CN1306942A - 一种从海水中提取淡水的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

一种从海水中提取淡水的方法和设备,将经过预处理的海水置于海水蒸发室中,海水在此吸热蒸发,其水蒸汽经加热加压后使其凝点比蒸发室中的海水形成不低于25℃温差,将此蒸汽送至蒸发室中与此中海水换热,水蒸汽在此冷凝成为淡水,海水吸收热量而蒸发,重复上述循环,最后在蒸发室下端形成卤水和析出食盐。其设备包括海水蒸发室、加热换热器、气体压缩机等组成。本发明加热加压二次蒸汽的方法,能较好地回收水蒸汽的热量,热能利用率高,从而降低了能耗和生产成本,并能同时生产食盐。还具有设备结构简单、工艺流程短等优点。

Description

一种从海水中提取淡水的方法及其设备

本发明涉及一种从海水中提取淡水的方法，具体说是一种加热加压二次蒸汽的淡水提取方法。

本发明还涉及一种用于这种方法的设备。

目前，从海水中提取淡水的方法有很多，其中蒸馏法在海水淡化中占有较大的比例。二十世纪五十年代起，多级闪急蒸馏法、多效蒸馏法等方法相继问世。闪急蒸馏法是将海水在管路中加热至150℃，然后把海水引入一个压力较低的闪蒸室中，这时海水便急速汽化，闪急蒸馏的过程中，海水温度迅速下降到闪蒸室压力相对应的饱和蒸汽温度，海水温度降低时所放出的热量，即成为闪蒸室中海水汽化的热能，如果把预热后的海水依次引入多个压力逐级降低的闪蒸室中，逐级进行蒸发和冷凝，就成了多级闪急蒸馏系统。多效蒸馏法与多级闪急蒸馏法的工作流程相似，它是把多个蒸发室按压力逐级降低的顺序串联起来，把前一效蒸发室产生的蒸汽作加热后一效海水使之汽化的热源。以上方法都存在以下不足：热效率较低，海水需要加热的温度较高，要达150℃，不能利用低温度的介质作热源，也不能生产食盐，没有直接的经济效益，上述方法生产的淡水费用昂贵，其价格比石油还高。

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种生产淡水成本低、消耗热能低、并能同时生产食盐的从海水中提取淡水的方法。

本发明的目的还在于提供一种用于上述方法的设备。

本发明的技术方案是：将经过预处理后的海水置于海水蒸发室中，海水在此吸热蒸发，产生的水蒸汽从蒸发室上部逸出，经过换热器加热，加热后的水蒸汽再经气体压缩机加压，使水蒸汽的凝点与蒸发室中的海水温度形成不低于25℃的温差，然后，将加热加压后的水蒸汽送至海水蒸发室的冷凝管内。

所说的海水蒸发室中的压力为4～210千帕，加热后的水蒸汽为55～150℃，加压后的水蒸汽为12.7～430千帕。

用于上述方法的设备为：海水蒸发室内为换热冷凝管，海水蒸发室上部的水蒸汽出口与加热换热器相连，加热换热器的出汽口与气体压缩机的进汽口相连通，气体压缩机的出汽口与蒸发室的冷凝管进口相连通，冷凝管出口接淡水泵淡水池。蒸发室下端为盐卤出口。

海水蒸发室如需在负压系统工作时，海水蒸发室可以与气体压缩机减压端相接，也可以与真空泵相接，以保证海水蒸发室的系统负压。

海水蒸发室还可以为两套并联或串联的装置。

由于该系统采用了加热加压水蒸汽的方式，提高了水蒸汽的凝点，使系统内的水蒸汽与蒸发室中的海水形成一定的温差，水蒸汽在蒸发室中冷凝时所放出热量再被蒸发室内的海水吸收并使之汽化，这样较好地回收了水蒸汽的热量，热能利用率高，从而降低了能耗和生产成本，使用该系统生产一吨淡水仅需消耗标准煤5～6千克，电力0.7千瓦时，又由于该系统内的海水在蒸发室内连续蒸发，能生成盐卤和折出食盐，即每生产一吨淡水的同时还能生产24千克左右的食盐和26千克的盐卤，经济效益十分可观。

下面将结合附图对本发明进一步详述：

图1为本发明的一实施例的示意图；

图2为本发明的另一实施的示意图。

图1中，采用常温减压蒸馏法间接加热蒸馏系统装置图由蒸发室5、冷凝管4、高压泵6、水泵7、气体压缩机3、换热器1、加热管2组成。蒸发室5为中空圆柱体，内部排满了由铜镍合金制成的螺旋状冷凝管4，冷凝管4上部进汽端由管道与蒸发室5外的气体压缩机3的排汽口相连，冷凝管4下部出水口与水泵7相通，蒸发室5的顶部有一蒸汽出口通过管道与换热器1内的加热管2的进汽端连接，加热管2由普通不锈钢制成，加热管2的出汽端与气体压缩机3的进汽口相通。蒸发室5的下部出料口有一管道连接高压泵6。该装置工作时，把经过灭菌、沉淀过滤等净化处理的海水送入蒸发室5内，蒸发室5内的压力由于气体压缩机3的作用而始终保持为3.3千帕～7.6千帕，所以常温(25-40℃)下的海水此时便从冷凝管4中吸收热量并汽化。产生的蒸汽从蒸发室5的上部导出后送入换热器1中，经过加热管2加热至55～70℃，再通过气体压缩机3将3.3千帕～7.6千帕的水蒸汽加压至12.7～26千帕，此时蒸汽的凝点为50～65℃，然后把水蒸汽送入冷凝管4中，由于冷凝管4内的水蒸汽与蒸发室5内的海水之间存在着25℃以上的温差，所以水蒸汽便在冷凝管4中冷凝成为淡水，水蒸气冷凝时放出的热量便被蒸发室5内的海水吸收并成为海水气化的热源。蒸发室5内的海水不断地吸热蒸发，浓度逐渐提高，最后便在蒸发室5的下部形成盐卤和析出食盐，把盐卤和食盐的混合物经过高压泵6排出后再分离即可成为化学工业的原料。冷凝管4中形成的淡水经过水泵7抽出后便能供人们使用。由于该装置采用了常温减压蒸馏的方法，产生的水蒸汽温度很低，可以利用热电厂的废热作热源来提高水蒸汽的温度，所以该装置几乎不再另外消耗热能。其动力消耗也很低，若扣出热电厂抽排冷却水的动力消耗，使用该装置每生产一吨淡水，仅需新增加动力消耗0.1千瓦时。所以使用该装置淡化海水成本极低。

图2中，另一种间接加热蒸馏系统由加热锅炉8、蒸发室10、气体压缩机11、预热室12、换热管9、换热管13、换热管14及高压泵15组成。预热室12的上部与蒸发室10的上部有管道相通，换热管14的进水口与换热管13的出水口相连，换热管13的进汽端通过气体压缩机11与换热管9的出汽端相通，蒸发室10的顶部有蒸汽出口通过管道直通换热管9的进汽端，蒸发室10的下部出料口直通高压泵15。该系统工作时先把经过处理后的海水送入预热室12，使海水水温逐渐上升至80～110℃，再经过上部管道进入蒸发室10内，蒸发室4内的压力由于气体压缩机3的作用而始终保持为50～205千帕，海水继续从换热管13中吸收热量并汽化，产生的80～120℃的蒸汽从蒸发室10的上部导出，通过管道进入加热锅炉8内并被加热至110～150℃，然后通过气体压缩机加压至125千帕～430千帕，此时水蒸汽的凝点为105～145℃。把经过加温加压后的水蒸汽再送入换热管13中，由于水蒸汽的凝点105～145℃与蒸发室10内的海水温度80～120℃之间存在25℃以上的温差，水蒸汽便在换热管13中冷凝，形成105～145℃的淡水，水蒸汽冷凝时放出的热量被蒸发室10内的海水吸收并使之汽化。把105～145℃的淡水接着送入预热室12中并继续放热降温，最后从换热管14的尾部排出，便得到人们使用的低温度的淡水。经过预热室12预热后的海水进入蒸发室10后不断地蒸发，最后便在蒸发室10的下部形成盐卤并析出食盐，经过高压泵15抽出后再分离即能成为化学工业的原料。由于该系统采用的是高温加压蒸馏的方式，所以不能用低温度热介质作热源，只能用加热锅炉加热，使用该装置，每生产一吨淡水需要消耗5～6千克的标准煤和0.7千瓦时的电力。运行成本略高于实施例1的蒸馏系统的运行成本，但使用该系统仍然有很大的经济效益。

Claims (7)

1、一种从海水中提取淡水的方法，其特征在于：将经过预处理的海水置于的海水蒸发室中，海水在此吸热蒸发，其水蒸汽从蒸发室上部逸出，经过换热器加热，加热后的水蒸汽再经气体压缩机加压，使水蒸汽的凝点与蒸发室中的海水形成不低于25℃的温差，然后，将加热加压后的水蒸汽送至海水蒸发室的冷凝管内，与蒸发室中的海水进行热交换，加热加压水蒸汽放出热量冷凝为淡水，从蒸发室下端冷凝口排出，蒸汽冷凝时放出的热量便成为蒸发室内海水吸热并汽化的热源，蒸发室内的海水吸收热量蒸发，重复上述循环：海水经不断蒸发，最后在蒸发室下端形成卤水析出食盐，并排出。

2、根据权利要求1所述的一种从海水中提取淡水的方法，其特征在于：所说的海水蒸发室中的压力为4～210千帕。

3、根据权利要求1所述的一种从海水中提取淡水的方法，其特征在于：所说的加热后的水蒸汽为55～150℃。

4、根据权利要求1所述的一种从海水中提取淡水的方法，其特征在于：水蒸汽经气体压缩机加压至12.7～430千帕。

5、一种用于权利要求1所述方法的设备，其特征在于：海水蒸发室5内为换热冷凝管，海水蒸发室的上端蒸汽出口与加热换热器(1)相连，加热换热器(1)的出汽端与气体压缩机(3)的进汽口相连通，气体压缩机(3)的出汽口与蒸发室(5)的冷凝管进口连通，冷凝管出口接淡水泵淡水池，蒸发室下端为排料口即卤水出口。

6、根据权利要求5所述的设备，其特征在于海水蒸发室还可以为两套并联或串联的装置。

7、根据权利要求5所述的设备，其特征在于海水蒸发室可以与气体压缩机的减压端相接，也可以与真空泵相接。

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