CN113845163B - 海水淡化系统与海水淡化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海水淡化系统与海水淡化方法，该系统包括多个依次设置的卧管降膜蒸发装置，各卧管降膜蒸发装置内均沿其长度方向依次设置的至少两个蒸发空间，所有蒸发空间相互连通。相邻两组卧管降膜蒸发装置中，前一卧管降膜蒸发装置的蒸汽排出口与后一卧管降膜蒸发装置的蒸汽进入端连通。前一卧管降膜蒸发装置的出液口与后一卧管降膜蒸发装置的液体进入端连通。采用上述系统对海水进行淡化时，对海水进行多级蒸发，以分离海水中的蒸馏水以及浓缩液，实现海水淡化的同时无需使用膜组件，降低成本且更加绿色环保。

Description

海水淡化系统与海水淡化方法

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，特别是涉及一种海水淡化系统与海水淡化方法。

背景技术

海水是目前储存量最多的水资源，由于其含盐量较高，因此无法直接利用，需要进行海水淡化。

目前在海水淡化过程中，通常采用膜处理的方式，即使得海水通过处理膜，并在处理膜的一端进行加压，使得海水中的蒸馏水与浓水(含有大量盐分的浓缩液)分离。

然而在使用膜处理进行海水淡化时，进入膜处理的海水需要进行有机物与微生物的去除过程，且膜处理在运行时压力较高，需要定期更换膜组件。此外，废弃的膜组件难以分解，易造成环境污染。因此，海水淡化过程中，成本较高。

目前亟需一种海水淡化系统，其在对海水进行淡化时成本较低。

发明内容

基于此，有必要针对海水淡化成本较高的问题，提供一种海水淡化系统与海水淡化方法。

一种海水淡化系统，包括多个依次设置的卧管降膜蒸发装置；

所述卧管降膜蒸发装置包括箱体、换热管组与喷淋组件，所述箱体具有沿其长度方向依次设置的至少两个蒸发空间，所述至少两个蒸发空间相互连通，所述至少两个蒸发空间内均设置有换热管组和喷淋组件；所述箱体设置有出液口与蒸汽排出口；

位于同一个所述卧管降膜蒸发装置内的所有所述换热管组的蒸汽进入端相互连通；位于同一个所述卧管降膜蒸发装置内的所有所述换热管组的蒸汽排出端连通，位于同一个所述卧管降膜蒸发装置内的所有所述喷淋组件的液体进入端连通；

相邻两组所述卧管降膜蒸发装置中，前一所述卧管降膜蒸发装置的所述蒸汽排出口与后一所述卧管降膜蒸发装置的所述蒸汽进入端连通；前一所述卧管降膜蒸发装置的所述出液口与后一所述卧管降膜蒸发装置的所述液体进入端连通。

在其中一个实施例中，所述箱体的所有所述蒸发空间的侧壁均设置有不凝气出口，位于同一个所述卧管降膜蒸发装置内的所有所述不凝气出口连通。

在其中一个实施例中，每个所述箱体的至少一个所述蒸发空间的侧壁或底壁设有出液口，所述出液口用于排出浓缩后的液体。

在其中一个实施例中，所述卧管降膜蒸发装置还包括除雾装置，所述除雾装置设置于所述喷淋装置与所述箱体的顶壁之间，所述蒸汽排出口位于所述箱体的顶壁或所述箱体的位于顶壁与所述除雾装置之间的侧壁。

在其中一个实施例中，还包括冷却装置，所述冷却装置与所述卧管降膜蒸发装置相连，并用于对所述卧管降膜蒸发装置所输出的蒸汽进行冷却。

在其中一个实施例中，还包括真空系统，所述真空系统与各所述卧管降膜蒸发装置连接，所述真空系统用于调节各所述卧管降膜蒸发装置内的各所述蒸发空间的真空度。

在其中一个实施例中，各所述卧管降膜蒸发装置平行间隔设置。

在其中一个实施例中，所述卧管降膜蒸发装置中，相邻的所述换热管组之间的距离为小于等于1m。

一种海水淡化方法，采用上述的海水淡化系统，包括以下步骤：

将海水原液通入第一个所述卧管降膜蒸发装置的各所述喷淋组件内，使得海水原液进入对应的所述蒸发空间进行蒸发，获得第一浓缩海水与第一蒸汽；

将所述第一浓缩海水通入后一个所述卧管降膜蒸发装置的各所述喷淋组件内，将所述第一蒸汽通入后一个所述卧管降膜蒸发装置的所述蒸汽进入端作为加热热源，使得所述第一浓缩海水进入对应的所述蒸发空间进行蒸发，获得第二浓缩海水与第二蒸汽；

依次将海水原液通过多个卧管降膜蒸发装置，最后一个卧管降膜蒸发装置蒸发后获得浓缩液；

沿海水原液流动方向，各所述卧管降膜蒸发装置内的蒸发温度依次降低。

在其中一个实施例中，所述第一个卧管降膜蒸发装置内蒸发空间的压强大于相邻的后一个所述卧管降膜蒸发装置内所述蒸发空间的压强。

上述海水淡化系统通过设置多个依次设置的卧管降膜蒸发装置，可以实现对海水的多级蒸发，以获得大量的水蒸气(冷凝后即可获得蒸馏水)以及浓缩液，实现浓缩液与海水中的蒸馏水的分离。在每一个卧管降膜蒸发装置中，均可以通过至少两个蒸发空间同时对海水原液进行蒸发，实现同时可处理大批量的海水。而由于卧管降膜蒸发装置中的箱体具有沿其长度方向依次设置前述蒸发空间，因此卧管降膜蒸发装置所占高度较低，便于运输。而且在海水淡化系统的安装过程中，仅需将多个卧管降膜蒸发装置依次连接即可，无需辨认哪一个卧管降膜蒸发装置排在哪个位置，便于安装。

上述海水淡化系统对海水进行淡化时，前一卧管降膜蒸发装置中所获得的水蒸气可以通入后一卧管降膜蒸发装置中的换热管组中作为热源，以对水蒸气内的热量进行回收，从而有效降低能耗，更加绿色环保。

采用上述海水淡化系统在对海水进行淡化时，无需采用大量的膜组件，进而无需定期更换膜组件，同样也无需造成因为废弃膜组件而造成的环境污染。

附图说明

图1为本发明的一实施例提供的一种海水淡化系统的结构示意图；

图2为本发明的一实施例提供的一种卧管降膜蒸发装置的结构示意图；

图3为本发明的一实施例提供的一种卧管降膜蒸发装置沿箱体的宽度方向的截面示意图；

图4为本发明的一实施例提供的一种卧管降膜蒸发装置沿箱体的长度方向的截面示意图；

图5是本发明的一实施例提供的一种卧管降膜蒸发装置的一个蒸发空间的结构示意图。

附图标记：001、卧管降膜蒸发装置；010、第一个卧管降膜蒸发装置；020、第二个卧管降膜蒸发装置；030、第三个卧管降膜蒸发装置；040、第四个卧管降膜蒸发装置；050、第五个卧管降膜蒸发装置；100、箱体；101、蒸汽入口；102、蒸汽出口；103、不凝气出口；104、喷淋管口；105、蒸汽排出口；106、出液口；110、蒸发空间；120、第一侧壁；130、第二侧壁；140、第一缓冲箱；141、第一冷凝水出口；150、第二缓冲箱；151、第二冷凝水出口；160、视镜口；200、换热管组；210、换热管；211、蒸汽进入端；212、蒸汽排出端；300、喷淋组件；310、喷淋管；311、喷雾头；400、除雾装置；410、除雾网；420、清洗管；421、清洗喷嘴；500、维修门体；600、冷却装置。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，图1示出了本发明一实施例提供的一种海水淡化系统，其包括多个依次设置的卧管降膜蒸发装置。

海水原液可以依次经过前述多个卧管降膜蒸发装置001，在每一个卧管降膜蒸发装置001处进行蒸发，以进行浓缩，直至经过最后的卧管降膜蒸发装置001后，海水原液浓缩至浓缩液，而海水中的大量水分则通过多个卧管降膜蒸发装置001蒸发得到水蒸气，以实现海水中的大量水与浓缩液的分离。

采用上述海水淡化系统可以无需采用膜处理的方式，进而无需定期更换膜组件，也无需对废弃的模组件进行分解。因此，在对海水进行淡化时，成本低且较为绿色环保。

参照图2-图5，在一些实施例中，卧管降膜蒸发装置001包括箱体100和设置于箱体100内的换热管组200与喷淋组件300。

为了便于描述，定义箱体100沿水平方向延伸的方向为其长度方向，定义箱体100沿竖直方向延伸的方向为其高度方向，定义箱体100沿垂直与长度方向、高度方向为其宽度方向。

如图3-图5所示，在一些实施例中，箱体100具有沿其长度方向依次设置的至少两个蒸发空间110，前述至少两个蒸发空间相互连通。也就是说，各蒸发空间110均连通。换热管组200、喷淋组件300的数量与蒸发空间110的数量相等，且一一对应地设置于蒸发空间110内。换热管组200内可以通入蒸汽。喷淋组件300可将待蒸发液体喷淋至对应的换热管组200表面。通过喷淋组件300将待蒸发液体喷至换热管组200的表面，使得待蒸发液体与换热管组200内的蒸汽进行热交换，从而使得待蒸发液体在蒸发空间110内得以蒸发。

由于上述方案中，蒸发空间110的数量为两个以上，各蒸发空间110均设置有换热管组200。因此，在进行海水蒸发时，换热管组200与待蒸发液体(即海水原液)的接触表面积增大，蒸发效率高。另外，同一卧管降膜蒸发装置001的各蒸发空间均可以进行大量的待蒸发液体蒸发，因此，卧管降膜蒸发装置001可同时处理大量的待蒸发液体，有效提高蒸发效率与处理量。

由于前述换热管组200沿箱体100的长度方向设置，相比于沿换热管组200的高度方向设置多个蒸发空间110的方案来说，本方案中的箱体100高度相对较低，因此在运输卧管降膜蒸发装置001的过程中，不会由于限高而导致卧管降膜蒸发装置001不易运输，或者为了避免卧管降膜蒸发装置001的高度超过限高将其分割形成可拆卸式，导致卧管降膜蒸发装置001的气密性有所降低。

在本申请的方案中，各换热管210内的蒸汽温度一致，待蒸发液体的温度一致。上述设置可以有效提高蒸发效率的同时，降低了能源浪费。而对于沿换热管组200的高度方向设置多个蒸发空间110的方案来说，位于较低处的蒸发空间110内的换热管组200，其表面所能接触到的待蒸发液体的量大大降低，而落至较低处的蒸发空间110的待蒸发液体仍需要较高的蒸汽温度以进行热交换，能源损耗较多。

如图4所示，由于换热管组200位于对应的蒸发空间110内，也就是说，换热管组200沿箱体100的长度方向间隔设置。在一些实施例中，相邻的换热管组200之间的间距可以为小于等于1m。比如，可以为0.5m、0.6m、0.7m、0.8m、0.9m或1.0m。换热管组200之间的间距可以便于工作人员后期对换热管组200进行维修，给予维修空间，而空隙的宽度也不会由于过大而导致空间浪费、降低蒸发效率。

各换热管组200内的蒸汽的流动方向一致。

下面对其中任意一个换热管组200为例进行说明。

在一些实施例中，如图3-图5所示，换热管组200包括若干换热管210。换热管210可以平行间隔设置。换热管210的设置方式可以为阵列设置，比如可以为矩形阵列设置；也可以是位于较低处的一排换热管210，分别位于相邻的较高处一排的换热管210的中部的阵列设置方式，也就是对位设置方式。

如图2与图3所示，换热管210的长度方向与箱体100的宽度方向一致。在同一换热管组200中，各换热管210的蒸汽进入端211均一致，各换热管210的蒸汽排出端212均一致，以使得换热管组200内的各换热管210中的蒸汽流动方向一致。

在一些实施例中，可以将各换热管210的蒸汽进入端211连通，并将蒸汽输送至连通端。同样地，可以将各换热管210的蒸汽排出端212连通，以将蒸汽或热交换后冷却所获得的冷却液统一排出。上述设置可以使得进入各换热管210内的高温蒸汽的温度为一致的，减少由于蒸汽温度不一致而导致的不必要的热交换。

在另一些实施例中，可以分别对各换热管210进行输送高温蒸汽，也就是说，各换热管210的蒸汽进入端211均为独立的，各换热管210的蒸汽排出端212也可以为独立的。可以控制各换热管210内的蒸汽温度一致。

在一些实施例中，各换热管210的蒸汽进入端211的连通处位于箱体100的第一侧壁120。换热管210的蒸汽排出端212的连通处位于箱体100的第二侧壁130。第一侧壁120与第二侧壁130相对设置。第一侧壁120与第二侧壁130的连线所在的方向为箱体100的宽度方向。

箱体100的第一侧壁120设置有蒸汽入口101，蒸汽入口101的数量为多个，且间隔设置于第一侧壁120。高温蒸汽可通过蒸汽入口101进入箱体100内设置的换热管组200。

在一些实施方式中，第一侧壁120可以设置有第一缓冲箱140。第一缓冲箱140的一端与第一侧壁120连通，并与箱体100内的对应的换热管组200连通。第一缓冲箱140其余任一侧壁或顶壁设置有前述蒸汽入口101，第一缓冲箱140的底部设置有第一冷凝水出口141。

在卧管降膜蒸发装置001使用时，高温蒸汽可以通过蒸汽入口101进入第一缓冲箱140，后从第一缓冲箱140与第一侧壁120连通处进入箱体100内的对应换热管组200，以使高温蒸汽进入换热管组200。高温蒸汽中提前冷凝所获得的冷凝液，可以通过第一冷凝水出口141排出第一缓冲箱140，有效减少高温蒸汽与冷凝液的热量交换而造成的热量损失。

在一些实施例中，第二侧壁130设置有蒸汽出口102。蒸汽出口102用于排出换热管210内温度降低的高温蒸汽，以及高温蒸汽中无法冷凝的不凝性气体。

在一些实施例中，第二侧壁130可以设置有第二缓冲箱150。第二缓冲箱150的一端与第二侧壁130连通，并与箱体100内的对应的换热管组200连通。第二缓冲箱150其余任一侧壁或顶壁设置有前述蒸汽出口102，第二缓冲箱150的底部设置有第二冷凝水出口151。这里需要注意的是，蒸汽出口102中所排出的蒸汽，包括换热管210内未冷凝的高温蒸汽，以及换热管210中的高温蒸汽中所包含的不凝性气体。

高温蒸汽通过换热管210进行热交换的过程中，高温蒸汽冷凝获得冷凝水，冷凝水进入第二缓冲箱150并由第二冷凝水出口151排出。而高温蒸汽中的不凝性气体与未冷凝的高温蒸汽，则可以通过蒸汽出口102排出。

在一些实施例中，喷淋组件300可以喷淋待蒸发液体至各换热管组200表面。喷淋组件300与换热管组200的数量相同，且一一对应。即一个喷淋组件300可以将其内的待蒸发液体喷淋至对应换热管组200的换热管210表面，实现待蒸发液体与换热管210内的高温蒸汽进行热交换，使得待蒸发液体加热形成蒸发蒸汽，换热管210内的高温蒸汽降温形成冷凝液。

具体地，在一些实施例中，如图3所示，喷淋组件300包括喷淋管310，喷淋管310的长度方向与所述换热管组200的蒸汽进入端211至蒸汽排出端212的方向一致。也就是喷淋管310的长度方向与箱体100的宽度方向一致。喷淋管310可以设置在换热管组200的顶部。喷淋管310沿箱体100的长度方向，依次设置有多个朝向换热管组200的喷雾头311。喷淋管310与喷雾头311可以为螺纹连接等连接方式，也可以为其他的连接方式。

在一些实施方式中，喷淋管310中的待加热液体的流动方向与换热管210中的高温蒸汽流动方向一致。在另一些实施例中，喷淋管310中的待加热液体的流动方向与换热管210中的蒸汽流动方向相反。

在图示实施例中，喷淋管310中的待加热液体的流动方向与换热管210中的蒸汽流动方向相反。沿喷淋管310的待加热液体的流动方向，喷淋管310的管径减小。

上述设置喷淋管310管径的变化，可以使得流动至较远处的待加热液体可以以适当的压力由对应的喷雾头311排入至蒸发空间110内。而喷淋管310中的待加热液体的流动方向与换热管210中的蒸汽流动方向相反，可以使得各喷雾头311所喷出的待蒸发液体均可以与换热管210内的高温蒸汽具有较为适宜的温度差，从而提高整体的蒸发效率。

在一些实施例中，喷淋管310的管径也可以为定值，即不具有管径变化。

如图2-图3，箱体100的第二侧壁130开设有喷淋管口104。喷淋管口104与喷淋管310的端口连通，或者喷淋管310从喷淋管口104处伸入箱体100的蒸发空间110内。

在一些实施例中，各蒸发空间110所对应的喷淋管310的进液端可以为连通的。也就是同一待蒸发液同时进入各喷淋管310，以便于进行换热。

在另一些实施例中，各喷淋管310的进液端为独立的。也就是说，可以选用不同待蒸发液输送至对应的喷淋管310内进行喷淋。

在图示实施例中，各蒸发空间110所对应的喷淋管310的进液端可以为连通的。各喷淋管310的进液端的喷淋液的温度相同，以便于蒸发过程中保证较高的蒸发效率。

在一些实施例中，待蒸发液体在进行热交换后，获得蒸汽的同时还获得了部分不凝气体。如图3所示，各换热管组200与喷淋组件300之间均可以设置有不凝气出口103。不凝气出口103可以排出前述不凝气体。具体的，喷淋管310与换热管210之间的箱体100的侧壁处，还设置有前述不凝气出口103。不凝气出口103可以设置在箱体100的第二侧壁130上。不凝气出口103可以与第二缓冲箱150的蒸汽出口102连通，以便于将不凝气出口103所排出的不凝性气体与蒸汽出口102所排出的不凝性气体汇合后一并处理。不凝气出口103可以与第二缓冲箱150的蒸汽出口102为独立的，可以分别对不凝气出口103与蒸汽出口102各自所排出的不凝性气体进行收集处理。

在一些实施例中，待蒸发液体通过换热管210进行热交换后，蒸发获得蒸发蒸汽。蒸发蒸汽可以通过箱体100的顶部排出箱体100。

如图2-图3，在一些实施例中，箱体100的顶部设置有蒸汽排出口105。蒸汽排出口105的数量与换热管组200的数量相同，且一一对应。

如图3-图4，在一些实施例中，喷淋组件300与蒸汽排出口105之间，设置有除雾装置400。除雾装置400可以对蒸发蒸汽中的酸性物质进行去除，使得蒸汽排出口105所排出的蒸发蒸汽，可以排入空气或者可以便于重复利用。

在一些实施例中，除雾装置400包括除雾网410与清洗管420。

除雾网410设置在箱体100顶部。除雾网410内可以设置有除雾化合物，以便于与蒸发蒸汽中的酸性物质进行反应。在一些实施例中，除雾网410的数量为两个，且沿箱体100的高度方向依次间隔设置。

清洗管420可以设置在除雾网410的顶部，也可以设置在两层除雾网410的较低的一层除雾网410的上方。清洗管420具有清洗喷嘴421，清洗喷嘴421朝向除雾网410。清洗管420的一端伸出箱体100以与清洗液体输送装置连接。清洗液体输送装置可以选择水泵等输送装置。清洗管420的长度方向可以与换热管210的长度方向一致，也可以与换热管210的长度方向具有一定夹角。

在一蒸发空间110内，可以设置有一组清洗管420，也可以设置有多组清洗管420。各蒸发空间110的除雾网410可以为连通，也可以为独立设置。各蒸发空间110所设置在清洗管420可以对应连通，或者可以独立设置。

此外，箱体100的其他侧壁或顶壁可以设置有维修门体500。维修门体500的数量可以与蒸发空间110的数量相同，且一一对应。

在一些实施例中，箱体100侧壁设置有视镜口160，视镜口160可以位于任一换热管组200底部与箱体100底壁之间。视镜口160可以便于工作人员查看卧管降膜蒸发装置001内部的情况。

在图示实施例中，换热管组200的数量为四个，且沿箱体100的长度方向依次间隔设置。箱体100具有四个蒸发空间110，各蒸发空间110均设置有一个换热管组200与喷淋管310组，各蒸发空间110顶部均设置有除雾装置400。各蒸发空间110均连通。

如图2所示，箱体100底部或者沿其高度方向的下侧开设有出液口106(图中仅示出一个)，出液口106可以排出未蒸发的待蒸发液体。各蒸发空间110内的出液口106均可以连通，以使未蒸发液体统一排出。各蒸发空间110内的出液口106也可独立排出。

在上述卧管降膜蒸发装置001中，通过喷淋组件300将待蒸发液体喷淋至换热管210的表面，使得待蒸发液体与换热管210内的高温蒸汽进行热交换。待蒸发液体蒸发后获得蒸发蒸汽，蒸发蒸汽中的不凝气体通过不凝气出口103排出箱体100。其余的蒸发蒸汽可以通过除雾装置400进行除雾，并由蒸汽排出口105排出至大气或重复利用。进入换热管210前的高温蒸汽中，提前冷却所获得的冷却液可由第一冷凝水出口141排出。换热管210内的高温气体在热交换后冷却获得冷却液可由第二冷凝水出口151排出。而高温蒸汽中所含有的不凝气则可以通过第二缓冲箱150所开设的蒸汽出口102排出。

由于沿箱体100的长度方向间隔设置多个换热管组200，可以有效提高卧管降膜蒸发装置001的蒸发效率的同时，降低箱体100的高度，使得箱体100便于运输。此外，可以通过控制各换热管组200内的高温蒸汽的温度一致，以及喷淋管310所喷出的待蒸发液体温度一致，使得整个连通的各蒸发空间110内的温度一致，可以有效提高换热效率，提高蒸发强度。

在海水淡化系统，设置有多个前述卧管降膜蒸发装置001。在一些实施例中，对于其中任意一个卧管降膜蒸发装置001来说，所有蒸发空间110的蒸汽入口101均可以连通，以使得进入所有蒸发空间110内的加热蒸汽的温度一致。所有蒸发空间110的蒸汽排出口105均可以连通，以便于将蒸汽汇集并通入下一卧管降膜蒸发装置001或直接排出。所有蒸发空间110的喷淋管310的进入端都可以连通，以使得进入所有蒸发空间110内的待冷却液体的温度一致。所有蒸发空间110的第一冷凝水出口141以及第二冷凝水出口151均可连通，形成冷凝水统一排出端，以便于冷凝水统一处理。所有蒸发空间110所连通的不凝气出口103均可连通，形成不凝气统一排出端，以便于统一排放不凝气。

在一些实施例中，在海水淡化系统的相邻两组卧管降膜蒸发装置001中，前一卧管降膜蒸发装置的蒸汽排出口105与后一卧管降膜蒸发装置的各换热管组200的蒸汽进入端211连通。也就是说，在一方面，前一卧管降膜蒸发装置中所蒸发获得的水蒸气可以输入至后一卧管降膜蒸发装置的各换热管组200内，以提供换热管组200的热源，对该部分水蒸气进行热量回收，从而便于该部分水蒸气降温，且无需使用外部新增能量，降低能耗，从而降低成本。

在一些实施例中，在海水淡化系统中还包括冷却装置600。冷却装置600与卧管降膜蒸发装置001相连，并用于对卧管降膜蒸发装置001所输出的蒸汽进行冷却。在其中一些实施例中，沿海水原液流动方向的最后一组卧管降膜蒸发装置001中，其蒸汽排出口105可以与冷却装置600连接。冷却装置600可以对水蒸气进行冷却，以使得水蒸气形成液体水，便于储存以及重复利用。

在一些实施例中，在海水淡化系统中，相邻的两组卧管降膜蒸发装置001中，前一卧管降膜蒸发装置的出液口106与后一卧管降膜蒸发装置的喷淋组件300的液体进入端连通。也就是说，前一卧管降膜蒸发装置所获得的浓缩液体可以进入后一卧管降膜蒸发装置内进行进一步蒸发，从而降低浓缩液体中的水的含量，也就是继续将浓缩液体进行浓缩。而浓缩液体在前一卧管降膜蒸发装置进行蒸发时，温度有所升高，从而进入后一卧管降膜蒸发装置蒸发时，蒸发所需热量较少，因此前一卧管降膜蒸发装置所获得的水蒸气可以作为热源对后一卧管降膜蒸发装置内的待蒸发液体进行蒸发。

在一些实施例中，在海水淡化系统中，所有的卧管降膜蒸发装置001的冷凝水统一排出端均连通，以便于海水淡化系统内的冷凝水统一排放。所有的卧管降膜蒸发装置001的不凝气统一排出端均连通，以便于不凝性气体的统一排放。

在一些实施例中，所有的卧管降膜蒸发装置001可以平行间隔设置。相邻的卧管降膜蒸发装置001之间的间隙可以供工作人员通过。相邻卧管降膜蒸发装置001之间的间隙可以安装管道。

在一些实施例中，海水淡化系统还包括真空系统(图中未示出)。真空系统可以与所有的卧管降膜蒸发装置001连接，以分别对各卧管降膜蒸发装置001内的蒸发空间110内的真空度进行调节，从而调节各个卧管降膜蒸发装置001内压强，进而便于调节各个蒸发空间110内待蒸发液体的蒸发温度，以便于对待蒸发液体进行蒸发。

本发明的一实施例提供了一种海水淡化方法，其包括以下步骤：

步骤S1：将海水原液通入第一个卧管降膜蒸发装置001的各喷淋组件300内，使得海水原液进入对应的蒸发空间110进行蒸发，获得第一浓缩海水与第一蒸汽。

步骤S2：将第一浓缩海水通入后一个卧管降膜蒸发装置001的各喷淋组件300内，将第一蒸汽通入后一个卧管降膜蒸发装置001的蒸汽进入端211作为加热热源，使得第一浓缩海水进入对应的蒸发空间110进行蒸发，获得第二浓缩海水与第二蒸汽。

依次将海水原液通过海水淡化系统的多个卧管降膜蒸发装置001，最后一个卧管降膜蒸发装置001蒸发后获得浓缩液排出，进行集中处理。

海水中的蒸馏水则通过第一蒸汽与第二蒸汽等从各卧管降膜蒸发装置001获得，后进行冷却回收即可。

在一实施例中，如图1所示，海水淡化系统包括五个卧管降膜蒸发装置001。下面以该海水淡化系统为例，对海水淡化方法进行详细说明。

步骤S1：真空系统调节第一个卧管降膜蒸发装置010内各蒸发空间110的真空度，以使得蒸发空间110内的压强为第一压强。在第一压强下，海水原液可在第一温度达到沸点，也是就说，海水原液可在第一温度下进行蒸发。

将生蒸汽(即外部获得的高温蒸汽)通入第一个卧管降膜蒸发装置010的蒸汽进入端211作为加热热源。将海水原液通入第一个卧管降膜蒸发装置010的各喷淋组件300内，使得海水原液进入对应的蒸发空间110进行蒸发，获得第一浓缩海水、第一蒸汽、第一汇合冷凝水与第一不凝气。其中，第一汇合冷凝水为第一冷凝水出口141与第二冷凝水出口151所排出的冷凝水。

步骤S2：真空系统调节第二个卧管降膜蒸发装置020内各蒸发空间110的真空度，以使得蒸发空间110内的压强为第二压强。第二压强小于第一压强。在第二压强下，海水原液可在第二温度达到沸点，第二温度低于第一温度。也是就说，第一浓缩海水可在第二温度下进行蒸发。

将第一浓缩海水通入第二个卧管降膜蒸发装置020的各喷淋组件300内，将第一蒸汽通入后一个卧管降膜蒸发装置001的蒸汽进入端211作为加热热源，使得第一浓缩海水进入对应的蒸发空间110进行蒸发，获得第二浓缩海水、第二蒸汽、第二汇合冷凝水与第二不凝气。

步骤S3：真空系统调节第三个卧管降膜蒸发装置030内各蒸发空间110的真空度，以使得蒸发空间110内的压强为第三压强。第三压强小于第二压强。在第三压强下，海水原液可在第三温度达到沸点，第三温度低于第二温度。也是就说，第二浓缩海水可在第三温度下进行蒸发。

将第二浓缩海水通入第三个卧管降膜蒸发装置030的各喷淋组件300内，将第二蒸汽通入第三个卧管降膜蒸发装置001的蒸汽进入端211作为加热热源，使得第二浓缩海水进入对应的蒸发空间110进行蒸发，获得第三浓缩海水、第三蒸汽、第三汇合冷凝水与第三不凝气。

步骤S4：真空系统调节第四个卧管降膜蒸发装置040内各蒸发空间110的真空度，以使得蒸发空间110内的压强为第四压强。第四压强小于第三压强。在第四压强下，海水原液可在第四温度达到沸点，第四温度低于第三温度。也是就说，第三浓缩海水可在第四温度下进行蒸发。

将第三浓缩海水通入第四个卧管降膜蒸发装置040的各喷淋组件300内，将第三蒸汽通入第四个卧管降膜蒸发装置001的蒸汽进入端211作为加热热源，使得第三浓缩海水进入对应的蒸发空间110进行蒸发，获得第四浓缩海水、第四蒸汽、第四汇合冷凝水与第四不凝气。

步骤S5：真空系统调节第五个(即最后一个)卧管降膜蒸发装置050内各蒸发空间110的真空度，以使得蒸发空间110内的压强为第五压强。第五压强小于第四压强。在第五压强下，海水原液可在第五温度达到沸点，第五温度低于第四温度。也是就说，第四浓缩海水可在第五温度下进行蒸发。

将第四浓缩海水通入最后一个卧管降膜蒸发装置050的各喷淋组件300内，将第四蒸汽通入最后一个卧管降膜蒸发装置001的蒸汽进入端211作为加热热源，使得第四浓缩海水进入对应的蒸发空间110进行蒸发，获得浓缩液、第五蒸汽、第五汇合冷凝水与第五不凝气。

浓缩液可以排出海水淡化系统，以进行后续操作。第五蒸汽可以通过冷却装置600进行冷却，以获得液体水。第一汇合冷凝水至第五汇合冷凝水可以汇合后统一排放或回收利用。第一不凝气至第五不凝气可以汇合后统一排放。

上述海水淡化方法可以通过对海水逐级蒸发，以使浓缩液与海水中的蒸馏水分离，从而进行海水淡化。上述方式无需使用膜组件进行浓缩液与蒸馏水的分离，成本较低，另外由于蒸发所产生的水蒸气可以作为下一级的热源，因此，可以对水蒸气中的能量进行大量的回收，降低能耗，从而降低成本，更加绿色环保。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种海水淡化系统，其特征在于，包括多个依次设置的卧管降膜蒸发装置；

所述卧管降膜蒸发装置包括箱体、换热管组与喷淋组件，所述箱体具有沿其长度方向依次设置的至少两个蒸发空间，所述至少两个蒸发空间相互连通，所述至少两个蒸发空间内均设置有换热管组和喷淋组件；所述箱体设置有出液口与蒸汽排出口；

位于同一个所述卧管降膜蒸发装置内的所有所述换热管组的蒸汽进入端相互连通；位于同一个所述卧管降膜蒸发装置内的所有所述换热管组的蒸汽排出端连通，位于同一个所述卧管降膜蒸发装置内的所有所述喷淋组件的液体进入端连通；

相邻两组所述卧管降膜蒸发装置中，前一所述卧管降膜蒸发装置的所述蒸汽排出口与后一所述卧管降膜蒸发装置的所述蒸汽进入端连通；前一所述卧管降膜蒸发装置的所述出液口与后一所述卧管降膜蒸发装置的所述液体进入端连通；

其中，所述换热管组包括若干换热管，同一所述换热管组的若干所述换热管的蒸汽进入端的连通处，位于所述箱体的第一侧壁；所述第一侧壁设有第一缓冲箱，所述第一缓冲箱的一端与所述第一侧壁连通，并与所述箱体内对应的所述换热管组连通，所述第一缓冲箱设有所述蒸汽入口，所述第一缓冲箱的底部设置有第一冷凝水出口，所述第一冷凝水出口供高温蒸汽中提前冷凝所得的冷凝液排出所述第一缓冲箱。

2.根据权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，所述箱体的所有所述蒸发空间的侧壁均设置有不凝气出口，位于同一个所述卧管降膜蒸发装置内的所有所述不凝气出口连通。

3.根据权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，每个所述箱体的至少一个所述蒸发空间的侧壁或底壁设有出液口，所述出液口用于排出浓缩后的液体。

4.根据权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，所述卧管降膜蒸发装置还包括除雾装置，所述除雾装置设置于所述喷淋装置与所述箱体的顶壁之间，所述蒸汽排出口位于所述箱体的顶壁或所述箱体的位于顶壁与所述除雾装置之间的侧壁。

5.根据权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，还包括冷却装置，所述冷却装置与所述卧管降膜蒸发装置相连，并用于对所述卧管降膜蒸发装置所输出的蒸汽进行冷却。

6.根据权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，还包括真空系统，所述真空系统与各所述卧管降膜蒸发装置连接，所述真空系统用于调节各所述卧管降膜蒸发装置内的各所述蒸发空间的真空度。

7.根据权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，各所述卧管降膜蒸发装置平行间隔设置。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的海水淡化系统，其特征在于，所述卧管降膜蒸发装置中，相邻的所述换热管组之间的距离为小于等于1m。

9.一种海水淡化方法，其特征在于，采用权利要求1-8任意一项所述的海水淡化系统，包括以下步骤：

将海水原液通入第一个所述卧管降膜蒸发装置的各所述喷淋组件内，使得海水原液进入对应的所述蒸发空间进行蒸发，获得第一浓缩海水与第一蒸汽；

将所述第一浓缩海水通入后一个所述卧管降膜蒸发装置的各所述喷淋组件内，将所述第一蒸汽通入后一个所述卧管降膜蒸发装置的所述蒸汽进入端作为加热热源，使得所述第一浓缩海水进入对应的所述蒸发空间进行蒸发，获得第二浓缩海水与第二蒸汽；

依次将海水原液通过多个卧管降膜蒸发装置，最后一个卧管降膜蒸发装置蒸发后获得浓缩液；

沿海水原液流动方向，各所述卧管降膜蒸发装置内的蒸发温度依次降低。

10.根据权利要求9所述的海水淡化方法，其特征在于，所述第一个卧管降膜蒸发装置内蒸发空间的压强大于相邻的后一个所述卧管降膜蒸发装置内所述蒸发空间的压强。