CN103253722A - 一种板式低温多效海水淡化装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种板式低温多效海水淡化装置与方法，装置主要由金属隔板、吸液棉布、真空泵、淡水余热换热器、海水加热器、反馈控制器、流量控制阀构成。本发明中蒸发室相邻两个冷凝室内的蒸汽冷凝释放潜热传递给中间蒸发室壁面上的海水降膜，海水降膜吸热蒸发，产生的蒸汽通入相隔一级冷凝室，未蒸发海水泵入后一级蒸发室，蒸发室壁面上的海水降膜吸收左侧冷凝室及右侧通入二次蒸汽的冷凝室内蒸汽冷凝释放的潜热后蒸发，潜热以此方式被反复循环利用。本发明回收了部分淡水的余热，装置结构紧凑，占地面积小，不易结垢，拆洗方便，产水品质高。
Description
一种板式低温多效海水淡化装置与方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种板式低温多效海水淡化装置与方法，属于海水淡化的技术领域。背景技术
[0002] 水资源是人类社会赖以生存与发展的最重要基本物质之一。海洋的平均深度为3800m左右,地球上的总水量约为1.4X109km。然而含有高盐度而不能直接应用和灌溉的海水占了总水量的96.5%，淡水只占总量的2.53%。在这不到3%的淡水中，其分布也极不平衡，其中3/4被冻结在地球的两极和高寒地带的冰川中，地下水比地表水多37倍左右，剩下的存在于河流、湖泊中可供人类直接利用的淡水仅占全球水量的0.011%左右，这其中还相当一部分是苦咸水。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势和现实条件下，海水淡化的提出与应用具有极大的现实意义
海水淡化就是将海水(或苦咸水)中的盐分和水分分离，最终得到淡水和浓缩盐水的过程。海水(或苦咸水)淡化最常用的技术主要有多效蒸馏法、多级闪蒸法、反渗透法、萃取法和电渗析法。
[0003]多效蒸馏法是将海水加热蒸馏产生蒸汽，蒸汽在冷凝的过程中产生淡水并放出潜热，淡水流入淡水池，潜热用于加热下一效中的海水并产生蒸汽，依此进行多效利用，降低热能消耗。该过程除了消耗热能以外，还需额外消耗一定电力驱动水泵和风机。
[0004] 多级闪蒸法是将加热到一定温度的海水依次引入若干个压力逐渐降低的闪蒸室，由于闪蒸室的压力低于海水温度对应的饱和蒸汽压力，海水逐级进入闪蒸室后迅速汽化，盐分浓度逐级增加，温度逐级降低，由于热量来自咸水本身温度的下降，没有专门的加热面，避免了无机盐析出结垢，直至排出，各级蒸汽冷凝后获得淡水。该过程除了消耗热能以夕卜，还需消耗大量电力驱动真空泵和水泵。
[0005] 反渗透法是利用反渗透膜将海水和淡水隔开，在海水侧施加足够大的压力(超过海水渗透压)，将海水中的水分子反渗透到淡水侧。该法不消耗热能，但需消耗大量电力产生足够大的外压，另外对反渗透膜的要求也很高。
[0006] 电渗析法以电位差为动力，利用离子交换膜的选择性透过而脱除水中离子的淡化过程。电去离子将渗析与离子交换相结合，在电渗析器的淡水室中填充离子交换剂，在直流电场的作用下，实现电渗析、离子交换除盐和离子交换连续电再生的过程。电去离子不用于苦咸水淡化，主要用于生产高纯水。该法不消耗热能，但需引入电力。
[0007] 冷冻法是将海水冷冻到冰点以下，淡水结冰、分离、再融化为淡水的过程。冷冻法有利用天然冰法和人工冷冻法。但技术尚不成熟。
[0008] 在对汽轮机进行抽气时，可以从绝压0.2〜0.4 kg/cm2处进行背压抽气造水。与抽取2〜3 kg/cm2背压蒸汽的高温蒸馏系统相比，低温多效海水淡化装置允许蒸汽在透平机中进一步膨胀做功，减少发电损失，提高发电机组效率，使电厂热效率从35%提高到65%左右。对于水电联产的海水淡化装置，系统具有更高的效能和相对低的能量消耗，将海水多次蒸发和冷凝达到较高的造水比；蒸发器能够在较低的盐水顶值温度(大约70°C )下工作，可以降低和减缓结垢与腐蚀现象的发生。低温多效海水淡化方法效率高，板式的结构具有紧凑占地面积小及拆洗方便等优点。
发明内容
[0009] 本发明目的在于克服现有海水淡化技术的不足，提供一种启动迅速、产水率高、淡水品质好、易拆卸清洗的板式低温多效海水淡化装置与方法。
[0010] 板式低温多效海水淡化装置包括金属隔板、第一级冷凝室、第一吸液棉布、第二吸液棉布、第一级蒸发室、第一海水给水槽、第二级冷凝室、第二海水给水槽、第二级蒸发室、第三级冷凝室、第三海水给水槽、第四级冷凝室、第η-l级冷凝室、第η-l级蒸发室、多余排热水开关、第η级冷凝室、第η级蒸发室、加药泵、加药罐、真空泵、第η+1级冷凝室、脱气器、海水给水泵、第η海水循环泵、浓海水排放开关、淡水收集泵、淡水余热交换器、第二级海水循环泵、混合海水流量控制电动阀、反馈控制器、蒸汽流量电动阀、蒸汽泵、海水加热器、第一级海水循环泵、第一级循环海水分接口、第一冷凝室连通管、第一淡水收集槽、密封塞、浮球、第η-l吸液棉布、第η-l海水给水槽、第η冷凝室连通管、第η淡水收集槽、第η_1级海水循环泵、第η-l级循环海水分接口、压控电动阀、第η-l冷凝室连通管、第η-l淡水收集槽；
装置本体内依次平行放置2n+l块金属隔板，其中，第一块金属隔板和第二块金属隔板上下密封后组成第一级冷凝室，第二块金属隔板与第三块金属隔板上下密封后组成第一级蒸发室…第2n-l块第一级金属隔板与第2n块金属隔板上下密封后组成第η级冷凝室，第2η块金属隔板与第2η+1块金属隔板上下密封后组成第η级蒸发室，η可以取大于等于I的自然数；
所述的第一级蒸发室上端设置有第一海水给水槽，第一级蒸发室内两侧壁上铺有第一吸液棉布，第一吸液棉布的上端 弯曲后放入第一海水给水槽，第二级蒸发室上端设置有第二海水给水槽，两侧铺有亲水性的第二吸液棉布，第二吸液棉布上端弯曲后放入第二海水给水槽内…第η-l级蒸发室左右两侧铺有第η-l吸液棉布，第η-l吸液棉布上端弯曲放入第η-l海水给水槽内，第η级蒸发室左右两侧铺有第η吸液棉布，第η吸液棉布上端弯曲放入第η海水给水槽内；
所述的第一级蒸发室通过管道与第三级冷凝室相连，第一级蒸发室下端通过管道与第一级海水循环泵相连，第一级海水循环泵与第二级蒸发室上端的第二海水给水槽相连，第二级蒸发室下端通过管道与第二级海水循环泵相连，第二级海水循环泵与第三级蒸发室上端的第三海水给水槽相连…第η-2级蒸发室通过管道与第η-2级海水循环泵相连，第η_2级海水循环泵与第η-l级蒸发室上端的海水给水槽相连，第η-l级蒸发室通过管道与第η-1级海水循环泵相连，第η-l级海水循环泵与第η级蒸发室上端的海水给水槽相连，第η级蒸发室底端与第η海水循环泵相连；
第一级蒸发室通过管道与第三级冷凝室相连，第二级蒸发室通过管道与第四级冷凝室相连…第η-2级蒸发室与第η级冷凝室相连，第η-l级蒸发室与第η+1级冷凝室相连，第η级蒸发室与第η+1级冷凝室相连；
所述的第一级冷凝室通过第一冷凝室连通管与第二级冷凝室相连，第二级冷凝室通过第二冷凝室连通管与第三级冷凝室相连…第η-2级冷凝室通过第η-2冷凝室连通管与第η-l级冷凝室相连,第η-l级冷凝室通过第η-l冷凝室连通管与第η级冷凝室相连,第η级冷凝室通过第η冷凝室连通管与第η+1级冷凝室相连，从第一级冷凝室到第η+1级冷凝室，相邻两级冷凝室之间的连通管上都设有压控电动阀，第η+1级冷凝室上连接真空泵；
所述的第η+1级冷凝室内布置有冷却管路，冷却管路出口分成两路，其中一路连接多余排热水开关，另一路与脱气器进口相连，加药罐经加药泵与第η+1级冷凝室冷却管出口、脱气器进口相连；
所述的第一淡水收集槽、第二淡水收集槽…第η-l淡水收集槽，第η淡水收集槽通过管道连接汇合后与淡水收集泵进口连接，淡水收集泵的出口与淡水余热交换器的淡水通道入口连接，第一淡水收集槽、第二淡水收集槽…第η-l淡水收集槽底部出口处设有用刚性杆连接的密封塞和浮球；
所述的第η海水循环泵连接管道出口分成两路，一路连接浓海水排放开关，另一路与脱气器出口汇合与淡水余热交换器的海水通道入口相连，淡水余热交换器的海水通道出口通过混合海水流量控制电动阀与海水加热器的海水通道入口相连，海水加热器海水通道的出口与第一海水给水槽相连，同时海水加热器海水通道的出口经反馈控制器与混合海水流量控制电动阀相连；
所述的蒸汽泵经蒸汽流量电动阀与海水加热器的蒸汽通道入口相连，海水加热器的蒸汽通道出口分别与第一级冷凝室和第二级冷凝室相连，同时加热器的蒸汽通道出口经反馈控制器与蒸汽流量电动阀相连。
[0011] 板式低温多效海水淡化方法是:蒸汽泵将抽汽泵入，通过蒸汽流量电动阀后进入海水加热器，抽汽在海水加热器中将热量传递给其中的冷端液体混合海水后自身温度下降成为90°C以下的低温热源蒸汽，反馈控制器能反馈调节混合海水流量控制电动阀和蒸汽流量电动阀，实现在抽汽和混合海水工况不稳定的情况下保持低温热源蒸汽温度的稳定，低温热源蒸汽分成两路后分别通入第一级冷凝室和第二级冷凝室，混合海水经过混合海水流量控制电动阀后进入海水加热器中吸热温度升高通入第一级蒸发室上端的第一海水给水槽内，第一海水给水槽的第一吸液棉布上端吸收混合海水，由于吸液棉布的毛细虹吸作用，两侧金属隔板上的整块棉布均匀润湿后形成海水降膜，第一级冷凝室和第二级冷凝室内的低温热源蒸汽在腔室内的壁面上遇冷冷凝成淡水，淡水沿着壁面落入底部的淡水收集槽后通过淡水收集泵打入淡水余热交换器内，蒸汽冷凝过程中释放的潜热通过金属隔板传递到反面的海水降膜上，海水降膜吸热后蒸发产生水蒸汽，产生的水蒸汽通过管道被引入第三级冷凝室内，未蒸发的海水通过第一级海水循环泵被打入第二级蒸发室内的第二海水给水槽内，第二吸液棉布吸收第二海水给水槽内的海水后在第二级蒸发室两侧的壁面上形成海水降膜，第二级冷凝室和第三级冷凝室内的部分蒸汽遇到第二级蒸发室两侧的金属隔板后冷凝成淡水，淡水沿着壁面落入淡水收集槽后通过淡水收集泵打入淡水余热交换器内，冷凝释放的潜热穿过金属隔板传递到反面第二级蒸发室两侧壁面上的海水降膜，海水降膜吸热蒸发产生蒸汽，蒸汽通过管道被引入第四级冷凝室内，以此类推，第η-l吸液棉布吸收第η-l级蒸发室上端第η-l海水给水槽内的海水后在第η-l级蒸发室两侧壁面上形成海水降膜，第η-l级冷凝室 与第η级冷凝室内的部分蒸汽遇到第η-l级蒸发室两侧的金属隔板后冷凝成淡水，淡水分别沿着壁面落入第η-l淡水收集槽和第η淡水收集槽内，在每一级淡水槽中，当收集槽的液位高于密封塞与浮球距离时，淡水收集槽底面出口打开，液位低于密封塞与浮球距离时，淡水收集槽底面出口密封，能保持收集槽内的液位在设定范围内，实现冷凝室内淡水出口处的液封，淡水通过淡水收集泵打入淡水余热交换器内，冷凝释放的潜热穿过金属隔板到第η-l级蒸发室两侧壁面上的海水降膜，海水降膜吸热蒸发后产生蒸汽，蒸汽通过管道被引入第η+1级冷凝室内，未蒸发的海水被第η-l级海水循环泵打入第η级蒸发室，第η级蒸发室吸液棉布上的海水降膜吸收第η级冷凝室内部分蒸汽在腔室右侧冷凝释放的潜热后蒸发产生蒸汽，所产生的蒸汽被引入最后一级冷凝室即第η+1级冷凝室内，未蒸发的海水通过第η海水循环泵抽出后一部分通过浓海水排放开关排出，另一部分作为循环海水引入淡水余热交换器内，海水给水泵把新鲜海水打入第η+1级冷凝室，第η+1级冷凝室内蒸汽遇到管内冷却状态的新鲜海水后凝结成淡水，淡水通过淡水收集泵打入淡水余热交换器内，与混合海水进行热量交换，实现部分淡水热量的回收，在η+1级冷凝室连接的真空泵抽气能使得各冷凝室处于负压，抽真空过程中，每一级冷凝室的压力达到设定值时，与冷凝室相连的压控电动阀自动关闭，当冷凝室压力大于设定值时，与冷凝室相连的压控电动阀开启，维持各级冷凝室内的设定压力，保证各级冷凝室压力梯级递增，实现冷凝室温度的梯级递减分布，从第η+1级冷凝室出来的新鲜海水分成两路,一路连接多余排热水开关后直接向外排放，另一部分在经过加药后通入脱气器进行脱气处理，新鲜海水出了脱气器后与第η海水循环泵出来的循环海水混合，混合海水进入海水加热器吸收抽汽的热量升温后重新引入第一级蒸发室上端的第一海水给水槽内重新进行以上所述的海水淡化过程，实现了海水淡化装置的循环工作。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有以下优点:
1、本发明蒸发与冷凝过程分别在不同腔室内进行，实现了海水与淡水的隔离，使得产出的淡水品质大大提闻。
[0013] 2、本发明相邻金属隔板的间距很小，板式的装置结构紧凑、占地面积小，同时装置易于拆卸清洗。
[0014] 3、采用的蒸发方式为薄膜蒸发，薄膜的热容量极小，所需热源的温度低，同时蒸发所需的热量也较小，因此蒸·发启动速度快。
[0015] 4、本发明中前一效蒸汽在各冷凝面上遇冷凝结释放出的潜热能高效地传递到背面，蒸发面上的海水降膜吸收热量后蒸发产生水蒸汽，蒸汽引入后面的冷凝室内凝结产水淡水，同时又释放出潜热继续传递到背面，潜热以这种方式被反复循环利用，多效的设计使热量得到高效的利用。
[0016] 5、本发明各蒸发室的工作温度能有效控制，实现海水的低温蒸发，使得蒸发面的结垢问题大大减轻。
[0017] 6、本发明通过末级冷凝室抽真空以及第一级冷凝室、第二冷凝室…第η-l级冷凝室、第η级冷凝室的压力控制实现了冷凝室温度的梯级递减分布。
附图说明
[0018] 图1板式低温多效海水淡化装置的主结构图
图2板式低温多效海水淡化装置部分蒸发冷凝室结构图及淡水收集槽局部放大图。具体实施方式
[0019] 如图1、2所示，板式低温多效海水淡化装置包括金属隔板1、第一级冷凝室2、第一吸液棉布3、第二吸液棉布4、第一级蒸发室5、第一海水给水槽6、第二级冷凝室7、第二海水给水槽8、第二级蒸发室9、第三级冷凝室10、第三海水给水槽11、第四级冷凝室12、第η-1级冷凝室13、第η-1级蒸发室14、多余排热水开关15、第η级冷凝室16、第η级蒸发室17、加药泵18、加药罐19、真空泵20、第η+1级冷凝室21、脱气器22、海水给水泵23、第η海水循环泵24、浓海水排放开关25、淡水收集泵26、淡水余热交换器27、第二级海水循环泵28、混合海水流量控制电动阀29、反馈控制器30、蒸汽流量电动阀31、蒸汽泵32、海水加热器33、第一级海水循环泵34、第一级循环海水分接口 35、第一冷凝室连通管36、第一淡水收集槽37、密封塞38、浮球39、第η-1吸液棉布40、第η_1海水给水槽41、第η冷凝室连通管42、第η淡水收集槽43、第η-1级海水循环泵44、第η_1级循环海水分接口 45、压控电动阀46、第η-1冷凝室连通管47、第η-1淡水收集槽48 ；
装置本体内依次平行放置2η+1块金属隔板1，其中，第一块金属隔板和第二块金属隔板上下密封后组成第一级冷凝室2，第二块金属隔板与第三块金属隔板上下密封后组成第一级蒸发室5…第2η-1块第一级金属隔板与第2η块金属隔板上下密封后组成第η级冷凝室16，第2η块金属隔板与第2η+1块金属隔板上下密封后组成第η级蒸发室17，η可以取大于等于I的自然数；
所述的第一级蒸发室5上端设置有第一海水给水槽6，第一级蒸发室5内两侧壁上铺有第一吸液棉布3，第一吸液棉布3的上端弯曲后放入第一海水给水槽6，第二级蒸发室9上端设置有第二海水给水槽8，两侧铺有亲水性的第二吸液棉布4，第二吸液棉布4上端弯曲后放入第二海水给水槽8内…第η-1级蒸发室14左右两侧铺有第η-1吸液棉布40，第η_1吸液棉布40上端弯曲放入第η-1海水给水槽41内，第η级蒸发室17左右两侧铺有第η吸液棉布，第η吸液棉布上端弯曲放入第η海水给水槽内；
所述的第一级蒸发室5通过管 道与第三级冷凝室10相连，第一级蒸发室5下端通过管道与第一级海水循环泵34相连，第一级海水循环泵34与第二级蒸发室9上端的第二海水给水槽8相连，第二级蒸发室9下端通过管道与第二级海水循环泵28相连，第二级海水循环泵28与第三级蒸发室上端的第三海水给水槽11相连…第η-2级蒸发室通过管道与第η-2级海水循环泵相连，第η-2级海水循环泵与第η_1级蒸发室14上端的海水给水槽相连，第η-1级蒸发室14通过管道与第η-1级海水循环泵44相连，第n_l级海水循环泵44与第η级蒸发室17上端的海水给水槽相连，第η级蒸发室17底端与第η海水循环泵24相连；第一级蒸发室5通过管道与第三级冷凝室10相连，第二级蒸发室通过管道与第四级冷凝室相连…第η-2级蒸发室与第η级冷凝室相连，第η-1级蒸发室14与第η+1级冷凝室21相连，第η级蒸发室17与第η+1级冷凝室21相连；
所述的第一级冷凝室2通过第一冷凝室连通管36与第二级冷凝室7相连，第二级冷凝室7通过第二冷凝室连通管与第三级冷凝室10相连…第η-2级冷凝室通过第η-2冷凝室连通管与第η-1级冷凝室13相连，第η-1级冷凝室13通过第η_1冷凝室连通管47与第η级冷凝室16相连，第η级冷凝室16通过第η冷凝室连通管42与第η+1级冷凝室21相连，从第一级冷凝室到第η+1级冷凝室，相邻两级冷凝室之间的连通管上都设有压控电动阀46，第η+1级冷凝室21上连接真空泵20 ；所述的第η+1级冷凝室21内布置有冷却管路，冷却管路出口分成两路，其中一路连接多余排热水开关15，另一路与脱气器22进口相连，加药罐19经加药泵18与第η+1级冷凝室21冷却管出口、脱气器22进口相连；
所述的第一淡水收集槽、第二淡水收集槽…第η-1淡水收集槽，第η淡水收集槽通过管道连接汇合后与淡水收集泵26进口连接，淡水收集泵26的出口与淡水余热交换器27的淡水通道入口连接，第一淡水收集槽、第二淡水收集槽…第η-1淡水收集槽底部出口处设有用刚性杆连接的密封塞38和浮球39 ；
所述的第η海水循环泵24连接管道出口分成两路，一路连接浓海水排放开关25，另一路与脱气器22出口汇合与淡水余热交换器27的海水通道入口相连，淡水余热交换器27的海水通道出口通过混合海水流量控制电动阀29与海水加热器33的海水通道入口相连，海水加热器33海水通道的出口与第一海水给水槽6相连，同时海水加热器海水通道的出口经反馈控制器30与混合海水流量控制电动阀29相连；
所述的蒸汽泵32经蒸汽流量电动阀31与海水加热器33的蒸汽通道入口相连，海水加热器33的蒸汽通道出口分别与第一级冷凝室2和第二级冷凝室7相连，同时加热器33的蒸汽通道出口经反馈控制器30与蒸汽流量电动阀31相连。
[0020] 板式低温多效海水淡化方法是:蒸汽泵32将抽汽泵入，通过蒸汽流量电动阀31后进入海水加热器33，抽汽在海水加热器33中将热量传递给其中的冷端液体混合海水后自身温度下降成为90°C以下的低温热源蒸汽，反馈控制器30能反馈调节混合海水流量控制电动阀29和蒸汽流量电动阀31，实现在抽汽和混合海水工况不稳定的情况下保持低温热源蒸汽温度的稳定，低温热源蒸汽分成两路后分别通入第一级冷凝室2和第二级冷凝室7，混合海水经过混合海水流量控制电动阀29后进入海水加热器33中吸热温度升高通入第一级蒸发室5上端的第一海水给水槽6内，第一海水给水槽6的第一吸液棉布3上端吸收混合海水，由于吸液棉布的毛细虹吸作用，两侧金属隔板I上的整块棉布均匀润湿后形成海水降膜，第一级冷凝室2和第二级冷凝室7内的低温热源蒸汽在腔室内的壁面上遇冷冷凝成淡水，淡水沿着壁面落入底部的淡`水收集槽后通过淡水收集泵26打入淡水余热交换器27内，蒸汽冷凝过程中释放的潜热通过金属隔板传递到反面的海水降膜上，海水降膜吸热后蒸发产生水蒸汽，产生的水蒸汽通过管道被引入第三级冷凝室10内，未蒸发的海水通过第一级海水循环泵34被打入第二级蒸发室9内的第二海水给水槽8内，第二吸液棉布4吸收第二海水给水槽8内的海水后在第二级蒸发室9两侧的壁面上形成海水降膜，第二级冷凝室7和第三级冷凝室10内的部分蒸汽遇到第二级蒸发室9两侧的金属隔板后冷凝成淡水，淡水沿着壁面落入淡水收集槽后通过淡水收集泵25打入淡水余热交换器26内，冷凝释放的潜热穿过金属隔板传递到反面第二级蒸发室9两侧壁面上的海水降膜，海水降膜吸热蒸发产生蒸汽，蒸汽通过管道被引入第四级冷凝室11内，以此类推，第η-1吸液棉布40吸收第η-1级蒸发室14上端第η-1海水给水槽41内的海水后在第n_l级蒸发室14两侧壁面上形成海水降膜，第η-1级冷凝室13与第η级冷凝室16内的部分蒸汽遇到第η_1级蒸发室14两侧的金属隔板后冷凝成淡水，淡水分别沿着壁面落入第η-1淡水收集槽48和第η淡水收集槽43内，在每一级淡水槽中，当收集槽的液位高于密封塞38与浮球39距离时，淡水收集槽底面出口打开，液位低于密封塞38与浮球39距离时，淡水收集槽底面出口密封，能保持收集槽内的液位在设定范围内，实现冷凝室内淡水出口处的液封，淡水通过淡水收集泵26打入淡水余热交换器27内，冷凝释放的潜热穿过金属隔板到第η-1级蒸发室14两侧壁面上的海水降膜，海水降膜吸热蒸发后产生蒸汽，蒸汽通过管道被引入第η+1级冷凝室21内，未蒸发的海水被第η-1级海水循环泵44打入第η级蒸发室17，第η级蒸发室17吸液棉布上的海水降膜吸收第η级冷凝室16内部分蒸汽在腔室右侧冷凝释放的潜热后蒸发产生蒸汽，所产生的蒸汽被引入最后一级冷凝室即第η+1级冷凝室21内，未蒸发的海水通过第η海水循环泵24抽出后一部分通过浓海水排放开关25排出，另一部分作为循环海水引入淡水余热交换器27内，海水给水泵23把新鲜海水打入第η+1级冷凝室21,第η+1级冷凝室21内蒸汽遇到管内冷却状态的新鲜海水后凝结成淡水，淡水通过淡水收集泵26打入淡水余热交换器27内，与混合海水进行热量交换，实现部分淡水热量的回收，在η+1级冷凝室21连接的真空泵20抽气能使得各冷凝室处于负压，抽真空过程中，每一级冷凝室的压力达到设定值时，与冷凝室相连的压控电动阀自动关闭，当冷凝室压力大于设定值时，与冷凝室相连的压控电动阀开启，维持各级冷凝室内的设定压力，保证各级冷凝室压力梯级递增，实现冷凝室温度的梯级递减分布，从第η+1级冷凝室21出来的新鲜海水分成两路，一路连接多余排热水开关15后直接向外排放，另一部分在经过加药后通入脱气器22进行脱气处理，新鲜海水出了脱气器22后与第η海水循环泵24出来的循环海水混合，混合海水进入海水加热器33吸收抽汽的热量升温后重新引入第一级蒸发室5上端的第一海水给水槽6内重新进行以上所述的海水淡化过程，实现了海水淡化装置的循环工作。 实施例
[0021] 以下结合具体实例对本发明进行阐述，但不会以任何方式限制本发明。
[0022] 本实例中的效数η取11，加热蒸汽的温度为90°C以下，进口海水温度20〜40°C，含盐量0.030〜0.040，相邻效之间的温差为I〜3°C，浓盐水出口含盐量0.050〜0.070，淡水出口温度30〜55°C，按具体实施方式里的装置和方法，取得效果为每效换热面积为1.52m2时，造水比为6.4，日产水量1.79吨。
Claims (2)
1.一种板式低温多效海水淡化装置，其特征在于包括金属隔板(I)、第一级冷凝室(2)、第一吸液棉布(3)、第二吸液棉布(4)、第一级蒸发室(5)、第一海水给水槽(6)、第二级冷凝室(7 )、第二海水给水槽(8)、第二级蒸发室(9)、第三级冷凝室(10 )、第三海水给水槽(11)、第四级冷凝室(12)、第η-l级冷凝室(13)、第η-l级蒸发室(14)、多余排热水开关(15)、第η级冷凝室(16)、第η级蒸发室(17)、加药泵(18)、加药罐(19)、真空泵(20)、第η+1级冷凝室(21)、脱气器(22)、海水给水泵(23)、第η海水循环泵(24)、浓海水排放开关(25)、淡水收集泵(26)、淡水余热交换器(27)、第二级海水循环泵(28)、混合海水流量控制电动阀(29)、反馈控制器(30)、蒸汽流量电动阀(31)、蒸汽泵(32)、海水加热器(33)、第一级海水循环泵(34)、第一级循环海水分接口(35)、第一冷凝室连通管(36)、第一淡水收集槽(37)、密封塞(38),浮球(39)、第η-l吸液棉布(40)、第η_1海水给水槽(41)、第η冷凝室连通管(42)、第η淡水收集槽(43)、第η-l级海水循环泵(44)、第η-l级循环海水分接口(45),压控电动阀(46)、第η-l冷凝室连通管(47)、第η_1淡水收集槽(48); 装置本体内依次平行放置2n+l块金属隔板(1)，其中，第一块金属隔板和第二块金属隔板上下密封后组成第一级冷凝室(2)，第二块金属隔板与第三块金属隔板上下密封后组成第一级蒸发室(5)…第2n-l块第一级金属隔板与第2n块金属隔板上下密封后组成第η级冷凝室(16)，第2η块金属隔板与第2η+1块金属隔板上下密封后组成第η级蒸发室(17)，η可以取大于等于I的自然数； 所述的第一级蒸发室(5 )上端设置有第一海水给水槽(6)，第一级蒸发室(5)内两侧壁上铺有第一吸液棉布(3)，第一吸液棉布(3)的上端弯曲后放入第一海水给水槽(6)，第二级蒸发室(9)上端设置有第二海水给水槽(8)，两侧铺有亲水性的第二吸液棉布(4)，第二吸液棉布(4)上端弯曲后放入第二海水给水槽(8)内…第η-l级蒸发室(14)左右两侧铺有第η-l吸液棉布(40)，第η-l吸液棉布(40)上端弯曲放入第η_1海水给水槽(41)内，第η级蒸发室(17)左右两侧铺有第η吸液棉布，第η吸液棉布上端弯曲放入第η海水给水槽内； 所述的第一级蒸发室(5)通过管道与第三级冷凝室(10)相连，第一级蒸发室(5)下端通过管道与第一级海水循环泵(34)相连，第一级海水循环泵(34)与第二级蒸发室(9 )上端的第二海水给水槽(8)相连，第二级蒸发室(9)下端通过管道与第二级海水循环泵(28)相连，第二级海水循环泵(28 )与第三级蒸发室上端的第三海水给水槽(11)相连…第η-2级蒸发室通过管道与第η-2级海水循环泵相连，第η-2级海水循环泵与第η_1级蒸发室(14)上端的海水给水槽相连，第η-l级蒸发室(14)通过管道与第η-l级海水循环泵(44)相连，第η-l级海水循环泵(44)与第η级蒸发室(17)上端的海水给水槽相连，第η级蒸发室(17)底端与第η海水循环泵(24)相连； 第一级蒸发室(5)通过管道与第三级冷凝室(10)相连，第二级蒸发室通过管道与第四级冷凝室相连…第η-2级蒸发室与第η级冷凝室相连，第η-l级蒸发室(14)与第η+1级冷凝室(21)相连，第η级蒸发室(17)与第η+1级冷凝室(21)相连； 所述的第一级冷凝室(2)通过第一冷凝室连通管(36)与第二级冷凝室(7)相连，第二级冷凝室(7)通过第二冷凝室连通管与第三级冷凝室(10)相连…第η-2级冷凝室通过第η-2冷凝室连通管与第η-l级冷凝室(13)相连，第η-l级冷凝室(13)通过第η_1冷凝室连通管(47)与第η级冷凝室(16)相连，第η级冷凝室(16)通过第η冷凝室连通管(42)与第η+1级冷凝室(21)相连，从第一级冷凝室到第η+1级冷凝室，相邻两级冷凝室之间的连通管上都设有压控电动阀(46 )，第η+1级冷凝室(21)上连接真空泵(20 ); 所述的第η+1级冷凝室(21)内布置有冷却管路，冷却管路出口分成两路，其中一路连接多余排热水开关(15)，另一路与脱气器(22)进口相连，加药罐(19)经加药泵(18)与第η+1级冷凝室(21)冷却管出口、脱气器(22)进口相连； 所述的第一淡水收集槽、第二淡水收集槽…第η-l淡水收集槽，第η淡水收集槽通过管道连接汇合后与淡水收集泵(26 )进口连接，淡水收集泵(26 )的出口与淡水余热交换器(27)的淡水通道入口连接,第一淡水收集槽、第二淡水收集槽…第η-l淡水收集槽底部出口处设有用刚性杆连接的密封塞(38)和浮球(39)； 所述的第η海水循环泵(24)连接管道出口分成两路，一路连接浓海水排放开关(25)，另一路与脱气器(22)出口汇合与淡水余热交换器(27)的海水通道入口相连，淡水余热交换器(27 )的海水通道出口通过混合海水流量控制电动阀(29 )与海水加热器(33 )的海水通道入口相连，海水加热器(33)海水通道的出口与第一海水给水槽(6)相连，同时海水加热器海水通道的出口经反馈控制器(30)与混合海水流量控制电动阀(29)相连； 所述的蒸汽泵(32)经蒸汽流量电动阀(31)与海水加热器(33)的蒸汽通道入口相连，海水加热器(33)的蒸汽通道出口分别与第一级冷凝室(2)和第二级冷凝室(7)相连，同时加热器(33 )的蒸汽通道出口经反馈控制器(30 )与蒸汽流量电动阀(31)相连。
2.一种如权利要求1所述装置的板式低温多效海水淡化方法，其特征在于蒸汽泵(32)将抽汽泵入，通过蒸汽流量电动阀(31)后进入海水加热器(33 )，抽汽在海水加热器(33 )中将热量传递给其中的冷端液体混合海水后自身温度下降成为90°C以下的低温热源蒸汽，反馈控制器 (30 )能反馈调节混合海水流量控制电动阀(29 )和蒸汽流量电动阀(31)，实现在抽汽和混合海水工况不稳定的情况下保持低温热源蒸汽温度的稳定，低温热源蒸汽分成两路后分别通入第一级冷凝室(2)和第二级冷凝室(7)，混合海水经过混合海水流量控制电动阀(29)后进入海水加热器(33)中吸热温度升高通入第一级蒸发室(5)上端的第一海水给水槽(6)内，第一海水给水槽(6)的第一吸液棉布(3)上端吸收混合海水，由于吸液棉布的毛细虹吸作用，两侧金属隔板(I)上的整块棉布均匀润湿后形成海水降膜，第一级冷凝室(2 )和第二级冷凝室(7 )内的低温热源蒸汽在腔室内的壁面上遇冷冷凝成淡水，淡水沿着壁面落入底部的淡水收集槽后通过淡水收集泵(26)打入淡水余热交换器(27)内，蒸汽冷凝过程中释放的潜热通过金属隔板传递到反面的海水降膜上，海水降膜吸热后蒸发产生水蒸汽，产生的水蒸汽通过管道被引入第三级冷凝室(10)内，未蒸发的海水通过第一级海水循环泵(34)被打入第二级蒸发室(9)内的第二海水给水槽(8)内，第二吸液棉布(4)吸收第二海水给水槽(8)内的海水后在第二级蒸发室(9)两侧的壁面上形成海水降膜，第二级冷凝室(7)和第三级冷凝室(10)内的部分蒸汽遇到第二级蒸发室(9)两侧的金属隔板后冷凝成淡水，淡水沿着壁面落入淡水收集槽后通过淡水收集泵(25)打入淡水余热交换器(26)内，冷凝释放的潜热穿过金属隔板传递到反面第二级蒸发室(9)两侧壁面上的海水降膜，海水降膜吸热蒸发产生蒸汽，蒸汽通过管道被引入第四级冷凝室(11)内，以此类推，第η-l吸液棉布(40)吸收第η-l级蒸发室(14)上端第η-l海水给水槽(41)内的海水后在第n_l级蒸发室(14)两侧壁面上形成海水降膜，第η-l级冷凝室(13)与第η级冷凝室(16)内的部分蒸汽遇到第η-l级蒸发室(14)两侧的金属隔板后冷凝成淡水，淡水分别沿着壁面落入第η-l淡水收集槽(48)和第η淡水收集槽(43)内，在每一级淡水槽中，当收集槽的液位高于密封塞(38)与浮球(39)距离时，淡水收集槽底面出口打开，液位低于密封塞(38)与浮球(39)距离时，淡水收集槽底面出口密封，能保持收集槽内的液位在设定范围内，实现冷凝室内淡水出口处的液封，淡水通过淡水收集泵(26 )打入淡水余热交换器(27 )内，冷凝释放的潜热穿过金属隔板到第η-l级蒸发室(14)两侧壁面上的海水降膜，海水降膜吸热蒸发后产生蒸汽，蒸汽通过管道被引入第η+1级冷凝室(21)内，未蒸发的海水被第η-l级海水循环泵(44)打入第η级蒸发室(17)，第η级蒸发室(17)吸液棉布上的海水降膜吸收第η级冷凝室(16)内部分蒸汽在腔室右侧冷凝释放的潜热后蒸发产生蒸汽，所产生的蒸汽被引入最后一级冷凝室即第η+1级冷凝室(21)内，未蒸发的海水通过第η海水循环泵(24)抽出后一部分通过浓海水排放开关(25)排出，另一部分作为循环海水引入淡水余热交换器(27)内，海水给水泵(23)把新鲜海水打入第η+1级冷凝室(21)，第η+1级冷凝室(21)内蒸汽遇到管内冷却状态的新鲜海水后凝结成淡水，淡水通过淡水收集泵(26)打入淡水余热交换器(27)内，与混合海水进行热量交换，实现部分淡水热量的回收，在η+1级冷凝室(21)连接的真空泵(20)抽气能使得各冷凝室处于负压，抽真空过程中，每一级冷凝室的压力达到设定值时，与冷凝室相连的压控电动阀自动关闭，当冷凝室压力大于设定值时，与冷凝室相连的压控电动阀开启，维持各级冷凝室内的设定压力，保证各级冷凝室压力梯级递增，实现冷凝室温度的梯级递减分布，从第η+1级冷凝室(21)出来的新鲜海水分成两路,一路连接多余排热水开关(15)后直接向外排放，另一部分在经过加药后通入脱气器(22)进行脱气处理，新鲜海水出了脱气器(22)后与第η海水循环泵(24)出来的循环海水混合，混合海水进入海水加热器(33)吸收抽汽的热量升温后重新引入第一级蒸发室(5)上端的第一海水给水槽(6)内重新进行以 上所述的海水淡化过程，实现了海水淡化装置的循环工作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |