CN104150547B - 全相变蒸馏海水淡化装置 - Google Patents

全相变蒸馏海水淡化装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全相变蒸馏海水淡化装置,它包括海水蒸发器(1)、海水蒸汽冷凝器(2)、海水泵(3)、(4)、回热水泵(7)、真空泵(8)、管束(5)、管束(6)、浓海水阀(26)、淡水阀(30);该海水淡化装置为双罐体立式结构,海水蒸发器(1)和海水蒸发冷凝器(2)通过汽管相连通,其特点是:由海水蒸发器内的管束(5)、海水蒸汽冷凝器内的管束(6)、回热水泵(7)通过汽管、水管组成一个封闭系统,回热液在系统的管束内表面是相变传热,海水在罐体内系统的管束外表面也是相变传热,由于是全相变传热,热阻很小,导热性很高,使海水淡化装置能回收海水汽化热,电能耗损少,造水比为20~50,海水只和海水蒸发器内的管束(5)外表面接触,腐蚀性减小。

Description

全相变蒸馏海水淡化装置
技术领域
本发明涉及一种海水淡化装置,具体地说,是运用蒸馏法进行海水或盐碱水的淡化装置。
背景技术
中国发明专利专利号为2010105465098、专利申请号为201110350959.4公开的技术方案,都能回收海水蒸汽液化过程中释放的热量,由于海水淡化过程中为非全相变传热,电能消耗比较大,淡化效率比较低,管束腐蚀比较大。
发明内容
本发明是对专利申请号20111350959.4的技术方案进行改进,其目的是克服现有技术的缺点,提供一种热能、电能消耗少、产水效率高、腐蚀性比较小的海水淡化装置。
前述专利技术使用未蒸发海水去回收海水汽化热,即海水淡化过程为非全相变传热。本发明海水淡化装置采用全相变蒸馏技术回收海水汽化热;把能回收海水汽化热的物质称为回热液,回热液采用纯净水或其他液体,本发明的回热液为纯净水。
所谓全相变蒸馏技术:就是海水汽化吸热的时刻,回热液由汽体液化放热的时刻;海水蒸汽液化放热的时刻,回热液由液体汽化吸热的时刻。海水是相变传热,回热液也是相变传热。两种物质在热交换过程中都是相变传热,称为全相变传热。将全相变传热用在海水蒸馏淡化过程中,称为全相变蒸馏技术。
本发明的罐体为立式(或卧式)结构,淡化装置有双罐体、多罐体两类结构形式,多罐体是由两个以上双罐体淡化装置并联而成的组合体,并联方式和前述已有技术的方式相同,这里不再叙述。其他与本改进技术方案无关的双罐体淡化装置的内容,全部略掉不予叙述。
本发明的目的是由具有如下结构的全相变蒸馏海水淡化装置来实现的,该淡化装置包括:海水蒸发器、海水蒸汽冷凝器、海水泵、真空泵,海水蒸发器包括:罐体、端盖、挡水器、管束、管板、管板盖,海水蒸汽冷凝器包括:罐体、端盖、管束、管板、管板盖。海水蒸发器的罐体内由上而下的连接顺序为,端盖与罐体,挡水器,挡水器下部为上管板盖与上管板,上管板与管束的每根管上端部、管束的每根管下端部与下管板、下管板与下管板盖、密封连接。海水蒸汽冷凝器的罐体内由上而下的连接顺序为:端盖与罐体、上管板盖与上管板、上管板与管束的每根管上端部、管束的每根管下端部与下管板、下管板与下管板盖密封连接。海水蒸发器的罐体上部与海水蒸汽冷凝器上部由汽管密封连接。海水泵(3)进水口与加热水源连接,出水口与海水蒸发器的罐体内的喷嘴连接。真空泵吸气口与海水蒸汽冷凝器的罐体密封连接。本发明海水淡化装置还包括一个回热液往复循环的封闭系统,该系统由回热水泵、回热水箱、汽管、水管、海水蒸发器与海水蒸汽冷凝器罐体内的管板盖、管板、管束连接而成。该淡化装置还包括一个温度调节装置,该调节装置由海水泵(4)、海水阀、喷嘴连接而成。
该海水淡化装置由于是全相变传热,热阻很小,导热性很高,该海水淡化装置能回收海水汽化热,电能损耗很少,造水比为20~50,海水只和管束(5)外表面接触,腐蚀性减少。
本发明将通过具体的实施例和附图更详细说明。
附图说明
图1为全相变蒸馏海水淡化装置立式双罐体主体结构示意图
图2为全相变蒸馏海水淡化装置立式双罐体实施例结构示意图
具体实施方式
如图1所示全相变蒸馏海水淡化装置立式双罐体主体结构示意图。其中包括海水蒸发器(1)、海水蒸汽冷凝器(2)、管束(5)、管束(6)、回热水泵(7)、海水泵(3)、海水泵(4)、真空泵(8)、浓海水阀(26)、淡水阀(30)。海水泵(3)通过喷嘴(36)将加热海水喷淋到海水蒸发器(1)内的管束(5)上部各管外表面,蒸汽通过汽管进入海水蒸汽冷凝器(2)内的管束(6)外表面凝结为淡水,淡水通过淡水阀(30)排出。未蒸发的浓海水通过浓海水阀(26)排出。由海水蒸发器(1)内的管束(5)、回热水泵(7)、海水蒸汽冷凝器(2)内的管束(6),通过汽管水管密封连接成一个封闭系统,回热液在该系统内往复循环回收海水汽化热。海水泵(4)通过喷嘴将冷水喷淋到管束(5)中部外表面,调节管束(5)内的温度、压力。
如图2所示全相变蒸馏海水淡化装置立式双罐体实施例结构示意图。
本发明全相变蒸馏海水淡化装置立式双罐体由海水蒸发器(1)、海水蒸汽冷凝器(2)、海水泵(3)、真空泵(8)组成。海水蒸发器(1)由下述部件连接而成,端盖(12)与罐体(10)密封连接,罐体(10)内上部安装挡水器(38),挡水器(38)下部由上管板盖(18)和上管板(16)、上管板(16)和管束(5)每根管上端部、管束(5)每根管下端部与下管板(14)、下管板(14)与下管板盖(20)顺次密封连接;海水蒸汽冷凝器(2)由下述部件连接而成,端盖(13)与罐体(11)密封连接,罐体(11)内上部,上管板盖(19)与上管(板17)、上管板(17)与管束(6)每根管上端部、管束(6)每根管下端部与下管板(15)、下管板(15)与下管板盖(21)顺次密封连接。
该淡化装置两罐体是由汽管(32)两端部分别与罐体(10)上部、罐体(11)上部密封连接。海水泵(3)的进水口通过水管与热水源连接,出水口通过水管与海水阀(23)进水口密封连接,该阀出水口通过水管穿过罐体(10)与罐体(10)密封连接,水管端部与喷嘴(36)连接。浓海水阀(26)进水口通过水管与罐体(10)密封连接。淡水阀(30)进水口通过水管与罐体(11)密封连接。真空泵(8)吸气口通过气管与罐体(11)密封连接,出气口通过气管与真空阀(31)进气口密封连接。
全相变蒸馏海水淡化装置,包括一个回热液往复循环的密封系统,该系统由管板盖(18、19、20、21)、汽管(33)、水管(34、35)、回热水泵(7)、回热水箱(9)、管束(22)、真空阀(27)、注水阀(28)、回热阀(29)各部件密封连接而成。开机后回热液在系统内汽化液化往复循环。该淡化装置还包括一个温度调节装置,该装置由海水泵(4)、海水阀(24)、喷嘴(37)、循环海水阀(25)密封连接而成,开机后,环境海水,冷冻海水由喷嘴(37)喷到管束(5)的中部外表面,调节封闭系统内部的温度压力。
现在具体地叙述封闭系统的连接,汽管(33)一端部与上管板盖(18)密封连接,该汽管穿过罐体(10)、罐体(11),与罐体(10)、罐体(11)密封连接,另一端部与上管板盖(19)密封连接。水管(34)一端部与下管板盖(20)密封连接,该水管穿过罐体(10)与罐体(10)密封连接,另一端部与回热水箱(9)密封连接。水管(35)一端部与回热水箱(9)密封连接,该水管穿过罐体(11)、下管板盖(21)与罐体(11)、下管板盖(21)密封连接。回热水泵(7)进水口通过水管与回热水箱(9)密封连接,出水口通过水管与回热阀(29)进水口密封连接,该阀出水口通过水管穿过罐体(11)、下管板盖(21)与罐体(11)、下管板盖(21)密封连接,进入下管板盖(21)内的水管上,安装管束(22),管束(22)的每根管进入管束(6)的每根管内,管束(22)的每根管的出水口安装喷嘴。从水管(34)水管(35)进入回热水箱(9)的水的重量比为1∶1~1∶6。
调节装置是这样连接的,海水泵(4)进水口通过水管与环境温度海水源连接,出水口通过水管与海水阀(24)进水口密封连接,该阀出水口通过水管穿过罐体(10)与该罐体(10)密封连接,水管再与喷嘴(37)连接。循环海水阀(25)进水口通过水管穿入罐体(10)与罐体(10)密封连接,出水口通过水管与海水泵(4)进水口连接。从罐体(10)出来的是冷冻海水。真空阀(27)吸气口通过气管穿过罐体(10),再穿入下管板盖(20)与罐体(10)、下管板盖(20)密封连接,出气口通过气管与真空泵(8)吸气口密封连接。注水阀(28)出水口通过水管与回热水箱(9)密封连接,进水口通过水管与净化水源连接。进入海水泵(4)的是两股水:一股水是从系统外进入的海水,是环境温度的海水,简称为环境海水,另一股水是从循环海水阀(25)进入的海水,称为冷冻海水。环境海水与冷冻海水的重量比为1∶1~1∶5,进入海水泵(3)的加热海水与进入海水泵(4)的环境海水的重量比为1∶1。冬季时期不用冷冻海水,加热海水和环境海水重量比为5∶1~1∶1。

Claims (5)

1.一种全相变蒸馏海水淡化装置,该淡化装置为双罐体立式结构,包括海水蒸发器(1)、海水蒸汽冷凝器(2)、海水泵(3)、真空泵(8),海水蒸发器(1)包括管束(5)、罐体(10)、端盖(12)、挡水器(38)、上管板盖(18)、上管板(16)、下管板(14)、下管板盖(20)、喷嘴(36),海水蒸汽冷凝器(2)包括管束(6)、罐体(11)、端盖(13)、上管板盖(19)、上管板(17)、下管板(15)、下管板盖(21);海水蒸发器(1)内的部件连接关系为,端盖(12)和罐体(10)密封连接,罐体(10)内的上部安装挡水器(38),挡水器(38)下部顺次向下连接如下:上管板盖(18)和上管板(16)、上管板(16)和管束(5)每根管的上端部、下管板(14)和管束(5)每根管的下端部、下管板(14)和下管板盖(20)密封连接,海水蒸汽冷凝器(2)内的部件连接关系为:端盖(13)和罐体(11)密封连接,罐体(11)内由上部开始顺次向下连接如下:上管板盖(19)和上管板(17)、上管板(17)和管束(6)每根管的上端部、下管板(15)和管束(6)每根管的下端部、下管板(15)和下管板盖(21)密封连接,汽管(32)两端部分别和罐体(10)、罐体(11)上部密封连接;海水泵(3)进水口通过水管与加热海水连接,出水口通过水管与海水阀(23)进水口密封连接,该阀出水口通过水管穿过罐体(10)与罐体(10)密封连接,水管再与喷嘴(36)连接;真空泵(8)吸气口通过气管与罐体(11)密封连接,出气口通过气管与真空阀(31)进气口密封连接;浓海水阀(26)进水口通过水管与罐体(10)密封连接;淡水阀(30)进水口通过水管与罐体(11)密封连接;其特征在于,该淡化装置包括一个回热液往复循环的封闭系统,该系统由管束(5)、管束(6)、管盖板(18、19、20、21)、汽管(33)、水管(34、35)、回热水泵(7)、回热水箱(9)、管束(22),真空阀(27)、注水阀(28)连接而成,当回热水泵(7)开机后,回热液是纯净水,就在该系统内往复循环;该淡化装置还包括一个温度调节装置,该装置包括海水泵(4)、海水阀(24)、循环海水阀(25)、喷嘴(37);封闭系统各部件相互连接关系如下:汽管(33)一端部和上管板盖(18)密封连接,该汽管穿过罐体(10)、罐体(11)和罐体(10)、罐体(11)密封连接,该汽管另一端部和上管板盖(19)密封连接;水管(34)一端部和下管板盖(20)密封连接,水管穿过罐体(10)与罐体(10)密封连接,另一端部和回热水箱(9)密封连接;水管(35)一端部和回热水箱(9)密封连接,水管穿过罐体(11)与罐体(11)密封连接,另一端部和下管板盖(21)密封连接,回热水泵(7)进水口通过水管与回热水箱(9)密封连接,出水口通过水管与回热阀(29)进水口密封连接,该阀出水口通过水管穿过罐体(11)、下管板盖(21)与罐体(11)、下管板盖(21)密封连接,进入下管板盖(21)内的水管上,安装管束(22),管束(22)的每根管进入管束(6)的每根管内,管束(22)的每根管的出水口安装喷嘴;该温度调节装置各部件相互连接关系如下:海水泵(4)进水口通过水管与环境海水连接,从系统外进入的海水称为环境海水,出水口通过水管与海水阀(24)进水口密封连接,海水阀(24)出水口通过水管穿过罐体(10)与罐体(10)密封连接,水管再与喷嘴(37)连接;真空阀(27)吸气口通过气管穿过罐体(10)与罐体(10)密封连接,气管端部与下管板盖(20)密封连接,出气口通过气管与真空泵(8)吸气口密封连接;注水阀(28)出水口通过水管与回热水箱(9)密封连接,进水口通过水管与纯净水源连接。
2.根据权利要求1所述的全相变蒸馏海水淡化装置,其特征为:循环海水阀(25)进水口通过水管穿入罐体(10)与罐体(10)密封连接,从罐体(10)出来的海水,称为冷冻海水,该冷冻海水通过水管与循环海水阀(25)进水口密封连接,出水口通过水管与海水泵(4)进水口密封连接。
3.根据权利要求1所述全相变蒸馏海水淡化装置,其特征为:从水管(34、35)分别进入回热水箱(9)水的重量是1∶1~1∶6。
4.根据权利要求1所述全相变蒸馏海水淡化装置,其特征为:进入海水泵(3)的加热海水与进入海水泵(4)的环境海水的重量比是1∶1,进入海水泵(4)的环境海水与进入海水泵(4)的冷冻海水的重量比是1∶1~1∶5。
5.根据权利要求4所述全相变蒸馏海水淡化装置,其特征为:冬季时期冷冻海水停止使用,进入海水泵(3)的加热海水与进入海水泵(4)的环境海水的重量比是5∶1~1∶1。
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