CN111874977A - 一种模块化紧凑型海水淡化装置及其海水淡化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块化紧凑型海水淡化装置及其海水淡化方法，包括蒸发模块、冷凝模块、海水箱、冷却泵和热水泵，海水箱设置绝热层，将海水箱分隔成冷海水箱与热海水箱，蒸发模块包括蒸发器，蒸发器设置换热器，换热器将蒸发器分隔成海水舱和蒸汽舱，海水舱设置热水入口，蒸汽舱设置蒸汽出口，蒸汽舱和热海水箱通过热水泵连通；冷凝模块包括冷凝器和淡水收集箱，淡水收集箱与冷凝器相连接，冷凝器内设置冷凝管，冷凝管一端通过冷却泵与冷海水箱，另一端与热海水箱连接；冷凝器与蒸汽出口相连接；本发明将设备模块化，将复杂系统分解，模块的接口利用快速接头，易于装配，最大化的节约资源，提高效率；充分利用余热，提高能量的利用率，降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及海水淡化技术领域，具体涉及一种模块化的结构紧凑型海水淡化装置。
背景技术
在技术飞速发展的今天，世界上的淡水资源却严重不足，全世界大多数国家都面临着水资源短缺这一问题。而海水淡化作为水资源的开源增量技术，已经成为解决全球水资源危机的重要途径。我国是海洋大国，海水资源丰富，海水淡化可以增加淡水总量，解决部分地区居民饮用水不足的现况。
现有的主要海水淡化方法之一为蒸馏法，它结构简单，技术成熟，至今仍被广泛采用。而传统海水淡化装置占地面积较大、设备庞大复杂而且不便移动、装置一体不易于管理。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种，解决了海水淡化装置占地面积较大、设备庞大复杂而且不便移动、装置一体不易于管理的问题。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种模块化紧凑型海水淡化装置，包括蒸发模块、冷凝模块、海水箱、冷却泵和热水泵，所述海水箱设置绝热层，将海水箱分隔成冷海水箱与热海水箱，所述蒸发模块包括蒸发器，所述蒸发器设置换热器，所述换热器将蒸发器分隔成海水舱（13）和蒸汽舱（14），所述海水舱设置热水入口，所述蒸汽舱设置蒸汽出口，所述蒸汽舱和热海水箱通过所述热水泵连通；所述冷凝模块包括冷凝器和淡水收集箱，所述淡水收集箱与冷凝器相连接，所述冷凝器内设置冷凝管，所述冷凝管一端通过冷却泵与所述冷海水箱，另一端与热海水箱连接；所述冷凝器与所述蒸汽出口相连接。
优选地，所述蒸汽舱与所述热水入口相连接。
优选地，所述冷凝器的上方设置排气口。
优选地，所述换热器为板式换热器。
优选地，所述冷凝管为蛇形冷凝管。
一种海水淡化方法，其特征在于，按照以下步骤操作：
通过热水泵（将热海水箱中的海水泵入蒸发器中，通过换热器交换热量，海水蒸发与空气形成湿热蒸汽，湿热蒸汽经过蒸汽出口进入冷凝器；
通过冷却泵将冷海水泵入冷凝管，湿热蒸汽经过冷凝管中的冷海水冷却，形成淡水，淡水汇聚后流入淡水收集箱；
冷凝管中的海水流入热海水箱；
蒸发器（1）的浓海水流入热海水箱；蒸汽舱与热水入口。
当太阳能不足时，蒸汽舱内的热海水流入热水入口。
所述冷凝管中的冷海水的流向与湿热蒸汽的流向相反。
本发明所达到的有益效果：本发明通过蒸发舱与热海水箱和热水入口连接，冷凝管出口直接与热海水箱连接的设置，使温热海水不会直接作为废水排出，而是利用这部分热能给冷海水预热，使后续蒸发器加热的海水均为温海水，实现余热利用，缩短了海水淡化的时间；太阳能不充足，海水被蒸发的比较少，可利用的淡水还很多，蒸发舱与热海水箱连接通道的设置，浓海水回到热海水箱中混合，降低能耗，等待下一次蒸发；在设备连续运转的工况中，蒸发过后的浓海水的可利用成分比较少，而且热量比较高，蒸汽舱与热水入水口的连接的，可以利用浓海水的热能，为蒸发提供热量，进一步减少了能耗，同样实现了能量的回收利用；通过将装置集中设置在蒸发模块和冷凝模块中，这样将设备模块化，将复杂系统分解，不同的模块可实现不同的功能；模块的接口利用快速接头，易于装配，最大化的节约资源，提高效率；冷凝器中的冷海水的流向与热蒸汽的流向方向相反，提高冷凝效果，海水淡化速度快。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为快速接头结构示意图。
其中：1、蒸发器，2、换热器，3、热水入口，4、冷凝器，5、冷凝管，6、冷却泵，7、冷海水箱，8、热海水箱，9、淡水收集箱，10、热水泵，11、绝热层，12、蒸汽出口，13、海水舱，14、蒸汽舱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例公开了一种模块化紧凑型海水淡化装置，包括蒸发模块、冷凝模块、海水箱、冷却泵6和热水泵10，海水箱设置绝热层11，将海水箱分隔成冷海水箱7与热海水箱8，蒸发模块包括蒸发器1，蒸发器1设置换热器2，换热器2将蒸发器1分隔成海水舱13和蒸汽舱14，换热器2为板式换热器，海水舱13设置热水入口3，所述蒸汽舱14设置蒸汽出口12，蒸汽舱14和热海水箱8通过所述热水泵10连通；冷凝模块包括冷凝器4和淡水收集箱9，淡水收集箱9与冷凝器4相连接，冷凝器4内设置冷凝管5，冷凝管5一端通过冷却泵6与冷海水箱7，另一端与热海水箱8连接；冷凝器4与蒸汽出口12相连接；蒸汽舱14与热水入口3相连接；冷凝器4的上方设置排气口，本实施例中的冷凝管5的形状为蛇形冷凝管。
海水蒸发时，通过热水泵10将热海水箱8中的海水泵入蒸发器1中，通过换热器2交换热量，海水蒸发与空气形成湿热蒸汽，湿热蒸汽经过蒸汽出口12进入冷凝器4；
通过冷却泵6将冷海水泵入冷凝管5，湿热蒸汽经过冷凝管5中的冷海水冷却，形成淡水，淡水汇聚后流入淡水收集箱9；冷凝管5中的海水流入热海水箱8；蒸发器1的浓海水流入热海水箱8；蒸汽舱14与热水入口3。当太阳能不足是，蒸汽舱14内的热海水流入热水入口3；冷凝管5中的冷海水的流向与湿热蒸汽的流向相反；热海水箱8中的温海水通过热水泵10进入蒸发器1，通过板式换热器交换热量，海水蒸发与空气形成湿热蒸汽；湿热蒸汽进入冷凝器4后，遇到冷凝管5被冷却成为淡水，淡水汇聚后流入淡水收集箱9；冷海水箱7中不断注入冷海水，冷却泵6将冷海水压入冷凝管5内，从冷凝管5出口流出的海水温度高于入口处，将其与热海水箱8连接，实现能量的回收利用；蒸汽舱14与热海水箱8设有连接管，在太阳能不足的时候重复蒸发，利用热量预热冷海水；同时蒸汽舱14与太阳能热水入口设有连接管，利用浓海水的热能为蒸发提供热量。
如图1~2所示，蒸发模块、冷凝模块与海水箱之间通过快速接头连接；且蒸发模块与蒸发模块、冷凝模块与冷凝模块之间也通过快速接头连接。
需要说明的是，蒸发模块、冷凝模块、海水箱的个数不止一个，可能是2个、3个甚至多个相同模块相连组成。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种模块化紧凑型海水淡化装置，其特征在于,包括蒸发模块、冷凝模块、海水箱、冷却泵（6）和热水泵（10），所述海水箱设置绝热层（11），将海水箱分隔成冷海水箱（7）与热海水箱（8），所述蒸发模块包括蒸发器（1），所述蒸发器（1）设置换热器（2），所述换热器（2）将蒸发器（1）分隔成海水舱（13）和蒸汽舱（14），所述海水舱（13）设置热水入口（3），所述蒸汽舱（14）设置蒸汽出口（12），所述蒸汽舱（14）和热海水箱（8）通过所述热水泵(10)连通；所述冷凝模块包括冷凝器（4）和淡水收集箱（9），所述淡水收集箱（9）与冷凝器（4）相连接，所述冷凝器（4）内设置冷凝管（5），所述冷凝管（5）一端通过冷却泵（6）与所述冷海水箱（7），另一端与热海水箱（8）连接；所述冷凝器（4）与所述蒸汽出口（12）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种模块化紧凑型海水淡化装置，其特征在于，所述蒸汽舱（14）与所述热水入口（3）相连接。
3.根据权利要求1所述的一种模块化紧凑型海水淡化装置，其特征在于，所述冷凝器（4）的上方设置排气口。
4.根据权利要求1所述的一种模块化紧凑型海水淡化装置，其特征在于，所述换热器（2）为板式换热器。
5.根据权利要求1所述的一种模块化紧凑型海水淡化装置，其特征在于，所述冷凝管（5）为蛇形冷凝管。
6.一种海水淡化方法，其特征在于，按照以下步骤操作：
通过热水泵（10）将热海水箱（8）中的海水泵入蒸发器（1）中，通过换热器（2）交换热量，海水蒸发与空气形成湿热蒸汽，湿热蒸汽经过蒸汽出口（12）进入冷凝器（4）；
通过冷却泵（6）将冷海水泵入冷凝管（5），湿热蒸汽经过冷凝管（5）中的冷海水冷却，形成淡水，淡水汇聚后流入淡水收集箱（9）；
冷凝管（5）中的海水流入热海水箱（8）；
蒸发器（1）的浓海水流入热海水箱（8）；蒸汽舱（14）与热水入口（3）。
7.根据权利要求6所述的一种海水淡化方法，其特征在于，当太阳能不足是，蒸汽舱（14）内的热海水流入热水入口（3）。
8.根据权利要求6所述的一种海水淡化方法，其特征在于，所述冷凝管（5）中的冷海水的流向与湿热蒸汽的流向相反。
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