CN104556277A - 一种小型板式蒸馏淡化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小型板式蒸馏淡化装置，包括壳体，壳体一端设有端板，另一端设有封头，壳体内上部设有冷凝器，壳体内下部设有蒸发器，蒸发器和冷凝器通过设置在壳体中部的中隔板和捕沫网组件分隔，端板上还设有不凝气体排放口，冷凝器包括海水预热通道和蒸汽冷凝通道，海水预热通道的进出口分别连接原海水进口和原海水出口，蒸汽冷凝通道的进出口分别连接蒸汽进口和淡水出口；蒸发器包括热媒换热通道和海水蒸发通道，所述热媒换热通道设有热媒进口和热媒出口，所述海水蒸发通道的进口与原海水出口通过管路连接，海水蒸发通道的出口经捕沫网组件与冷凝器蒸汽进口连通；所述蒸发器下方的壳体底部设有浓海水排放口，壳体还连接抽真空装置。

Description

一种小型板式蒸馏淡化装置
技术领域
本发明涉及海水淡化装置领域，特别涉及一种小型板式蒸馏淡化装置。
背景技术
对于有废热利用的场合，蒸馏淡化工艺的制水成本通常要低于反渗透淡化。另外，基于蒸馏淡化自身的特点，如对海水水质适应性强，性能相对稳定，淡化水质好，使用寿命长，使蒸馏淡化装置在恶劣环境下运行具有一定的技术保障和优势。
传统的蒸馏淡化装置为管壳式，采用沸腾蒸馏原理，从海水中制取淡水，海水在装置中历经沸腾、蒸发、分离和冷凝等过程转化为淡水。随着传统壳管式海水淡化装置在船舶、海上钻井平台、小型海水淡化企业等的广泛应用，对蒸馏淡化装置的要求越来越高，该淡化装置要具备结构紧凑、装拆方便、结构材料耐海水腐蚀强、制取淡水含盐量低等要求。而小型板式蒸馏淡化装置具有结构紧凑，传热效率高，空间占地小，抗腐蚀性优异，环境适应能力强等优点。但现有技术中的板式蒸馏淡化装置的壳体组件一般采用浇铜铸模的方式，每种不同规格尺寸的产品均要制作专用的铸模，不但增加产品成本，而且不适用于小型单件、小批量的市场推广。
发明内容
本发明针对现有技术存在问题，提供一种结构紧凑、便于小型化，小批量、单件投产的小型板式蒸馏淡化装置。
本发明的目的是这样实现的，一种小型板式蒸馏淡化装置，包括水平设置的筒形壳体，所述壳体一端设有端板，另一端设有封头，所述壳体内上部设有冷凝器，壳体内下部设有蒸发器，所述蒸发器和冷凝器通过设置在壳体中部的中隔板和捕沫网组件分隔， 所述端板上还设有不凝气体排放口，所述冷凝器包括海水预热通道和蒸汽冷凝通道，所述海水预热通道的进出口分别连接原海水进口和原海水出口，所述蒸汽冷凝通道的进出口分别连接蒸汽进口和淡水出口；所述蒸发器包括热媒换热通道和海水蒸发通道，所述热媒换热通道设有热媒进口和热媒出口，所述海水蒸发通道的进口与原海水出口通过管路连接，所述海水蒸发通道的出口经捕沫网组件与冷凝器蒸汽进口连通；所述蒸发器下方的壳体底部设有浓海水排放口，所述壳体还连接抽真空装置。
作为本发明的改进，所述蒸发器和冷凝器均为可拆板式结构，所述蒸发器和冷凝器分别包括若干片层叠的换热板片，相邻的换热板片的周边通过密封条压紧密封连接，所述冷凝器的海水蒸发通道的相邻换热板片间的上侧边缘的密封条设有便于蒸汽进入的断开段，所述蒸发器的海水蒸发通道的相邻换热板片间的上侧边缘的密封条也设有便于蒸汽溢出的断开段。
为便于实现小批量、多样化生产，所述壳体与封头的连接端设有壳体法兰，所述壳体通过卷板焊接而成，所述壳体与壳体法兰焊接连接，所述封头与壳体的连接端设有封头筒体，所述封头筒体端部焊接连接有封头法兰，所述壳体与端板焊接连接，所述冷凝器和蒸发器固定连接在端板内侧，所述端板外侧设有若干加强筋。
作为本发明的一种优选方案，所述壳体、封头和端板材料均为不锈钢。
为进一步提高壳体的耐腐蚀性，所述蒸发器下侧的壳体底侧内壁固定设有铝合金材质的牺牲阳极。
为便于提高装置的效率，所述抽真空装置为水射式真空泵，所述原海水出口设有与水射式真空泵进水口连接的旁路，所述浓海水排放口也与水射是真空泵的进水口连接。
作为本发明的再一步改进，所述冷凝器的淡水出口通过管路依次连接淡水泵、盐度传感器、流量表、采水阀和淡水箱。
为便于海水的输送，所述原海水进口连接有原海水泵。
为便于控制热媒的流向，所述热媒进口和热媒出口的管路连接有一可开关的旁路阀。
本发明的小型板式蒸馏淡化装置，不仅结构紧凑、安装维修空间小，制作简单，检修方便，适用于小型单件、小批量的市场推广；而且该装置的耐腐蚀性强，制取淡水量可通过板片数的增减而变化，制取的淡水盐度低，应用广泛。
附图说明
图1为本发明的小型板式蒸馏淡化装置结构示意图。
图2本发明的壳体结构示意图。
图3为端板的结构示意图。
其中，1壳体；2壳体法兰；3封头法兰；4封头；5冷凝器；6中隔板；7捕沫网组件；8蒸发器；9浓海水排放口；10水射式真空泵；11淡水泵；12盐度传感器；13流量计；14采水阀；15淡水箱；16热媒出口管路；17热水泵；18热媒进口管路；19原海水泵；20旁路阀；21淡水出口管路；22抽真空管路；23原海水进口；24原海水出口；25端板；25A加强筋；26牺牲阳极。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示为本发明的小型板式蒸馏淡化装置，包括水平设置的筒形壳体1，壳体1一端设有端板25，另一端设有封头4，壳体1内上部设有冷凝器5，壳体1内下部设有蒸发器8，蒸发器8和冷凝器5通过设置在壳体1中部的中隔板6和捕沫网组件7分隔， 端板25上还设有不凝气体排放口，冷凝器5包括海水预热通道和蒸汽冷凝通道，海水预热通道的进出口分别连接原海水进口23和原海水出口24，原海水进口24连接有原海水泵19，蒸汽冷凝通道的进出口分别连接蒸汽进口和淡水出口管路21；蒸发器8包括热媒换热通道和海水蒸发通道，热媒换热通道设有热媒进口和热媒出口，其中热媒进口与热媒进口管路18连接，热媒出口与热媒出口管路16连接，海水蒸发通道的进口与原海水出口24通过管路连接，海水蒸发通道的出口经捕沫网组件7与冷凝器蒸汽进口连通；蒸发器8下方的壳体1底部设有浓海水排放口9，壳体1还连接抽真空装置。
作为本发明的改进，蒸发器8和冷凝器5均为可拆板式结构，蒸发器8和冷凝器5分别包括若干片层叠的换热板片，相邻的换热板片的周边通过密封条压紧密封连接，冷凝器5的海水蒸发通道的相邻换热板片间的上侧边缘的密封条设有便于蒸汽进入的断开段，蒸发器8的海水蒸发通道的相邻换热板片间的上侧边缘的密封条也设有便于蒸汽溢出的断开段。
为便于实现小批量、多样化生产，壳体1与封头4的连接端设有壳体法兰2，壳体1通过卷板焊接而成，壳体1与壳体法兰2焊接连接，封头4与壳体2的连接端设有封头筒体，封头筒体端部焊接连接有封头法兰3，这样，壳体1与封头4之间可通过法兰连接连接，壳体1与端板25焊接连接，冷凝器8和蒸发器5固定连接在端板25内侧，为提高端板25的强度，端板25外侧设有若干加强筋25A，此处的加强筋25A与端板25之间也通过焊接固定。因此，本发明采用焊接结构加工装置的壳体，相比于浇铜铸模结构的壳体，不需要每种规格尺寸配专用的铸模，特别适合小批量或单件产品，简化壳体的制造工艺，降低制造成本。
为提高壳体的耐腐蚀性，壳体1、封头4和端板25及相关连接部件的材料均为不锈钢。
为进一步提高壳体的耐腐蚀性，蒸发器8下侧的壳体1底侧内壁固定设有铝合金材质的牺牲阳极26。
为便于提高装置的效率，抽真空装置为水射式真空泵10，通过抽真空管路22与端板上的抽真空口连接，原海水出口设有与水射式真空泵10进水口连接的旁路，浓海水排放口9也与水射式真空泵25的进水口连接。此结构中，水射式真空泵的驱动水源直接取自原海水和蒸 发器底部的浓海水，可以实现一体化的浓盐水及空气的抽除，从而提高装置的效率。
作为本发明的再一步改进，冷凝器5的淡水出口通过淡水出口管路21依次连接淡水泵11、盐度传感器12、流量计13、采水阀14和淡水箱15。本结构中，从冷凝器制出的淡水通过淡水泵11抽出，并送至淡水箱，并可通过采水阀和盐度传感器检测淡水水质。
为便于控制热媒的流向，热媒进口管路18和热媒出口管路16之间连接有一可开关的旁路阀20，热媒出口管路16上还连接有热水泵17。本发明的结构中，用于给蒸发器5提供海水蒸发的热媒可以是热水或者蒸汽。当使用热水作为热媒时，可以取自发动机缸套循环水等热源，通过发动机缸套热水将海水加热至蒸发。当系统需要停机检修时，打开旁路阀20可以将热媒进口管路中的热媒介质经旁路阀和热水泵17抽走，从而方便检测。
本发明的小型板式蒸馏淡化装置，利用原海水泵19将原海水抽入冷凝器5的海水预热通道，与蒸汽冷凝通道通过换热板片进行热交换，从而将原海水预热，并使蒸汽冷凝通道内的蒸汽冷凝成淡水，从淡水排出口抽排至淡水箱，此结构中，海水即为进料水，又是蒸汽冷凝的冷源，经预热的海水从原海水出口24排出冷凝器5后，其中一支路进入蒸发器8的海水蒸发通道，与热媒换热通道进行热交换，原海水蒸发形成蒸汽，经捕沫网组件7进入冷凝器5，从冷凝器5的上方进入蒸汽冷凝通道与原海水预热通道热交换从而形成淡水排出。同时，水射式真空泵10在对壳体1内的密封腔进行抽真空时，以壳体1底部的浓盐水和冷凝器5内的部分经预热的原海水作为驱动水，从而达到盐水空气同步抽吸的目的。
因此，本发明的小型板式蒸馏淡化装置，不仅结构紧凑、安装维修空间小，制作简单，检修方便，适用于小型单件、小批量的市场推广；而且该装置的耐腐蚀性强，制取淡水量可通过板片数的增减而变化，制取的淡水盐度低，应用广泛。

Claims (9)

1.一种小型板式蒸馏淡化装置，包括水平设置的筒形壳体，所述壳体一端设有端板，另一端设有封头，所述壳体内上部设有冷凝器，壳体内下部设有蒸发器，其特征在于，所述蒸发器和冷凝器通过设置在壳体中部的中隔板和捕沫网组件分隔， 所述端板上还设有不凝气体排放口，所述冷凝器包括海水预热通道和蒸汽冷凝通道，所述海水预热通道的进出口分别连接原海水进口和原海水出口，所述蒸汽冷凝通道的进出口分别连接蒸汽进口和淡水出口；所述蒸发器包括热媒换热通道和海水蒸发通道，所述热媒换热通道设有热媒进口和热媒出口，所述海水蒸发通道的进口与原海水出口通过管路连接，所述海水蒸发通道的出口经捕沫网组件与冷凝器蒸汽进口连通；所述蒸发器下方的壳体底部设有浓海水排放口，所述壳体还连接有抽真空装置。
2.根据权利要求1所述的小型板式蒸馏淡化装置，其特征在于，所述蒸发器和冷凝器均为可拆板式结构，所述蒸发器和冷凝器分别包括若干片层叠的换热板片，相邻的换热板片的周边通过密封条压紧密封连接，所述冷凝器的海水蒸发通道的相邻换热板片间的上侧边缘的密封压条设有便于蒸汽进入的断开段，所述蒸发器的海水蒸发通道的相邻换热板片间的上侧边缘的密封压条也设有便于蒸汽溢出的断开段。
3.根据权利要求1所述的小型板式蒸馏淡化装置，其特征在于，所述壳体与封头的连接端设有壳体法兰，所述壳体通过卷板焊接而成，所述壳体与壳体法兰焊接连接，所述封头与壳体的连接端设有封头筒体，所述封头筒体端部焊接连接有封头法兰，所述壳体与端板焊接连接，所述冷凝器和蒸发器固定连接在端板内侧，所述端板外侧设有若干加强筋。
4.根据权利要求1所述的小型板式蒸馏淡化装置，其特征在于， 所述壳体、封头和端板材料均为不锈钢。
5.根据权利要求1所述的小型板式蒸馏淡化装置，其特征在于，所述蒸发器下侧的壳体底侧内壁固定设有铝合金材质的牺牲阳极。
6.根据权利要求1所述的小型板式蒸馏淡化装置，其特征在于，所述抽真空装置为水射式真空泵，所述原海水出口设有与水射式真空泵进水口连接的旁路，所述浓海水排放口也与水射是真空泵的进水口连接。
7.根据权利要求1所述的小型板式蒸馏淡化装置，其特征在于，所述冷凝器的淡水出口通过管路依次连接淡水泵、盐度传感器、流量表、采水阀和淡水箱。
8.根据权利要求1所述的小型板式蒸馏淡化装置，其特征在于，所述原海水进口连接有原海水泵，所述热媒出口连接有热水泵。
9.根据权利要求1所述的小型板式蒸馏淡化装置，其特征在于，所述热媒进口和热媒出口的管路连接有一可开关的旁路阀。
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