CN103588254A - 一种低压多效循环海水淡化系统 - Google Patents

一种低压多效循环海水淡化系统 Download PDF

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Abstract

一种低压多效循环海水淡化系统,包括海水加热器、蒸汽压缩泵、浓海水收集器、以及多效淡海水换热器及海水冷凝蒸发器组成。蒸汽压缩泵使得最后一效冷凝蒸发器产生超低压,而第一效的压强为一个标准大气压,在压强差的作用下,高压蒸汽依次经过各效依次降温减压并冷凝成淡水,淡水经淡海水换热器使海水预热,各效预热过的海水又流至海水蒸发冷凝器蒸发,从而达到高效节能的目的。

Description

一种低压多效循环海水淡化系统
技术领域
一种低压多效循环海水淡化系统,属于海水淡化领域,主要运用于沿海淡水缺乏地区对海水进行淡化。
背景技术
当今世界,能源与水资源缺乏日益成为当今人类面临的重大问题,为应对水资源缺乏的现状,海水淡化成了解决这一问题的有效方法。而目前对海水进行淡化的有效方法有离子渗透法、闪蒸法、多效低温蒸馏法等。应用低效闪蒸法目的在于将蒸汽冷凝时所放出的热量回收反复利用。从而提高热效率,减少能源消耗。而本发明提出一种压缩真空多效循环海水淡化系统,其利用抽气泵抽气在最后一效冷凝器中产生真空,使得各效间产生压强梯度,蒸气在各效分级冷凝,各效海水冷凝蒸发双冷凝器中蒸汽冷凝所放出的热量又使得海水冷凝蒸发蒸发器中的海水蒸发,在下一效中冷凝,该效产生的高温淡水通过海水预热换热器中的海水冷却管使得海水预热到一定的温度,由此使得海水冷凝淡化过程当中的能量充分的利用起来,达到了高效节能的目的。
发明内容
本发明提出一种低压多效循环海水淡化系统,其利用抽气泵抽气在最后一效冷凝器中产生真空,使得各效间产生压强梯度,蒸气在各效分级冷凝,各效海水冷凝蒸发双冷凝器中蒸汽冷凝所放出的热量又使得海水冷凝蒸发蒸发器中的海水蒸发,在下一效中冷凝,该效产生的高温淡水通过海水预热换热器中的海水冷却管使得海水预热到一定的温度,由此使得海水冷凝淡化过程当中的能量充分的利用起来,达到了高效节能的目的。
本发明一种低压多效循环海水淡化系统,其特征是该系统由海水加热器(1)、蒸汽抽气压缩泵(26)、浓海水收集器(23)、以及多效海水预热换热器(30)及海水冷凝蒸发器(12)(27)组成;所述海水加热器上有海水加热器蒸汽出口(2)、压缩蒸汽入口、海水加热器注水口,海水加热器通过海水加热器蒸汽出口(2)与第一效海水冷凝蒸发双冷凝第一冷凝器(27)相连、压缩蒸汽入口与真空抽气压缩泵(26)相连接、海水加热器注水口与海水预热换热器(30)相连;所述海水冷凝蒸发器(12)(27)由海水冷凝蒸发蒸发器(13)、完全包囊在海水冷凝蒸发蒸发器(13)中的海水冷凝蒸发双冷凝器第二冷凝器(12)与海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)组成,海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)底部有海水加热器蒸汽入口、用于输出高温淡水的海水冷凝蒸发器淡水出水口、海水冷凝蒸发器双冷凝器淡水连通口(11),海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)通过海水加热器蒸汽入口与海水加热器蒸汽出口(2)连接的、通过海水冷凝蒸发器淡水出水口和海水冷凝蒸发器淡水出水管(4)与海水预热换热器(30)连接、通过海水冷凝蒸发器双冷凝器淡水连通口(11)与海水冷凝蒸发双冷凝第二冷凝器(12)连接,海水冷凝蒸发双冷凝器中部有海水冷凝蒸发器双冷凝器蒸汽联通口(8)、海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出口(9)、海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出口(10),海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)通过海水冷凝蒸发器双冷凝器蒸汽联通口(8)与海水冷凝蒸发双冷凝第二冷凝器(12)连接、海水冷凝蒸发双冷凝第二冷凝器(12)通过海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出口(9)与另一效海水冷凝蒸发器中的海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)相连接,海水冷凝蒸发蒸发器(13)通过其上部的海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出口(10)与后一效海水冷凝双蒸发器中的海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)相连接;所述海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出口(9)、海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出口(10)在最后一效与蒸汽抽气压缩泵(26)相连接;所述海水冷凝蒸发蒸发器(13)上部有通过海水冷凝蒸发器海水导入管(15)与海水预热换热器(30)相连接,海水冷凝蒸发蒸发器(13)下部与浓海水收集器(23)相连接;所述海水预热换热器(30)上部有系统海水入口(19),各效海水预热换热器(30)通过效间海水连通管(20)相连接,第一效海水预热换热器(30)与海水加热器相连接,各效预热换热器(30)分别与此效海水冷凝蒸发蒸发器(13)上部相连接,各效海水预热换热器(30)中分别有与此效效数相同数目的淡水冷却管(22),各效海水预热换热器中均有一跟淡水冷却管入口与此效海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)下部相连通,各效海水预热换热器(30)中的海水冷却管(22)出口均通过效间淡水冷却连通管(21)分别与下一效的淡水冷却管(22)入口相连通,最后一效的淡水冷却管(22)通过淡水收集口(29)与淡水收集器(17)相连接;所述蒸汽抽气压缩泵(26)气源与最后一效的海水冷凝蒸发蒸发器(13)及最后一效的海水冷凝蒸发双冷凝器第二冷凝器(12)相连接,蒸汽抽气压缩泵(26)出气口与海水加热器(1)相连接;所述各用于海水、淡水联通的管道上均有电磁控制阀(28)、(16)、(18)、(3)、(7),用于蒸汽通路的管道上均安装有压力单向控制阀(5)、(6)、(24)、(25)。
附图说明
图1为本发明低压多效循环海水淡化系统只有一效时的示意图。
图2为本发明海水加热器的结构图。
图3为本发明压缩真空多效循环海水淡化系统有四效时的示意图。
图示标示
1.海水加热器                          2.海水加热器蒸汽出口
3.海水加热器海水注水夹                4.海水冷凝蒸发器淡水出水管
5.海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出管单向止气夹
6.海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出管止气夹  7.浓海水出口控制夹
8.海水冷凝蒸发器双冷凝器蒸汽联通口    9.海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出口
10海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出口        11海水冷凝蒸发双冷凝器淡水联通口
12海水冷凝蒸发双冷凝器第二冷凝器      13海水冷凝蒸发蒸发器
14海水冷凝蒸发蒸发器抽气管            15海水冷凝蒸发器海水导入管
16淡水收集口止水夹                    17淡水收集器
18系统海水入口止水夹                  19系统海水入口
20效间海水联通管                      21效间淡水冷却连通管
22淡水冷却管                          23浓海水收集器
24海水冷凝蒸发蒸发器抽气管止气夹      25海水冷凝蒸发冷凝器抽气管止气夹
26真气抽气压缩泵                      27海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器
28海水冷凝蒸发器海水导入管止水夹      29淡水收集口
30海水预热换热器                      31海水加热器海水注入口
32海水加热器蒸汽出口止气夹            33空气排放口止气夹
34低压压缩混合气体进气口止气夹        35低压压缩混合气体进气口
36空气与水蒸气混合气体                37待加热海水
具体实施方式
由图1、图3可以看出本发明由海水加热器(1)、蒸汽抽气压缩泵(26)、浓海水收集器(23)、以及多效海水预热换热器(30)及海水冷凝蒸发器组成。其中海水加热器上有与第一效海水冷凝蒸发双冷凝第一冷凝器(27)相连的海水加热器蒸汽出口(2)、真空抽气压缩泵(26)相连接的压缩蒸汽入口、与海水预热换热器(30)相连的海水加热器注水口。
本发明海水冷凝蒸发器由海水冷凝蒸发蒸发器(13)、完全包囊在海水冷凝蒸发蒸发器(13)中的海水冷凝蒸发双冷凝器第二冷凝器(12)与海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)组成,海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)底部有与海水加热器蒸汽出口(2)连接的海水加热器蒸汽入口、与海水预热换热器(30)通过海水冷凝蒸发器淡水出水管(4)连接的用于输出高温淡水的海水冷凝蒸发器淡水出水口、与海水冷凝蒸发双冷凝第二冷凝器(12)连接的用于将海水冷凝蒸发双冷凝器的第一、第二冷凝器中冷凝后的淡水连接相通的海水冷凝蒸发器双冷凝器淡水连通口(11),海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)中部有与海水冷凝蒸发双冷凝第二冷凝器(12)连接的海水冷凝蒸发器双冷凝器蒸汽联通口(8),其用于将海水冷凝蒸发双冷凝器的第一、第二冷凝器中的蒸汽相连通,海水冷凝蒸发双冷凝第二冷凝器(12)上部有与另一效海水冷凝蒸发器中的海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)相连接的海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出口(9),海水冷凝蒸发蒸发器(13)上部有与后一效海水冷凝宁蒸发器中的海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)相连接的海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出口(10)。海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出口(9)、海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出口(10)在最后一效与蒸汽抽气压缩泵(26)相连接。海水冷凝蒸发蒸发器(13)上部有通过海水冷凝蒸发器海水导入管(15)与海水预热换热器(30)相连接,海水冷凝蒸发蒸发器(13)下部与浓海水收集器(23)相连接。
本发明的最后一效海水预热换热器(30)上部有系统海水入口(19),各效海水预热换热器(30)通过效间海水连通管(20)相连接,第一效海水预热换热器(30)与海水加热器相连接,各效预热换热器(30)分别与此效海水冷凝蒸发蒸发器(13)上部相连接,各效海水预热换热器(30)中分别有与此效效数相同数目的用于冷却被海水冷凝蒸发双冷凝器冷凝后的淡水的淡水冷却管(22),各效海水预热换热器中均有一跟淡水冷却管入口与此效海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)下部相连通,各效海水预热换热器(30)中的海水冷却管(22)出口均通过效间淡水冷却连通管(21)分别与下一效的淡水冷却管(22)入口相连通,最后一效的淡水冷却管(22)通过淡水收集口(29)与淡水收集器(17)相连接。
本发明的蒸汽抽气压缩泵(26)气源与最后一效的海水冷凝蒸发蒸发器(13)及最后一效的海水冷凝蒸发双冷凝器第二冷凝器(12)相连接,蒸汽抽气压缩泵(26)出气口与海水加热器(1)相连接。
本发明中各用于海水、淡水联通的管道上均有电磁控制阀(28)、(16)、(18)、(3)、(7),用于蒸汽通路的管道上均安装有温度、压力单向控制阀(5)、(6)、(24)、(25)。
本系统运作时,先预设好各效间的压力梯度,预先确定各效海水冷凝蒸发器中海水冷凝蒸发双冷凝器与海水冷凝蒸发蒸发器中的温度,由此与温度对应与之相应的压力,利用对应的压力数据分别控制海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出管单向止气夹(5)与海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出管止气夹(6)的闭合与导通。
本系统在运作前,将各效海水冷凝蒸发双冷凝器与各效海水冷凝蒸发蒸发器抽成真空,向海水加热器(1)与各效海水冷凝蒸发蒸发器(13)注一定量的海水,此时,第一效海水冷凝蒸发双冷凝器与各效海水冷凝蒸发蒸发器中将充满低压水蒸气,当对海水加热器(1)进行加热时,海水加热器(1)中的温度不断升高,第一效海水冷凝蒸发双冷凝器中水蒸气的压力不断升高,由于第一效海水冷凝蒸发蒸发器(13)中有低温的海水,使得第一效海水冷凝蒸发双冷凝器中的水蒸气冷凝成淡水存于该效海水冷凝蒸发双冷凝器的底部并通过海水冷凝蒸发器淡水出水管(4)流入海水预热换热器(30)中的淡水冷却管(22)中冷却。而此时,海水冷凝蒸发双冷凝器中的海水吸收海水冷凝蒸发蒸发器(13)中水蒸气冷凝的液化热后温度升高,导致海水冷凝蒸发双冷凝器中的水蒸气的压力升高。当该效海水冷凝蒸发双冷凝器中的海水温度达到海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出管单向止气夹(5)的导通温度时,海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出管单向止气夹(5)导通,向下一效海水冷凝蒸发双冷凝器中输出蒸汽,使蒸汽在下一效海水冷凝蒸发双冷凝器中进行与第一效相同的冷凝过程。当海水冷凝蒸发蒸发器(13)中的压力降到一定程度时,海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出管单向止气夹(5)关闭。由于海水中溶解有一定量的空气,在加热过程当中当各效的海水冷凝蒸发双冷凝器中的空气量将增加,此时蒸汽分压将降低,当各效海水冷凝蒸发双冷凝器中的空气分压增大到一定程度时,各效海水冷凝蒸发双冷凝器中的蒸汽冷凝量将不断减少,但上一效仍在持续向该效海水冷凝蒸发双冷凝器输入蒸汽,由此导致该效海水冷凝蒸发双冷凝器中的压力不断被升高,当达到海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出管止气夹(6)导通所需要的压力时,海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出管止气夹(6)导通向下一效将空气与水蒸气的混合气体放出。当该效海水冷凝蒸发双冷凝器中的压力降到一定时,海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出管止气夹(6)关闭。以后各效亦重复第一效的控制过程。当最后一效海水冷凝蒸发双冷凝器中的压力达到设定的最高值时,海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出管止气夹(6)、海水冷凝蒸发蒸发器抽气管止气夹(24)均将打开,蒸汽抽气压缩泵(26)将最后一效海水冷凝蒸发双冷凝器中空气与水蒸气的混合物抽出送往海水加热器(1)。当最后一效海水冷凝蒸发蒸发器(13)中的压力达到设定的压力上限时,最后一效海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出管单向止气夹(5)与海水冷凝蒸发冷凝器抽气管止气夹(25)均将打开,蒸汽抽气泵(26)将最后一效海水冷凝蒸发蒸发器中的空气与水蒸气的混合物送往海水加热器(1)中,当最后一效海水冷凝蒸发双冷凝器(13)中的压力下降到设定最低下限时,最后一效海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出管单向止气夹(5)与海水冷凝蒸发冷凝器抽气管止气夹(25)将关闭。
如图2可知本发明的海水加热器(1)的具体结构为一U型结构,U型结构的一端用于海水加热,并将加热后蒸发的水蒸气通过海水加热器蒸汽出口(2)送往第一效海水冷凝蒸发双冷凝器中。U型结构的另一端上部有用于与蒸汽抽气压缩泵(26)相连通的低压压缩混合气体进气口(35)、与大气通过空气排放口止气夹(33)隔开的空气排放口。当低压压缩混合气体进气口(35)接受来自蒸汽抽气压缩泵(26)输送来的压缩混合气体时,U型结构的右端上部将充满空气与水蒸气,当通入的空气的量不断增加时,空气的分压增大,导致U型结构右端的气压上升,最终导致水蒸气冷凝以减低此段的压强,当空气的量不断增加到一定程度时,U型结构右端中的气压将并不再由于水蒸气的冷凝而降低,此时,U型结构夅的气压将不断升高,当达到设定的压力上限时,空气排放口止气夹(33)打开将其中的空气排放到大气当中,当其中的气压下降到设定的气压下限时,空气排放口止气夹(33)关闭。由此,便达到了将整个系统中海水中的空气排入大气当中,同时使得将最后一效中的低压气体的液化潜热重新利用的目的。

Claims (1)

1.一种低压多效循环海水淡化系统,其特征是该系统由海水加热器(1)、蒸汽抽气压缩泵(26)、浓海水收集器(23)、以及多效海水预热换热器(30)及海水冷凝蒸发器(12)(27)组成;所述海水加热器上有海水加热器蒸汽出口(2)、压缩蒸汽入口、海水加热器注水口,海水加热器通过海水加热器蒸汽出口(2)与第一效海水冷凝蒸发双冷凝第一冷凝器(27)相连、压缩蒸汽入口与真空抽气压缩泵(26)相连接、海水加热器注水口与海水预热换热器(30)相连;所述海水冷凝蒸发器(12)(27)由海水冷凝蒸发蒸发器(13)、完全包囊在海水冷凝蒸发蒸发器(13)中的海水冷凝蒸发双冷凝器第二冷凝器(12)与海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)组成,海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)底部有海水加热器蒸汽入口、用于输出高温淡水的海水冷凝蒸发器淡水出水口、海水冷凝蒸发器双冷凝器淡水连通口(11),海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)通过海水加热器蒸汽入口与海水加热器蒸汽出口(2)连接的、通过海水冷凝蒸发器淡水出水口和海水冷凝蒸发器淡水出水管(4)与海水预热换热器(30)连接、通过海水冷凝蒸发器双冷凝器淡水连通口(11)与海水冷凝蒸发双冷凝第二冷凝器(12)连接,海水冷凝蒸发双冷凝器中部有海水冷凝蒸发器双冷凝器蒸汽联通口(8)、海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出口(9)、海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出口(10),海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)通过海水冷凝蒸发器双冷凝器蒸汽联通口(8)与海水冷凝蒸发双冷凝第二冷凝器(12)连接、海水冷凝蒸发双冷凝第二冷凝器(12)通过海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出口(9)与另一效海水冷凝蒸发器中的海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)相连接,海水冷凝蒸发蒸发器(13)通过其上部的海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出口(10)与后一效海水冷凝双蒸发器中的海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)相连接;所述海水冷凝蒸发冷凝器蒸汽导出口(9)、海水冷凝蒸发蒸发器蒸汽导出口(10)在最后一效与蒸汽抽气压缩泵(26)相连接;所述海水冷凝蒸发蒸发器(13)上部有通过海水冷凝蒸发器海水导入管(15)与海水预热换热器(30)相连接,海水冷凝蒸发蒸发器(13)下部与浓海水收集器(23)相连接;所述海水预热换热器(30)上部有系统海水入口(19),各效海水预热换热器(30)通过效间海水连通管(20)相连接,第一效海水预热换热器(30)与海水加热器相连接,各效预热换热器(30)分别与此效海水冷凝蒸发蒸发器(13)上部相连接,各效海水预热换热器(30)中分别有与此效效数相同数目的淡水冷却管(22),各效海水预热换热器中均有一跟淡水冷却管入口与此效海水冷凝蒸发双冷凝器第一冷凝器(27)下部相连通,各效海水预热换热器(30)中的海水冷却管(22)出口均通过效间淡水冷却连通管(21)分别与下一效的淡水冷却管(22)入口相连通,最后一效的淡水冷却管(22)通过淡水收集口(29)与淡水收集器(17)相连接;所述蒸汽抽气压缩泵(26)气源与最后一效的海水冷凝蒸发蒸发器(13)及最后一效的海水冷凝蒸发双冷凝器第二冷凝器(12)相连接,蒸汽抽气压缩泵(26)出气口与海水加热器(1)相连接;所述各用于海水、淡水联通的管道上均有电磁控制阀(28)、(16)、(18)、(3)、(7),用于蒸汽通路的管道上均安装有由压力控制的单向控制阀(5)、(6)、(24)、(25)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109675338A (zh) * 2019-01-22 2019-04-26 天津乐科节能科技有限公司 一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统及方法
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