CN106115828A - 一种一体化低温负压海水淡化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化低温负压海水淡化装置，与过滤器出水口相接的第一原水管分为两路，一路与冷凝/原水换热器的原水进口连接，另一路与浓缩/原水换热器的原水进口连接；第二原水管的进口端分为两路，一路与冷凝/原水换热器的原水出口连接，另一路与浓缩/原水换热器的原水出口连接，第二原水管的出口端与降膜蒸发器的进液口连接；在降膜蒸发器的冷凝水出口接有出水管，出水管与冷凝水箱的进口连接，冷凝水箱的出口接有第一冷凝水管，该第一冷凝水管串联冷凝水泵后，与冷凝/原水换热器的冷凝水进口连接。本发明设备体积小、重量轻，具有高效率、低能耗、使用寿命长、出水水质稳定、操作方便、运营成本低等特点。
Description
技术领域
本发明属于海水淡化技术领域，具体地说，特别涉及一体化低温负压海水淡化装置。
背景技术
随着世界经济的飞速发展，水资源变得烯缺，而占地球面积5分之4的海洋有着取之不尽的水资源，因此向浩瀚的海洋汲取淡水，不仅能解决淡水总量的短缺，而且具有开辟新的永久性淡水来源的意义。目前世界上已商业化的海水淡化技术主要有蒸发工艺和反渗透工艺，这两种工艺已广泛进入应用，但是在工艺设计、设备整体性能、维护费用、产水成本、水质及电耗等方面还有待于进一步提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种一体化低温负压海水淡化装置。
本发明的技术方案如下：一种一体化低温负压海水淡化装置，其特征在于：与过滤器出水口相接的第一原水管分为两路，一路与冷凝/原水换热器的原水进口连接，另一路与浓缩/原水换热器的原水进口连接；第二原水管的进口端分为两路，一路与冷凝/原水换热器的原水出口连接，另一路与浓缩/原水换热器的原水出口连接，所述第二原水管的出口端与降膜蒸发器的进液口连接；在所述降膜蒸发器的冷凝水出口接有出水管，出水管与冷凝水箱的进口连接，冷凝水箱的出口接有第一冷凝水管，该第一冷凝水管串联冷凝水泵后，与冷凝/原水换热器的冷凝水进口连接，在冷凝/原水换热器的冷凝水出口接有第二冷凝水管；在所述降膜蒸发器底部设置的第一浓缩液出口接有第一浓缩液管，该第一浓缩液管串联浓缩液泵后，与浓缩/原水换热器的浓缩液进口连接，在浓缩/原水换热器的浓缩液出口接有第二浓缩液管。
采用以上技术方案，海水经过滤器过滤后除去海藻及颗粒杂质，进入降膜蒸发器，降膜蒸发器中海水从热交换板的顶端，顺板的外侧面流下，当海水加热达到饱和点时开始蒸发，蒸汽进入热交换板的内侧，在此蒸汽凝结成水，释出大量的热量，释出的热量透过热交换板，使板外侧的海水加热释出更多的蒸汽，凝结的水可通过出水管进入冷凝水箱，冷凝水泵将冷凝水箱中的水抽出，使之经过冷凝/原水换热器后流向需要的地方。降膜蒸发器内残余的海水由浓缩液泵抽出，经过浓缩/原水换热器后流向设定的地方。
由于从降膜蒸发器中引出的冷凝水和残余海水均具有一定的温度，它们在流经对应的换热器时，将热量传递给过滤器过来的海水，对海水进入降膜蒸发器前进行预加热，能有效节约能源。
过滤器实现固、液分离，过滤器内部的滤网采用特殊制造的钛网，传动件为不锈钢材质，防止海水腐蚀。过滤器通过传动电机和电动阀自动完成清洗排污，操作方式为自动运行，具有差压或定时自动排污功能。当海水流经过滤器时，水中的海藻及杂质被滤网拦截，当滤网表面积聚的杂质增加而使差压达到控制值时,差压装置发出信号，同时PLC控制系统发出指令，使传动电机启动，排污阀打开，沉积在滤网中的杂质被转动的刷子刷下，在刷洗的同时抽吸装置由电机带动旋转运动，污物被抽吸口吸走，从排污口排出。整个刷洗排污过程无需人员操作，无需停机，保证在任何情况下出水的安全可靠。至此，整个系统在不停机的情况下达到过滤的效果，保证整个系统正常运行。
在所述降膜蒸发器的顶部安装低速离心蒸汽压缩机，该低速离心蒸汽压缩机的输入端竖直向下伸入降膜蒸发器内，低速离心压缩机输出端上的叶轮位于降膜蒸发器上部的真空腔中。低温蒸汽经离心机收集加压后排出蒸汽温度升高，能进一步提高蒸汽冷凝的效果。
作为优选，在所述出水管上接有真空管，该真空管与真空泵连接。
作为优选，在所述降膜蒸发器底部设置的第二浓缩液出口接有第三浓缩液管，该第三浓缩液管与循环泵的进口连接，循环泵的出口连接的管路接在第二原水管上。
本发明的有益效果是：
1)采用组件式构成，设备体积小、重量轻，允许阶段式的扩充，该设备可以安放在室外，不需要厂房安置，小型装置可采用风能及太阳能供电。
2)降膜蒸发器内的换热装置采用新型高分子材料制造，防止腐蚀及提高防结垢性能。
3)高效率、低能耗：能够将90％的净水从海水中分离出来，并且处理出来的净水能达到饮用水的标准，约1KW/h时的电能，可制造100L的净水。
4)使用寿命长：严谨的工艺设计和精良细致的设备选材，确保了系统较长的使用寿命和较低的维护成本。
5)出水水质稳定：先进的水质检测控制和精良的系统维护方案确保出水水质长期稳定。
6)适用的海水温度范围广：可在2℃-30℃的水温范围内满负荷运行，不会因温度降低而导致产水量下降，保证在任何条件下均可得到设备规定的产水量。
7)操作方便、运营成本低：由于设备是全自动的，只需1人操作，还可遥控操作，使设备24小时连续运作，不需停机，营运费用大幅降低。
8)经过该设备处理的江水或海水能达到直接饮用水的标准，因此对净化之后的水不需要再处理。如需进一步深加工，仅仅需要加入一些添加剂之后就可以装入瓶中成为矿泉水，这样处理设备可以直接应用于瓶装水厂，不需要中间设备；配合瓶装水销售渠道，该种淡化海水的技术与生产瓶装水结合具有广阔的前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，过滤器1采用电动式机械过滤器，能够自动实现固、液分离及排污，过滤器1的结构及工作原理在此不做赘述。过滤器1的进水口接有管道，以供海水进入。与过滤器1出水口相接的第一原水管2分为两路，一路与冷凝/原水换热器3的原水进口连接，另一路与浓缩/原水换热器4的原水进口连接。第二原水管5的进口端分为两路，一路与冷凝/原水换热器3的原水出口连接，另一路与浓缩/原水换热器4的原水出口连接。第二原水管5的出口端与降膜蒸发器6上部的进液口连接，降膜蒸发器6可采用中国专利ZL201210457565.3于2013年3月13日公开的结构或类似的结构，在此不做赘述。
如图1所示，在降膜蒸发器6的顶部安装低速离心压缩机14，该低速离心压缩机14的输出轴竖直向下伸入降膜蒸发器6内，低速离心压缩机14输出轴上的叶轮位于降膜蒸发器6上部的真空腔中。在降膜蒸发器6下部的冷凝水出口接有出水管7，出水管7上接有真空管15，该真空管15与真空泵16连接。上述出水管7与冷凝水箱8的进口连接，冷凝水箱8的出口接有第一冷凝水管9，该第一冷凝水管9串联冷凝水泵10后，与冷凝/原水换热器3的冷凝水进口连接，在冷凝/原水换热器3的冷凝水出口接有第二冷凝水管11。
如图1所示，在降膜蒸发器6底部设置的第一浓缩液出口接有第一浓缩液管12，该第一浓缩液管12串联浓缩液泵13后，与浓缩/原水换热器4的浓缩液进口连接，在浓缩/原水换热器4的浓缩液出口接有第二浓缩液管19。在降膜蒸发器6底部设置的第二浓缩液出口接有第三浓缩液管17，该第三浓缩液管17与循环泵18的进口连接，循环泵18的出口连接的管路接在第二原水管5上。
本发明的工作原理如下：
海水经过滤器1过滤后除去海藻及颗粒杂质，进入降膜蒸发器6，降膜蒸发器6中海水从热交换板的顶端，顺板的外侧面流下，当海水加热达到饱和点时开始蒸发，蒸汽在低速离心压缩机14的作用下温度升高，增温的蒸汽进入热交换板的内侧，在此蒸汽凝结成水，释出大量的热量，释出的热量透过热交换板，使板外侧的海水加热释出更多的蒸汽，凝结的水可通过出水管7进入冷凝水箱8，冷凝水泵10将冷凝水箱8中的水抽出，使之经过冷凝/原水换热器3后流向需要的地方；冷凝水流过冷凝/原水换热器3的时候，将热量传递给过滤器1过来的海水，使海水预加热后进入降膜蒸发器6。循环泵18将降膜蒸发器6内蒸发后的海水泵出，重新补充到第一原水管2，使之随新鲜的海水再次进入降膜蒸发器6中进行蒸发。降膜蒸发器6内残余的海水由浓缩液泵13抽出，经过浓缩/原水换热器4后流向设定的地方；残余海水流过浓缩/原水换热器4的时候，也能够通过热传递对过滤器1过来的海水进行加热。
尽管以上结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但本发明不限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以作出多种类似的表示，比如在管路中加入必要的泵或阀门，或者降膜蒸发器的结构，或者改变过滤器的结构等，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种一体化低温负压海水淡化装置，其特征在于：与过滤器(1)出水口相接的第一原水管(2)分为两路，一路与冷凝/原水换热器(3)的原水进口连接，另一路与浓缩/原水换热器(4)的原水进口连接；第二原水管(5)的进口端分为两路，一路与冷凝/原水换热器(3)的原水出口连接，另一路与浓缩/原水换热器(4)的原水出口连接，所述第二原水管(5)的出口端与降膜蒸发器(6)的进液口连接；在所述降膜蒸发器(6)的冷凝水出口接有出水管(7)，出水管(7)与冷凝水箱(8)的进口连接，冷凝水箱(8)的出口接有第一冷凝水管(9)，该第一冷凝水管(9)串联冷凝水泵(10)后，与冷凝/原水换热器(3)的冷凝水进口连接，在冷凝/原水换热器(3)的冷凝水出口接有第二冷凝水管(11)；在所述降膜蒸发器(6)底部设置的第一浓缩液出口接有第一浓缩液管(12)，该第一浓缩液管(12)串联浓缩液泵(13)后，与浓缩/原水换热器(4)的浓缩液进口连接，在浓缩/原水换热器(4)的浓缩液出口接有第二浓缩液管(19)。
2.根据权利要求1所述的一体化低温负压海水淡化装置，其特征在于：在所述降膜蒸发器(6)的顶部安装低速离心蒸汽压缩机(14)，该低速离心蒸汽压缩机(14)的输入端竖直向下伸入降膜蒸发器(6)内，低速离心压缩机(14)输出端上的叶轮位于降膜蒸发器(6)上部的真空腔中。
3.根据权利要求1或2所述的一体化低温负压海水淡化装置，其特征在于：在所述出水管(7)上接有真空管(15)，该真空管(15)与真空泵(16)连接。
4.根据权利要求3所述的一体化低温负压海水淡化装置，其特征在于：在所述降膜蒸发器(6)底部设置的第二浓缩液出口接有第三浓缩液管(17)，该第三浓缩液管(17)与循环泵(18)的进口连接，循环泵(18)的出口连接的管路接在第二原水管(5)上。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161116 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |