由盖板、隔板及封条整体真空钎焊围成的空间内；第一效蒸发器芯体前面平行设置加热器芯体，第一效蒸发器芯体和加热器芯体之间设有隔板；同一效的蒸发器与冷凝器左右相邻，并列排在一条直线上，同一效蒸发器与冷凝器之间用有孔封条隔开，在有孔封条上设有一系列左右贯穿的孔，不同效蒸发器和冷凝器之间，以无孔封条相隔；第二效蒸发器芯体平行设置在第一效冷凝器芯体前面，第二效蒸发器芯体和第一效冷凝器芯体之间用隔板相隔，第三蒸发器芯体平行设置在第二效冷凝器芯体后面，并且与第二效冷凝器芯体之间用隔板相隔；依次类推，末效冷凝器芯体的前面设置所述预热器芯体，末效冷凝器芯体和预热器芯体之间设有隔板；所述加热器、预热器和各效冷凝器、各效蒸发器的盖板上分别设有输入口和输出口，加热器、预热器和各效冷凝器、各效蒸发器芯体上设有和盖板上的输入口和输出口相应的角孔，所述预热器的输出口分别和各级蒸发器输入口连接。

2.根据权利要求1所述的海水淡化装置，其特征是，所述每级蒸发器输入口处设有液相均布器。

3.根据权利要求1所述的海水淡化装置，其特征是，所述蒸发器与冷凝器芯体之间的封条上贯穿孔的开孔率在80％以上。

4.根据权利要求1所述的海水淡化装置，其特征是，所述加热器、预热器、蒸发器和冷凝器芯体中设有翅片。

5.根据权利要求2所述的海水淡化装置，其特征是，液相均布器形状为长方形、圆形及三角形，并在其上开有孔，相邻两孔成60度夹角。

6.根据权利要求3所述的淡化装置，其特征是，所述贯穿孔倾斜向上，其孔的形状为长方形、圆形及三角形。

7.根据权利要求5所述的海水淡化装置，其特征是，所述蒸发器输入口的液相均布器上的孔均布或不均布，其孔的形状为长方形、圆孔形及三角形。

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