CN111777124A - 一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统及淡化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统及淡化方法，系统包括热泵系统、真空蒸发室系统、后续脱盐系统、信号测试和控制系统以及太阳能光伏系统，太阳能光伏系统通过直流驱动热泵系统的直流压缩机，实现热泵系统循环的运转；热泵系统的运转为进入真空蒸发室系统的海水提供预冷过程；热泵系统预冷的海水进入真空蒸发室系统，在真空环境下蒸发降温实现海水的蒸发过冷过程；从真空蒸发室系统出来的冰水混合物在后续脱盐系统经过处理得到淡水和海盐；方法是通过制取流态冰进行海水淡化；本发明大幅提升系统能效，使蒸发室维持真空的能耗进一步降低，热量补充与能量回收装置使得系统输入能量得到充分利用；光伏直驱实现了太阳能简易高效利用。

Description

一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统及淡化方法
技术领域
本发明涉及海水淡化领域，具体涉及一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统及淡化方法。
背景技术
随着经济社会的发展，淡水资源短缺的问题正成为全球所共同面临的一个挑战，海水淡化技术作为一项重要的淡水补充来源而受到越来越多的关注。目前常用的海水淡化方法有热方法、冷方法与膜方法等。其中，冷冻法海水淡化，由于水的凝固潜热只有汽化潜热的将近七分之一，理论上能量消耗更少，同时在低温的操作条件下没有腐蚀与结垢的现象，具有广阔的发展前景。
在冷冻法海水淡化中，流态冰由于形成的是较小的冰晶颗粒，换热效率高，且流态冰可以采用水泵部件进行运输，从而为连续式制冰创造了条件，因此采用基于流态冰制取的海水淡化方法可以有效保证整个海水淡化系统的连续运行。流态冰的制取方法中，壁面刮削法由于采用机械转动的刮片装置从而会消耗大量的机械动力，过冷法中由于海水是在狭窄的管道中降温至不稳定的过冷状态，容易受到扰动而发生冰堵的现象，而真空法则需要真空泵将蒸发室内的水蒸气源源不断的抽出以维持真空蒸发的环境，因此较为低效的真空泵能源消耗巨大。在目前存在的各种流态冰制取方法中，壁面刮削法、过冷法和真空法等都有着其各自发展的局限性，且能源消耗较大导致海水淡化成本提高，限制了冷冻法海水淡化的发展。
发明内容
发明目的：本发明的一个目的是提供一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，实现了整个系统各个环节冷能与热能的综合利用。
本发明的另一个目的是提供一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化方法，该方法综合利用真空法和过冷法制取流态冰。
技术方案：本发明的光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，包括热泵系统、真空蒸发室系统、后续脱盐系统、信号测试和控制系统以及太阳能光伏系统，太阳能光伏系统通过直流驱动热泵系统的直流压缩机，实现热泵系统循环的运转；热泵系统的运转为进入真空蒸发室系统的海水提供预冷过程；热泵系统预冷的海水进入真空蒸发室系统，在真空环境下蒸发降温实现海水的蒸发过冷过程；从真空蒸发室系统出来的冰水混合物在后续脱盐系统经过处理得到淡水和海盐。
优选的，热泵系统包括第一盐水泵、盐水池、第一级预冷热交换器、第二盐水泵、第二级预冷蒸发器、直流压缩机、冷凝器、节流阀和电动阀，第一盐水泵进口与海水的引入管道相连，第一盐水泵出口通过管道与盐水池进口相连接，盐水池出口与第一级预冷器热交换器的管程进口相连接，第一级预冷器热交换器的管程出口通过管道与第二盐水泵的进口相连，第二盐水泵的出口通过电动阀与第二级预冷蒸发器的第一进口相连，第二级预冷蒸发器的第一出口与真空蒸发室系统相连，第二级预冷蒸发器的第二出口与直流压缩机的进口相连，直流压缩机的出口与冷凝器的第一进口相连，冷凝器的第一出口通过节流阀与第二级预冷蒸发器的第二进口相连，冷凝器的第二出口和第二进口均与后续脱盐系统相连。
优选的，直流压缩机采用直流直接驱动，第二级预冷蒸发器和冷凝器由外壳和内管组成壳管式换热器，在第二级预冷蒸发器侧，制冷剂走管程，海水走壳程，而在冷凝器侧，制冷剂走壳程。
优选的，真空蒸发室系统包括真空蒸发室、雾化喷嘴、真空泵和过冷解除装置，雾化喷嘴设置在真空蒸发室内，与真空蒸发室顶端进口相连，海水经雾化喷嘴以喷雾的形式进入真空蒸发室内，真空蒸发室底段设置有过冷解除装置，解除过冷水状态形成冰晶，以流态冰的形式储存；真空泵设置在真空蒸发室外侧，并与真空蒸发室第一出口相连，真空蒸发室第二出口与后续脱盐系统相连。
优选的，后续脱盐系统包括冰水分离器、淡水泵、后续脱盐装置、淡水池和制盐装置，冰水分离器的第一出口通过管道与淡水泵的进口相连，淡水泵的出口通过管道与后续脱盐装置的进口相连，后续脱盐装置的出口通过管道与第一级预冷热交换器壳程的进口相连，第一级预冷热交换器壳程的出口通过管道与淡水池的进口相连；冰水分离器的第二出口通过管道与制盐装置的第一进口相连。
优选的，信号测试和控制系统包括第二控制器、第一温度探头、第二温度探头、压力探头和流量传感器，第二控制器采用第一温度探头、第二温度探头、压力探头和流量传感器分别探测热泵系统中第一级预冷热交换器管程出口温度、热泵系统中第二级预冷蒸发器第一出口温度、真空蒸发室系统中真空蒸发室内的压力和热泵系统中电动阀出口管道流量；同时第二控制器用来调节热泵系统中电动阀，使热泵系统中第二级预冷蒸发器第一出口的温度维持在预设温度值；第二控制器用来调节真空蒸发室系统中真空泵，使真空蒸发室内的真空压力维持在预设压力值；第二控制器用来调节电动阀的阀门开度，使第一级预冷热交换器管程出口的温度维持在预设温度值。
优选的，太阳能光伏系统包括光伏电池板、第一控制器和蓄电池，光伏电池板产生直流电，不需要逆变器的直交流转换，直流供电，蓄电池通过第一控制器在太阳能充足的时候充电储存，在太阳能不足的时候放电供能。
一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化方法，包括海水预冷过程、蒸发制冰过程和分离脱盐制淡水过程，其具体步骤如下：
首先，海水预冷过程使原料海水先通过热泵系统的第一级预冷热交换器与淡化系统最终的淡水产物进行热交换来初步降低温度实现一级预冷，再通过热泵系统的第二级预冷蒸发器将海水降温实现二级预冷，海水从常温降至零度以上的温度范围，实现海水的第一步降温过程；
其次，蒸发制冰过程使处于零上低温状态的海水以喷雾的形式喷射进入真空蒸发室系统中的真空蒸发室内，真空蒸发室通过真空蒸发室系统中的真空泵与外界相连，维持真空蒸发室为近真空状态，海水在低压环境下蒸发继续降温至过冷状态，实现海水的第二步降温过程，并通过过真空蒸发室系统中的冷解除装置形成流态冰；
最后，分离脱盐制淡水过程使从真空蒸发室系统中的真空蒸发室生成的流态冰进入后续脱盐系统中的冰水分离器，经过冰水分离器得到流态冰和浓海水，浓海水利用热泵系统的冷凝器的冷凝热作为后续脱盐系统的制盐装置的补充热源得到海盐产品，而流态冰经过后续脱盐系统的后续脱盐装置进入热泵系统的第一级预冷热交换器进行热交换，得到淡水。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)与传统蒸馏法相比，该系统通过蒸发冷冻的方法所需克服的潜热降低至为七分之一，大幅提升系统能效；
(2)二级预冷使得蒸发室维持真空的能耗进一步降低，热量补充与能量回收装置使得系统输入能量得到充分利用；
(3)光伏直驱实现了太阳能的简易高效利用，使得系统不受输入能源限制，更易实现小型化与分布式；
(4)系统在低温的条件下运行，避免腐蚀与结垢，制造成本与运行维护难度大幅度降低。
附图说明
图1是本发明系统示意图；
图2是本发明模拟数据图；
图中：第一盐水泵1、盐水池2、第一级预冷热交换器3、第二盐水泵4、第二级预冷蒸发器5、真空蒸发室6、真空蒸发室顶端进口7、喷嘴8、真空蒸发室第一出口9、真空泵10、真空蒸发室第二出口11、冰水分离器12、淡水泵13、后续脱盐装置14、淡水池15、直流压缩机16、冷凝器17、节流阀18、过冷解除装置19、光伏电池板20、第一控制器21、蓄电池22、制盐装置23、温度探头24、温度探头25、压力探头26、流量传感器27、电动阀28、第二控制器29。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，包括热泵系统、真空蒸发室系统、后续脱盐系统、信号测试和控制系统以及太阳能光伏系统，热泵系统用于将海水进行两级预冷，使海水从常温降至零度以上的温度范围，实现海水的第一步降温过程，真空蒸发室系统用于将两级预冷后的海水在低压环境下蒸发继续降温至过冷状态，从而实现海水的第二步降温过程；后续脱盐系统用于将产生的流态冰经过后脱盐处理并融化得到淡水，并将浓海水处理后得到海盐；信号测试和控制系统用于探测热泵系统的温度信号和流量信号，并控制相应的海水流量，同时信号测试和控制系统还用来探测真空蒸发室系统的压力，控制真空蒸发室系统的真空度；太阳能光伏系统为热泵系统供电。
基于光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统中各个分系统的组成关系是：太阳能光伏系统通过直流驱动热泵系统的直流压缩机，实现热泵系统循环的运转；热泵系统的运转为进入真空蒸发室系统的海水提供预冷过程；热泵系统预冷的海水进入真空蒸发室系统，在真空环境下蒸发降温实现海水的蒸发过冷过程；从真空蒸发室系统出来的冰水混合物在后续脱盐系统经过处理得到淡水和海盐。
热泵系统包括第一盐水泵1、盐水池2、第一级预冷热交换器3、第二盐水泵4、第二级预冷蒸发器5、直流压缩机16、冷凝器17、节流阀18和电动阀28，第一盐水泵1进口与海水的引入管道相连，第一盐水泵1出口通过管道与盐水池2进口相连接，从而将海水引入到盐水池中，盐水池2出口与第一级预冷器热交换器3的管程进口相连接，第一级预冷器热交换器3的管程出口通过管道与第二盐水泵4的进口相连，第二盐水泵4的出口通过电动阀28与第二级预冷蒸发器5的第一进口相连，第二级预冷蒸发器5的第一出口与真空蒸发室6的顶端进口7相连，第二级预冷蒸发器5的第二出口与直流压缩机16的进口相连，直流压缩机16的出口与冷凝器17的第一进口相连，冷凝器17的第一出口通过节流阀18与第二级预冷蒸发器5的第二进口相连，冷凝器17的的第二出口与制盐装置23的第二进口相连，冷凝器17的第二进口与制盐装置23的第二出口相连。直流压缩机16采用直流直接驱动，第二级预冷蒸发器5和冷凝器17由外壳和内管组成壳管式换热器，在第二级预冷蒸发器5侧，制冷剂走管程，海水走壳程，而在冷凝器17侧，制冷剂走壳程。
真空蒸发室系统包括真空蒸发室6、雾化喷嘴8、过冷解除装置19和真空泵10，雾化喷嘴8设置在真空蒸发室6顶端中部，与真空蒸发室顶端进口7相连，海水以喷雾的形式进入真空蒸发室6内，真空蒸发室6底段设置有过冷解除装置19，解除过冷水状态而形成冰水混合物。真空泵10设置在真空蒸发室6外侧，并与真空蒸发室第一出口9相连，使空气流速方向与水滴下落方向相反，实现逆流换热，真空蒸发室第二出口11与冰水分离器12的进口相连。
后续脱盐系统包括冰水分离器12、淡水泵13、后续脱盐装置14、淡水池15和制盐装置23，冰水分离器12的第一出口通过管道与淡水泵13的进口相连，淡水泵13的出口通过管道与后续脱盐装置14的进口相连，后续脱盐装置14的出口通过管道与第一级预冷热交换器3壳程的进口相连，第一级预冷热交换器3壳程的出口通过管道与淡水池15的进口相连；冰水分离器12的第二出口通过管道与制盐装置23的第一进口相连。
信号测试和控制系统包括第二控制器29、布置在第一级预冷热交换器3管程出口的第一温度探头24、第二级预冷蒸发器5第一出口的第二温度探头25、真空蒸发室6内的压力探头26和电动阀28与第二级预冷蒸发器5之间管道上的流量传感器27，第二控制器29分别与第一温度探头24、第二温度探头25、压力探头26和流量传感器27相连，第二控制器29根据第二温度探头25探测到的第二级预冷蒸发器5第一出口的温度以及流量传感器27检测到的电动阀28出口管道流量，来调节电动阀28，使第二级预冷蒸发器5的第一出口的温度维持在3℃左右；第二控制器29根据压力探头26探测到的真空蒸发室6内的压力，来调节真空泵10使真空蒸发室6内的真空压力维持在550Pa左右；第二控制器29根据第一温度探头24探测到的第一级预冷热交换器3管程出口温度，来调节电动阀28的阀门开度，使第一级预冷热交换器3管程出口的温度维持在3℃以上。
太阳能光伏系统包括光伏电池板20、第一控制器21和蓄电池22，光伏电池板20产生直流电，不需要逆变器的直交流转换，直流供电，蓄电池22通过第一控制器21在太阳能充足的时候充电储存，在太阳能不足的时候放电供能。
海水淡化过程为：
海水由引入管道和第一盐水泵1引入盐水池2中，然后经过第一级预冷热交换器3完成第一步的预冷过程；再经第二级预冷蒸发器5完成第二步的预冷过程；然后预冷海水进入真空蒸发室6降温至过冷状态，再经过冷解除装置19形成冰水混合物，冰水混合物进入冰水分离器12分离得到浓海水和流态冰，流态冰在后续脱盐装置14中进行后续脱盐处理并经过第一级预冷热交换器3的融化过程，得到淡水，储存在淡化池中；浓海水在制盐装置23中利用冷凝器17的冷凝热作为补充热源进行浓海水制盐，得到海盐产品；另一方面，第二级预冷蒸发器5出来的预冷海水经过直流压缩机16和冷凝器17的作用产生热冷，用于制盐装置23的热源补充，且冷凝器17出来的冷凝水经节流阀进入第二级预冷蒸发器5循环利用。太阳能光伏系统为直流压缩机16供电。
光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化方法，是通过制取流态冰进行海水淡化，且流态冰的制取方法包括海水预冷阶段和蒸发过冷两个分开的阶段进行。海水的预冷过程是指通过热泵系统将海水降温进行预冷，海水从常温降至零度以上的温度范围，实现海水的第一步降温过程；海水的蒸发过冷过程是指将经过预冷的海水以喷雾的形式喷射进入真空环境下的蒸发室内，海水在低压环境下蒸发继续降温至过冷状态，从而实现海水的第二步降温过程；产生的流态冰经过后脱盐处理并融化则可以产出淡水，产生的浓海水经过制盐装置得到海盐。
所述海水预冷阶段分为两级预冷：盐水池2出口的海水首先经过第一级预冷热交换器3进行第一级预冷，充分利用后续脱盐装置14出来的流态冰冷凝；第一级预冷热交换器3管程出口的海水经过第二级预冷蒸发器5进行第二级预冷。
一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化方法，包括了海水预冷过程、蒸发制冰过程和分离脱盐制淡水过程，其具体步骤如下：海水预冷过程使原料海水先通过第一级预冷热交换器3与系统最终的淡水产物进行热交换来初步降低温度实现一级预冷，再通过热泵系统的第二级预冷蒸发器5将海水降温实现二级预冷，海水从常温降至零度以上的温度范围，实现海水的第一步降温过程；蒸发制冰过程使处于零上低温状态的海水以喷雾的形式喷射进入真空环境下的真空蒸发室6内，真空蒸发室通过真空泵10与外界相连，维持蒸发室为近真空状态，海水在低压环境下蒸发继续降温至过冷状态，实现海水的第二步降温过程，并通过过冷解除装置19形成流态冰；分离脱盐制淡水过程使从真空蒸发室生成的流态冰进入冰水分离器12，经过冰水分离器12得到流态冰和浓海水，浓海水利用热泵系统的冷凝器17的冷凝热作为制盐装置23的补充热源得到海盐产品，而流态冰经过后续脱盐装置14进入第一级预冷热交换器3进行热交换，得到淡水。
如图2所示，系统模拟了真空蒸发室内，不同进水初温和不同真空压力下，液滴随下降距离的变化图。三条曲线分别代表着进水初温3℃和真空压力为550Pa、进水初温7℃和真空压力为500Pa、进水初温17℃和真空压力为400Pa时，液滴的温度随下降距离变化曲线图。从图中三条曲线的交点分析可知，假设海水在270K降温至所需要的过冷度，通过热泵系统的预冷作用，海水进水初温从17℃逐渐降低至3℃，可以将真空蒸发室内的真空压力从400Pa升高到550Pa，而在下降同样的距离处实现了同样的降温效果。因此通过模拟实验验证了通过热泵系统的预冷作用，可以适当降低系统对真空度的要求，从而减少真空泵抽吸的能耗，验证了上述一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化方法节能的可行性。
综上，本发明的一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统与方法，先对海水进行两级预冷，将其降温至3℃左右，后通过喷雾形式进入真空蒸发室，实现海水蒸发过冷并生成冰水混合物，冰水混合物进入冰水分离器分离得到浓海水和流态冰；流态冰经脱盐与能量回收后生成淡水，流态冰融化释放的冷量用于海水第一级预冷，浓海水经处理后生成海盐；热泵系统的蒸发器侧为海水第二级预冷提供冷量，热泵系统的冷凝器侧为浓海水制盐提供热量补偿；太阳能光伏系统通过太阳能产生直流电直接驱动热泵系统的直流压缩机，实现系统供能。与传统蒸馏法相比，该系统通过蒸发冷冻的方法所需克服的潜热降低至为七分之一，大幅提升系统能效；二级预冷使得蒸发室维持真空的能耗进一步降低，热量补充与能量回收装置使得系统输入能量得到充分利用；光伏直驱实现了太阳能的简易高效利用；系统在低温的条件下运行，避免腐蚀与结垢，制造成本与运行维护难度大幅度降低。

Claims (8)

1.一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，包括热泵系统、真空蒸发室系统、后续脱盐系统、信号测试和控制系统以及太阳能光伏系统，太阳能光伏系统通过直流驱动热泵系统的直流压缩机，实现热泵系统循环的运转；热泵系统的运转为进入真空蒸发室系统的海水提供预冷过程；热泵系统预冷的海水进入真空蒸发室系统，在真空环境下蒸发降温实现海水的蒸发过冷过程；从真空蒸发室系统出来的冰水混合物在后续脱盐系统经过处理得到淡水和海盐。
2.根据权利要求1所述的光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，热泵系统包括第一盐水泵(1)、盐水池(2)、第一级预冷热交换器(3)、第二盐水泵(4)、第二级预冷蒸发器(5)、直流压缩机(16)、冷凝器(17)、节流阀(18)和电动阀(28)，第一盐水泵(1)进口与海水的引入管道相连，第一盐水泵(1)出口通过管道与盐水池(2)进口相连接，盐水池(2)出口与第一级预冷器热交换器(3)的管程进口相连接，第一级预冷器热交换器(3)的管程出口通过管道与第二盐水泵(4)的进口相连，第二盐水泵(4)的出口通过电动阀(28)与第二级预冷蒸发器(5)的第一进口相连，第二级预冷蒸发器(5)的第一出口与真空蒸发室系统相连，第二级预冷蒸发器(5)的第二出口与直流压缩机(16)的进口相连，直流压缩机(16)的出口与冷凝器(17)的第一进口相连，冷凝器(17)的第一出口通过节流阀(18)与第二级预冷蒸发器(5)的第二进口相连，冷凝器(17)的第二出口和第二进口均与后续脱盐系统相连。
3.根据权利要求2所述的光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，直流压缩机(16)采用直流直接驱动，第二级预冷蒸发器(5)和冷凝器(17)由外壳和内管组成壳管式换热器，在第二级预冷蒸发器(5)侧，制冷剂走管程，海水走壳程，而在冷凝器(17)侧，制冷剂走壳程。
4.根据权利要求1所述的光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，真空蒸发室系统包括真空蒸发室(6)、雾化喷嘴(8)、真空泵(10)和过冷解除装置(19)，雾化喷嘴(8)设置在真空蒸发室(6)内，与真空蒸发室顶端进口(7)相连，海水经雾化喷嘴(8)以喷雾的形式进入真空蒸发室(6)内，真空蒸发室(6)底段设置有过冷解除装置(19)，解除过冷水状态形成冰晶，以流态冰的形式储存；真空泵(10)设置在真空蒸发室(6)外侧，并与真空蒸发室第一出口(9)相连，真空蒸发室第二出口(11)与后续脱盐系统相连。
5.根据权利要求1所述的光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，后续脱盐系统包括冰水分离器(12)、淡水泵(13)、后续脱盐装置(14)、淡水池(15)和制盐装置(23)，冰水分离器(12)的第一出口通过管道与淡水泵(13)的进口相连，淡水泵(13)的出口通过管道与后续脱盐装置(14)的进口相连，后续脱盐装置(14)的出口通过管道与第一级预冷热交换器(3)壳程的进口相连，第一级预冷热交换器(3)壳程的出口通过管道与淡水池(15)的进口相连；冰水分离器(12)的第二出口通过管道与制盐装置(23)的第一进口相连。
6.根据权利要求1所述的光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，信号测试和控制系统包括第二控制器(29)、第一温度探头(24)、第二温度探头(25)、压力探头(26)和流量传感器(27)，第二控制器(29)采用第一温度探头(24)、第二温度探头(25)、压力探头(26)和流量传感器(27)分别探测热泵系统中第一级预冷热交换器(3)管程出口温度、热泵系统中第二级预冷蒸发器(5)第一出口温度、真空蒸发室系统中真空蒸发室(6)内的压力和热泵系统中电动阀(28)出口管道流量；同时第二控制器(29)用来调节热泵系统中电动阀(28)，使热泵系统中第二级预冷蒸发器(5)第一出口的温度维持在预设温度值；第二控制器(29)用来调节真空蒸发室系统中真空泵(10)，使真空蒸发室(6)内的真空压力维持在预设压力值；第二控制器(29)用来调节电动阀(28)的阀门开度，使第一级预冷热交换器(3)管程出口的温度维持在预设温度值。
7.根据权利要求1所述的光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，太阳能光伏系统包括光伏电池板(20)、第一控制器(21)和蓄电池(22)，光伏电池板(20)产生直流电，不需要逆变器的直交流转换，直流供电，蓄电池(22)通过第一控制器(21)在太阳能充足的时候充电储存，在太阳能不足的时候放电供能。
8.一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化方法，其特征在于，包括海水预冷过程、蒸发制冰过程和分离脱盐制淡水过程，其具体步骤如下：
首先，海水预冷过程使原料海水先通过热泵系统的第一级预冷热交换器(3)与淡化系统最终的淡水产物进行热交换来初步降低温度实现一级预冷，再通过热泵系统的第二级预冷蒸发器(5)将海水降温实现二级预冷，海水从常温降至零度以上的温度范围，实现海水的第一步降温过程；
其次，蒸发制冰过程使处于零上低温状态的海水以喷雾的形式喷射进入真空蒸发室系统中的真空蒸发室(6)内，真空蒸发室(6)通过真空蒸发室系统中的真空泵(10)与外界相连，维持真空蒸发室为近真空状态，海水在低压环境下蒸发继续降温至过冷状态，实现海水的第二步降温过程，并通过过真空蒸发室系统中的冷解除装置(19)形成流态冰；
最后，分离脱盐制淡水过程使从真空蒸发室系统中的真空蒸发室生成的流态冰进入后续脱盐系统中的冰水分离器(12)，经过冰水分离器(12)得到流态冰和浓海水，浓海水利用热泵系统的冷凝器(17)的冷凝热作为后续脱盐系统的制盐装置(23)的补充热源得到海盐产品，而流态冰经过后续脱盐系统的后续脱盐装置(14)进入热泵系统的第一级预冷热交换器(3)进行热交换，得到淡水。
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