CN104150671B - 一种利用废气余热加热海水的海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种利用废气余热加热海水的海水淡化装置，是通过设置贯穿全部海水蒸发罐的废气加热通道和连通各个海水蒸发罐的空气循环通道及淡水流出通道，构成一种梯级利用热量加湿除湿，制取淡水和固态海盐的海水淡化装置。发电行业、玻璃行业、水泥行业、钢铁行业的高温废气进入各级海水蒸发罐的加热管加热蒸发海水。空气沿循环回路流动，将各级海水蒸发罐内的水蒸汽带入冷凝管中凝结成淡水并进入淡水收集管流出海水淡化装置。随着淡水不断产出，海水及时逐级向前自动补充。第一级海水蒸发罐内海水蒸发量最大，补充进来的海水盐浓度高，海盐结晶沉积罐底。打开海盐排出阀排出固态海盐，实现淡水和盐的分离。

Description

一种利用废气余热加热海水的海水淡化装置

所属技术领域

本发明涉及一种海水淡化装置，具体为一种利用废气余热加热海水的海水淡化装置。

背景技术

随着全球水危机加剧，海水淡化产业已经进入迅猛发展时期，也迎来了海水淡化技术进步的大好时机。目前，多效蒸馏法、多级闪蒸法和反渗透膜法是全球主流技术。快速喷雾蒸馏法是美国发明的新技术，具有淡化海水的同时获得固态海盐的技术优势，解决了多效蒸馏法、多级闪蒸法和反渗透膜法面临的浓海水排放问题。中国发明专利《一种热空气多级加热的海水淡化装置》(专利号201410396027.7)运用空气加湿除湿原理，利用热空气作热源，将海水分离成淡水和固态海盐。同快速喷雾蒸馏法比较，取消了喷雾系统，简化了淡水和固态海盐分离工艺，设备简单，能耗降低。但是，该发明也同快速喷雾蒸馏法一样，热空气必须是清洁空气，不能是工业废气。太阳能光热可通过槽式太阳能光热系统加热空气加以利用。而发电行业、玻璃行业、水泥行业、钢铁行业的高温废气不能直接进入海水蒸发罐内加热海水。只能通过换热器加热空气后，热空气进入海水蒸发罐加热海水。这种技术方案存在两大问题：一是增加换热器投资和设备布置空间；二是增加换热器的换热损失。解决这两大问题必须寻求新技术方案。

综合各种影响因素，设置高温废气加热海水的加热通道加热海水，空气在循环回路的海水蒸发罐内反复加湿除湿分离出蒸馏水和海盐，才是技术可靠、成本低廉、能解决上述两个问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的是设置贯穿全部海水蒸发罐的废气加热通道和连通各个海水蒸发罐的空气循环通道及淡水流出通道，构成一种梯级利用热量加湿除湿，制取淡水和固态海盐的海水淡化装置。

为了实现上述目的，本发明的方案是：其结构包括多级海水蒸发罐、多组冷凝管、多组加热管、废气进入管、废气排出管、风机、空气回路管、淡水收集管、海水流入管、水位控制器、温度计、海盐排出阀。其特征在于：所述多级海水蒸发罐在同一水平位置排成一列，废气进入管连通第一级海水蒸发罐内的加热管，相邻两级海水蒸发罐内的加热管连通，废气排出管连通最后一级海水蒸发罐内的加热管，构成废气加热通道。风机出风口的空气回路管连通第一级海水蒸发罐底部。各冷凝管连通前一级海水蒸发罐顶部空间和后一级海水蒸发罐底部空间。各冷凝管先沉入海水蒸发罐底部，再升到海水蒸发罐上部，然后又沉到海水蒸发罐底部。冷凝管中部有一个最低部位和一个最高部位。风机进风口的空气回路管连通最后一级海水蒸发罐顶部。由此构成空气循环通道。各级海水蒸发罐内的冷凝管中部最低部位都连通海水蒸发罐底部的淡水收集管，淡水收集管出口设在最后一级海水蒸发罐底部侧面，构成淡水流出通道。最高水位线定在海水蒸发罐上部合理位置。各级海水蒸发罐内的冷凝管中部最高部位都高于最高水位线，保证海水不能流入淡水收集管内。全部海水蒸发罐底部连通，海水流入管连通最后一级海水蒸发罐。水位控制器安装在最后一级海水蒸发罐内。在第一级海水蒸发罐上部水位线以下安装温度计。在第一级海水蒸发罐底部安装海盐排出阀。

所述冷凝管和加热管都由导热性好且耐海水腐蚀的材料制成。

所述海水蒸发罐外表及布置在海水蒸发罐外部的冷凝管都外包保温层。

本发明的优点在于：一是工业废气余热作热源，能提高发电行业、玻璃行业、水泥行业、钢铁行业的高温废气热能利用率，降低工业能耗。二是取代燃烧煤和燃油作热源的多效蒸馏法和多级闪蒸法，直接用燃烧废气代替蒸汽供热，节省设备投资的同时，热能利用率提高。三是没有浓海水排放，环境友好。四是辅助系统少，自动化程度高，操作简单，运行故障少。

附图说明

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明结构示意图。

图中，1、废气进入管，2、海盐排出阀，3、第一级海水蒸发罐，4、第二级海水蒸发罐，5、第三级海水蒸发罐，6、第四级海水蒸发罐，7、第五级海水蒸发罐，8、第六级海水蒸发罐，9、淡水收集管，10、海水流入管，11、废气排出管，12、连通第五第六级海水蒸发罐的冷凝管，13、风机进风口的空气回路管，14、风机，15、风机出风口的空气回路管。

具体实施方式

如图1所示，6个海水蒸发罐在同一水平位置排成一列，废气进入管1连通第一级海水蒸发罐3内的加热管，相邻两级海水蒸发罐内的加热管连通，废气排出管11连通第六级海水蒸发罐8内的加热管，构成废气加热通道。风机出风口的空气回路管15连通第一级海水蒸发罐底部，各冷凝管连通前一级海水蒸发罐顶部空间和后一级海水蒸发罐底部空间(例如连通第五第六级海水蒸发罐的冷凝管12连通第五级海水蒸发罐7顶部空间和第六级海水蒸发罐8底部空间。)，风机进风口的空气回路管13连通第六级海水蒸发罐8顶部，风机14连通风机出风口的空气回路管15和风机进风口的空气回路管13，构成空气循环通道。各级海水蒸发罐内的冷凝管中部最低部位都连通海水蒸发罐底部的淡水收集管9，淡水收集管出口设在第六级海水蒸发罐8底部侧面，构成淡水流出通道。6个海水蒸发罐底部连通，海水流入管10连通第六级海水蒸发罐8。水位控制器安装在第六级海水蒸发罐8内，最高水位线定在海水蒸发罐高度的三分之二处。在第一级海水蒸发罐上部水位线以下安装温度计。在第一级海水蒸发罐3底部安装海盐排出阀2。

本发明的工作过程是：海水流入管10接通海水源，向第六级海水蒸发罐8内注入海水，达到最高水位线，水位控制器自动停供海水。接通工业废气源，工业废气由废气进入管1流入废气加热通道，依次流经第一级海水蒸发罐3加热管、第二级海水蒸发罐4加热管、第三级海水蒸发罐5加热管、第四级海水蒸发罐6加热管、第五级海水蒸发罐7加热管、第六级海水蒸发罐8加热管，逐级降温加热海水，最后经废气排出管11排出废气加热通道。温度计显示第一级海水蒸发罐3内海水达到规定温度，启动风机14，空气流入第一级海水蒸发罐3底部将水蒸汽带出水面，进入连通第一第二级海水蒸发罐的冷凝管。因冷凝管外温度低，冷凝管内的水蒸汽向冷凝管外的海水放热，部分冷凝成水进入淡水收集管9。空气和没冷凝的水蒸汽进入第二级海水蒸发罐底部又将水蒸汽带出水面，进入连通第二第三级海水蒸发罐的冷凝管。在各级海水蒸发罐内重复上述加湿除湿过程，直到空气流出第六级海水蒸发罐8，流向风机14，进入下一循环。各级海水蒸发罐冷凝管内冷凝的水都进入淡水收集管9并流出海水淡化装置。随着淡水不断产出，海水及时补充到第六级海水蒸发罐8内，并逐级向前自动补充海水。第一级海水蒸发罐3内海水蒸发量最大，补充进来的海水盐浓度高，海盐只有结晶沉积罐底。打开海盐排出阀2排出固态海盐，实现淡水和盐的分离。

Claims (2)

1.一种利用废气余热加热海水的海水淡化装置，包括多级海水蒸发罐、多组冷凝管、多组加热管、废气进入管、废气排出管、风机、空气回路管、淡水收集管、海水流入管、水位控制器、温度计、海盐排出阀，其特征在于：所述多级海水蒸发罐在同一水平位置排成一列，废气进入管连通第一级海水蒸发罐内的加热管，相邻两级海水蒸发罐内的加热管连通，废气排出管连通最后一级海水蒸发罐内的加热管，构成废气加热通道，风机出风口的空气回路管连通第一级海水蒸发罐底部，各冷凝管连通前一级海水蒸发罐顶部空间和后一级海水蒸发罐底部空间，各冷凝管先沉入海水蒸发罐底部，再升到海水蒸发罐上部，然后又沉到海水蒸发罐底部，冷凝管中部有一个最低部位和一个最高部位，风机进风口的空气回路管连通最后一级海水蒸发罐顶部，由此构成空气循环通道，各级海水蒸发罐内的冷凝管中部最低部位都连通海水蒸发罐底部的淡水收集管，淡水收集管出口设在最后一级海水蒸发罐底部侧面，构成淡水流出通道，最高水位线定在海水蒸发罐上部合理位置，各级海水蒸发罐内的冷凝管中部最高部位都高于最高水位线，保证海水不能流入淡水收集管内，全部海水蒸发罐底部连通，海水流入管连通最后一级海水蒸发罐，水位控制器安装在最后一级海水蒸发罐内，在第一级海水蒸发罐上部水位线以下安装温度计，在第一级海水蒸发罐底部安装海盐排出阀。

2.根据权利要求1所述的一种利用废气余热加热海水的海水淡化装置，其特征在于：所述冷凝管和加热管都由导热性好且耐海水腐蚀的材料制成。