CN102219273A - 太阳能热压缩式压汽蒸馏水净化装置 - Google Patents

太阳能热压缩式压汽蒸馏水净化装置 Download PDF

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Abstract

一种太阳能热压缩式压汽蒸馏水净化装置，属于新能源和节能减排技术领域。包括：淡水槽、太阳能集热器、蒸汽喷射器、阀门、压缩机、蒸发器、加热室、浓缩液槽、换热器。太阳能集热器与蒸汽喷射器相连，蒸发器出口和加热室入口都与蒸汽喷射器相连，换热器分别与加热室出口和蒸发器入口相连，压缩机作为支路与蒸汽喷射器并联，由阀门调节。本发明的效果和益处：该工艺结构紧凑，节约常规能源，减少投资成本，采用低压及防腐抗垢措施使待处理溶液温度不致过高，腐蚀较轻，延长设备的使用周期，特别该方法适用于海水淡化，污水净化等方面，是一种安全、无污染且节约能源的技术。

Description

太阳能热压缩式压汽蒸馏水净化装置
技术领域
本发明属于新能源和节能减排技术领域，涉及一种将太阳能技术和热压缩式压汽蒸馏技术相耦合的净化水的工艺方法，特别该方法适用于海水淡化，污水净化等方面，是一种洁净、安全、无污染且节约能源的技术。
背景技术
随着世界经济的发展，人口不断增长，城市日渐增多和扩张，各地用水量不断增多。而工农业生产也在不断发展，水资源供需矛盾日益尖锐。从海水中及污水中得到淡水成了缓解水资源紧张的有效办法。传统的蒸发法净水淡化过程能耗大，化石燃料的燃烧对环境的污染重；而太阳能是世界上最洁净、最安全、储备量最丰富的能源。因此当务之急是提供一种不仅节约化石等常规能源且符合可持续发展的水净化技术。
经过现有技术的文献检索发现，中国专利申请号：201010300875.5，该技术公开了一种太阳能压汽蒸馏海水淡化装置，包括：太阳能集热器、第一循环泵、换热器、蒸发冷凝器、风机和真空泵机构，虽然回收了二次蒸汽的能量，但风机部分导致能耗增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种将蒸汽发生器以及蒸汽喷射器相配合使用的应用于生产淡水的工艺方案，合理利用热源，使海水或污水在无需消耗外加常规能源时便能够产出淡水，可有效缓解水资源紧张。
本发明通过以下技术方案来实现：一种太阳能热压缩式压汽蒸馏水净化装置，将热管为核心元件的集热板与压汽蒸馏中的热压缩技术相结合起来，形成一套利用二次蒸汽加热的高效节能的水淡化工艺方案。本发明包括：太阳能集热器、蒸汽喷射器、压缩机、加热室、蒸发器、换热器。其特征在于：通过太阳能集热器产生动力蒸汽并与蒸汽喷射器相连，蒸汽喷射器对蒸发器产生的蒸汽压缩升温并连接到加热室用于供热，换热器分别与蒸发器和加热室相连用于原料预热，压缩机作为支路与喷射器并联。
所述的太阳能集热器是以热管为核心元件，将热汇集于蒸汽发生器并产生高温蒸汽提供给喷射器。
所述的蒸发器为间壁式冷凝蒸发器，即高温侧为蒸汽冷凝供热，低温侧为吸热蒸发过程。
所述的压缩机用于机械压缩式压汽蒸馏，作为支路，用于系统开车启动阶段或用于阴天、夜晚运行，弥补太阳能辐射限制的不足。
本发明的效果和益处是：采用太阳能技术与热压缩技术相耦合在一起进行淡水生产，整个工艺结构紧凑；采用热管技术吸收太阳能辐射来产生高温蒸汽，并以此作为喷射器的动力蒸汽，有效的利用了可再生资源；采用喷射器将动力蒸汽与二次蒸汽混合后来作为蒸发器的热源，有效节约了能量，减少了投资成本；采用低压及防腐抗垢措施使原料液温度不致过高，腐蚀较轻，延长了设备的使用周期，减少了运行成本，生产效益高。
附图说明
附图是本发明所述的太阳能热压缩式压汽蒸馏水净化技术工艺流程图。
图中：1淡水槽；2太阳能集热器；3蒸汽喷射器；4阀门；5压缩机；
6蒸发器；7加热室；8浓缩液槽；9换热器。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图以海水淡化为例详细叙述本发明的具体实施方式。
本工艺基本流程：淡水槽中提供部分淡水给太阳能集热器，以热管作为核心元件的集热器吸收太阳能后将淡水加热成高温高压的蒸汽，通入蒸汽喷射器作为动力蒸汽；海水经过换热器预热后进入蒸发器受热蒸发，蒸发出来的二次蒸汽被吸入蒸汽喷射器中，与动力蒸汽经过动量和能量的交换，变成压缩蒸汽作为加热蒸汽再通入加热室，使蒸发器内的海水继续蒸发，而其本身则冷凝成水进入换热器中预热海水。蒸发器内未蒸发的海水则进入浓缩液槽。蒸汽的潜热得到了充分利用。由于太阳能在阴天或夜晚不能提供热量，因此本发明在系统中增加一支路以备需要时使用：关闭蒸汽喷射器两端的阀门，打开压缩机两端的阀门，利用压缩机将二次蒸汽进行绝热压缩，提高其压力、温度及热焓后再送回蒸发器的加热室。
该工艺将太阳能与热压缩技术很好的耦合在一起，结构简单紧凑，达到了二次蒸汽再次使用的目的，且省去风机部分，充分利用太阳能这种可再生资源，节约了能耗。

Claims (4)

1.一种太阳能热压缩式压汽蒸馏水净化装置，包括：淡水槽(1)、太阳能集热器(2)、蒸汽喷射器(3)、阀门(4)、压缩机(5)、蒸发器(6)、加热室(7)、浓缩液槽(8)、换热器(9)；其特征在于：太阳能集热器产生动力蒸汽与蒸汽喷射器相连，蒸发器产生的二次蒸汽通过蒸汽喷射器压缩升温后回到蒸发器的加热室用于蒸发器供热；换热器分别与蒸发器和加热室相连用于原料预热，压缩机作为支路与蒸汽喷射器并联。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热压缩式压汽蒸馏水净化装置，其特征是，所述的太阳能集热器是以热管为核心元件。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能热压缩式压汽蒸馏水净化装置，其特征是，所述的蒸发器为间壁式冷凝蒸发器。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能热压缩式压汽蒸馏水净化装置，其特征是，所述的压缩机用于机械压缩式压汽蒸馏，作为支路。
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