CN201626848U - 一种用于盐水脱盐的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型具体涉及一种用于盐水脱盐的装置。其技术方案是：蒸发凝结箱(13)内有3～5层底部为三角形凹槽状的铁盘(14)，每条凹槽下装有一条V形流槽(15)，V形流槽(15)与箱内淡水出口(18)相通。蒸发凝结箱(13)底部通过水管和第一水泵(1)与加湿去湿塔(6)内的冷凝管(12)相通，冷凝管(12)通过水管经向阳随动太阳能集热器(11)后与蜂窝降膜蒸发器(8)相通。加湿去湿塔(6)内设有塑料隔板(9)，其上部和下部分别装有上风扇(10)和下风扇(7)，加湿去湿塔(6)左侧底部通过水管和第二水泵(2)与蒸发凝结箱(13)内的第二层铁盘(14)相通。本实用新型具有热能利用充分、运行温度较高、蒸发量和淡水产量较大的特点。

Description

一种用于盐水脱盐的装置
技术领域
本实用新型属于脱盐技术领域，具体涉及一种用于盐水脱盐的装置。
背景技术
盐水和苦咸水的淡化是解决今后世界水资源紧张问题的重要方向。目前较为成熟的脱盐技术主要有多效蒸发、反渗透和电渗析等，但都存在投资高、能耗大、且消耗的都为不可再生能源等缺点。在众多的能源中，太阳能以其无限的储量和完全清洁的特征脱颖而出并愈来愈受到重视。太阳能脱盐具有不需或仅消耗很少的常规能源，不会产生二次污染，运行费用低等优势，是今后新能源与新脱盐工艺研究的主要方向之一(左潞等海水淡化太阳能蒸馏技术研究现状与展望，河海大学学报，2008，36：753-757)。
目前，太阳能脱盐技术主要分为主动系统和被动式系统两大类。被动式太阳能脱盐系统由于没有外部加热方式，因此产水量很低，没有太大的实用价值(徐进扬等 太阳能蒸馏器的试验研究，节能，2005，2：42-43)。一些常见的太阳能蒸馏器(郑宏飞 具有折皱底面的多级迭盘式太阳能蒸馏器的模拟实验研究，太阳能学报，2004，25：200-203；张小艳等 多级迭盘式太阳能蒸馏器的实验研究，水处理技术，2003，29：233-235)虽然是主动系统，但是存在蒸汽容易泄露，系统产水量不大，热能利用不充分等缺点。其它单一的太阳能脱盐技术和装置，如降膜蒸发-气流吸收等(郭强 几种不同类型太阳能蒸馏器的传热研究与性能分析，新能源及工艺，2005，29-33)，也都存在热能利用率不高、运行温度较低以及蒸发驱动力较大等缺陷。
发明内容
本实用新型旨在克服已有的技术缺陷，目的是提供一种热能利用充分、运行温度较高、蒸发量和淡水产量较大的用于盐水脱盐的装置。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：该装置由蒸发凝结箱、加湿去湿塔和向阳随动太阳能集热器三部分组成。
蒸发凝结箱的结构是：箱体内水平地固定有3～5层铁盘，铁盘底面折压成5～20条三角形凹槽，除最上层铁盘外，其余各层铁盘的三角形凹槽一端均封闭，另一端均通过铁盘连通槽互通，每层铁盘连通槽与该层铁盘连通管的上端相通，铁盘连通管的下端位于下一层铁盘连通槽的上方；每层铁盘的每条三角形凹槽的正下方均对应装有一条V形流槽，每层的每条V形流槽的一端均封闭，另一端亦通过流槽连通槽互通，每层流槽连通槽通过流槽连通管上下相通，最下层的流槽连通槽与蒸发凝结箱上的箱内淡水出口水平连通；箱内淡水出口距箱底的高度为箱体高度的1/4～1/3，进水口略低于箱内淡水出口，排水口位于箱体底部；蒸发凝结箱的箱体四侧和底部均用保温材料包覆，最上层铁盘与蒸发凝结箱箱壁之间的空隙用保温材料密封。
加湿去湿塔的结构是：加湿去湿塔内的右侧装有冷凝管，左侧装有蜂窝降膜蒸发器；在冷凝管和蜂窝降膜蒸发器间竖直设置有塑料隔板，塑料隔板安装在基墙上，塑料隔板最上部和最下部的中间位置处分别设置有上风扇和下风扇；在加湿去湿塔的右侧底部装有塔内淡水出口，加湿去湿塔的左侧装有溢流口；加湿去湿塔的顶部固定安装有向阳随动太阳能集热器。
向阳随动太阳能集热器由向阳旋转底座和12～15根太阳能玻璃真空集热管组成，12～15根太阳能玻璃真空集热管并排相互固定，质心处安装在向阳旋转底座上；每根太阳能玻璃真空集热管的下端相互连通为进水端，上端相互连通为出水端。
蒸发凝结箱的底部通过水管和第一水泵与加湿去湿塔内的冷凝管下端相通，冷凝管上端通过水管与向阳随动太阳能集热器的太阳能玻璃真空集热管的进水端相通，向阳随动太阳能集热器的太阳能玻璃真空集热管的出水端通过水管与加湿去湿塔内的蜂窝降膜蒸发器的上端相通，加湿去湿塔左侧的底部通过水管和第二水泵连通至蒸发凝结箱内的第二层铁盘的上方；上述水管均用保温材料包覆。
所述的每层铁盘分别经铁盘支撑杆固定在蒸发凝结箱箱壁，每层铁盘均经表面镀锌处理；每层V形流槽分别经流槽支撑杆固定在蒸发凝结箱箱壁，每层V形流槽为PVC材质。
所述的蜂窝降膜蒸发器的材质为蜂窝状玻璃纤维无机湿膜。
所述的冷凝管为10～12根镀锌铜管竖直均匀排列，镀锌铜管的柱面上沿竖直方向均匀地开有6～10条凹槽。
所述的上风扇固定安装在塔顶上，下风扇固定安装在基墙上，基墙高度为加湿去湿塔高度的1/8～1/6；上风扇的出风口面向加湿去湿塔的右侧，下风扇的出风口面向加湿去湿塔的左侧。
所述的塑料隔板为两张平行的塑料板，两张塑料板间的距离约为上风扇或下风扇的厚度。
由于采用上述技术方案，本实用新型的向阳随动太阳能集热器可按照太阳的运动轨迹运动以保证阳光直射到太阳能玻璃真空集热管表面，从而大大提高太阳能的利用效率，同时由于阳光长时间的直射使得太阳能玻璃真空集热管能有效加热盐水，系统的运行温度很高；蜂窝降膜蒸发器采用玻璃纤维无机湿膜，具有吸水性好，增湿强度高等特点，被加热的盐水在该蜂窝降膜蒸发器上蒸发所需的驱动力很小，蒸发量较大。另外，上、下风扇能产生快速的循环气流，循环气流经蜂窝降膜蒸发器表面也能进一步促进盐水的蒸发；冷凝管和铁盘分别为镀锌铜管和镀锌铁盘，不仅传热效果好也能有效防止盐水对冷凝管和铁盘的腐蚀；镀锌铜管在竖直方向的柱面上均匀地开有凹槽，能有效加强冷凝和传热过程；蒸发凝结箱四周以及最上层铁盘和箱体间用保温材料包覆，不仅能有效保存箱内热量促进铁盘上盐水的蒸发，还能防止蒸汽的外泄；铁盘底部为三角形凹槽状，可以增大冷凝面，有利于箱内蒸汽的凝结。蜂窝降膜蒸发器产生的蒸汽对冷凝管中的盐水可以起到加热的作用，同时在冷凝管上冷凝释放出的潜热也可以加热冷凝管中的盐水。未蒸发的浓盐水在蒸发凝结箱内的铁盘上进一步蒸发，蒸汽和其凝结时释放出的潜热同样也对上一层铁盘内的浓盐水起到了加热的作用。
本实用新型最大程度地吸收了太阳能，运行温度较高，整个脱盐过程多次充分利用了蒸汽的潜热和盐水自身的显热，极大地提高了整个脱盐装置的热利用效率和产水率。
因此，本实用新型具有热能利用充分、运行温度较高、蒸发量和淡水产量较大的特点。尤其适合用于小岛或能源紧张地区制取淡水。
附图说明
图1为本实用新型一种结构示意图；
图2是图1中A-A俯视示意图；
图3是图1中B-B俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述，并非对保护范围的限制：
实施例1
一种用于盐水脱盐的装置。该装置如图1所示，该装置由蒸发凝结箱13、加湿去湿塔6和向阳随动太阳能集热器11三部分组成。
蒸发凝结箱13的结构是：箱体内水平地固定有4层铁盘14，每层铁盘14的底面折压成8条三角形凹槽，除最上层铁盘14外，其余3层铁盘14的三角形凹槽一端均封闭，另一端均通过铁盘连通槽21互通，每层铁盘连通槽21与该层铁盘连通管17的上端相通，铁盘连通管17的下端位于下一层铁盘连通槽21的上方；每层铁盘14的每条三角形凹槽的正下方均对应装有一条V形流槽15，每层的每条V形流槽15的一端均封闭，另一端通过流槽连通槽23互通，每层流槽连通槽23通过流槽连通管16上下相通，最下层的流槽连通槽23与蒸发凝结箱13上的箱内淡水出口18水平连通；箱内淡水出口18距箱底的高度为箱体高度的1/3，进水口19略低于箱内淡水出口18，排水口20位于箱体底部；蒸发凝结箱13的箱体四侧和底部均用保温材料包覆，最上层铁盘14与蒸发凝结箱13箱壁之间的空隙用保温材料密封。
加湿去湿塔6的结构是：加湿去湿塔6内的右侧装有冷凝管12，左侧装有蜂窝降膜蒸发器8；在冷凝管12和蜂窝降膜蒸发器8间竖直设置有塑料隔板9，塑料隔板9安装在基墙4上，塑料隔板9最上部和最下部的中间位置处分别设置有上风扇10和下风扇7；在加湿去湿塔6的右侧底部装有塔内淡水出口3，加湿去湿塔6的左侧装有溢流口5；加湿去湿塔6的顶部固定安装有向阳随动太阳能集热器11。
向阳随动太阳能集热器11由向阳旋转底座和12根太阳能玻璃真空集热管组成，12根太阳能玻璃真空集热管并排相互固定，质心处安装在向阳旋转底座上；每根太阳能玻璃真空集热管的下端相互连通为进水端，上端相互连通为出水端。
蒸发凝结箱13的底部通过水管和第一水泵1与加湿去湿塔6内的冷凝管12下端相通，冷凝管12上端通过水管与向阳随动太阳能集热器11的太阳能玻璃真空集热管的进水端相通，向阳随动太阳能集热器11的太阳能玻璃真空集热管的出水端通过水管与加湿去湿塔6内的蜂窝降膜蒸发器8的上端相通，加湿去湿塔6左侧的底部通过水管和第二水泵2连通至蒸发凝结箱13内的第二层铁盘14的上方；上述水管均用保温材料包覆。
所述的每层铁盘14如图2和图3所示，分别经铁盘支撑杆22固定在蒸发凝结箱13箱壁，每层铁盘14均经表面镀锌处理；每层V形流槽15分别经流槽支撑杆24固定在蒸发凝结箱13箱壁，每层V形流槽15为PVC材质。
所述的蜂窝降膜蒸发器8的材质为蜂窝状玻璃纤维无机湿膜。
所述的冷凝管12为10根镀锌铜管竖直均匀排列，镀锌铜管的柱面上沿竖直方向均匀地开有8条凹槽。
所述的上风扇10固定安装在塔顶上，下风扇7固定安装在基墙4上，基墙4高度为加湿去湿塔6高度的1/8；上风扇10的出风口面向加湿去湿塔6的右侧，下风扇7的出风口面向加湿去湿塔6的左侧。
所述的塑料隔板9为两张平行的塑料板，两张塑料板间的距离约为上风扇10或下风扇7的厚度。
本实用新型进行盐水或苦咸水淡化过程如下：首先关闭蒸发凝结箱13上的排水口20，通过进水口19加入要处理的盐水，待盐水水面接近进水口19时停止加入盐水并关闭进水口19。然后依次启动向阳太阳能随动集热器11、第一水泵1、上风扇10、下风扇7和第二水泵2。蒸发凝结箱13中的盐水通过冷凝管12进入向阳随动太阳能集热器11，经向阳随动太阳能集热器11加热后的盐水再进入蜂窝降膜蒸发器8，经蜂窝降膜蒸发器8后未蒸发完的浓盐水被第二水泵2泵入蒸发凝结箱13中的第二层铁盘14上。
加湿去湿塔6内的上风扇10和下风扇7产生的循环气流快速流过蜂窝降膜蒸发器8表面使被加热的盐水迅速蒸发成水蒸气，水蒸汽随循环气流与冷凝管12接触并在其表面凝结成塔内淡水后经塔内淡水出口3引出。
泵入蒸发凝结箱13中的第二层铁盘14上浓盐水经铁盘连通管17逐层下降，铁盘14上的浓盐水蒸发产生的蒸汽在上一层铁盘14背部凝结成箱内淡水并由V形流槽15通过箱内淡水出口18引出。铁盘14上未蒸发完的浓盐水进入蒸发凝结箱13底部后被第一水泵1泵往冷凝管12进行新一轮的循环。在脱盐过程中，当蒸发凝结箱13底部盐水接近饱和时要停止第一水泵1、第二水泵2、上风扇10和下风扇7，然后通过排水口20排出蒸发凝结箱13内接近饱和的盐水。本装置具有热能利用充分、运行温度较高、蒸发量和淡水产量较大的特点。
实施例2
一种用于盐水脱盐的装置。该装置结构如图1、图2和图所示。箱体内水平地固定有3层或5层铁盘14；箱内淡水出口18距箱底的高度为箱体高度的1/4～1/3；向阳随动太阳能集热器11由向阳旋转底座和13～15根太阳能玻璃真空集热管组成；冷凝管12为11或12根镀锌铜管竖直均匀排列，镀锌铜管的柱面上沿竖直方向均匀地开有6～7或9～10条凹槽；基墙4高度为加湿去湿塔6高度的1/8～1/6。
其余同实施例1。
本具体实施方式最大程度地吸收了太阳能，运行温度较高，整个脱盐过程多次充分利用了蒸汽的潜热和盐水自身的显热，极大地提高了整个脱盐装置的热利用效率和产水率。
因此，本具体实施方式具有热能利用充分、运行温度较高、蒸发量和淡水产量较大的特点。尤其适合用于小岛或能源紧张地区制取淡水。

Claims (6)

1.一种用于盐水脱盐的装置，其特征在于该装置由蒸发凝结箱(13)、加湿去湿塔(6)和向阳随动太阳能集热器(11)三部分组成；
蒸发凝结箱(13)的结构是：箱体内水平地固定有3～5层铁盘(14)，铁盘(14)底面折压成5～20条三角形凹槽，除最上层铁盘(14)外，其余各层铁盘(14)的三角形凹槽一端均封闭，另一端均通过铁盘连通槽(21)互通，每层铁盘连通槽(21)与该层铁盘连通管(17)的上端相通，铁盘连通管(17)的下端位于下一层铁盘连通槽(21)的上方；每层铁盘(14)的每条三角形凹槽的正下方均对应装有一条V形流槽(15)，每层的每条V形流槽(15)的一端均封闭，另一端亦通过流槽连通槽(23)互通，每层流槽连通槽(23)通过流槽连通管(16)上下相通，最下层的流槽连通槽(23)与蒸发凝结箱(13)上的箱内淡水出口(18)水平连通；箱内淡水出口(18)距箱底的高度为箱体高度的1/4～1/3，进水口(19)略低于箱内淡水出口(18)，排水口(20)位于箱体底部；蒸发凝结箱(13)的箱体四侧和底部均用保温材料包覆，最上层铁盘(14)与蒸发凝结箱(13)箱壁之间的空隙用保温材料密封；
加湿去湿塔(6)的结构是：加湿去湿塔(6)内的右侧装有冷凝管(12)，左侧装有蜂窝降膜蒸发器(8)；在冷凝管(12)和蜂窝降膜蒸发器(8)间竖直设置有塑料隔板(9)，塑料隔板(9)安装在基墙(4)上，塑料隔板(9)最上部和最下部的中间位置处分别设置有上风扇(10)和下风扇(7)；在加湿去湿塔(6)的右侧底部装有塔内淡水出口(3)，加湿去湿塔(6)的左侧装有溢流口(5)；加湿去湿塔(6)的顶部固定安装有向阳随动太阳能集热器(11)；
向阳随动太阳能集热器(11)由向阳旋转底座和12～15根太阳能玻璃真空集热管组成，12～15根太阳能玻璃真空集热管并排相互固定，质心处安装在向阳旋转底座上；每根太阳能玻璃真空集热管的下端相互连通为进水端，上端相互连通为出水端；
蒸发凝结箱(13)的底部通过水管和第一水泵(1)与加湿去湿塔(6)内的冷凝管(12)下端相通，冷凝管(12)上端通过水管与向阳随动太阳能集热器(11)的太阳能玻璃真空集热管的进水端相通，向阳随动太阳能集热器(11)的太阳能玻璃真空集热管的出水端通过水管与加湿去湿塔(6)内的蜂窝降膜蒸发器(8)的上端相通，加湿去湿塔(6)左侧的底部通过水管和第二水泵(2)连通至蒸发凝结箱(13)内的第二层铁盘(14)的上方；上述水管均用保温材料包覆。
2.根据权利要求1所述的用于盐水脱盐的装置，其特征在于所述的每层铁盘(14)分别经铁盘支撑杆(22)固定在蒸发凝结箱(13)箱壁，每层铁盘(14)均经表面镀锌处理；每层V形流槽(15)分别经流槽支撑杆(24)固定在蒸发凝结箱(13)箱壁，每层V形流槽(15)为PVC材质。
3.根据权利要求1所述的用于盐水脱盐的装置，其特征在于所述的蜂窝降膜蒸发器(8)的材质为蜂窝状玻璃纤维无机湿膜。
4.根据权利要求1所述的用于盐水脱盐的装置，其特征在于所述的冷凝管(12)为10～12根镀锌铜管竖直均匀排列，镀锌铜管的柱面上沿竖直方向均匀地开有6～10条凹槽。
5.根据权利要求1所述的用于盐水脱盐的装置，其特征在于所述的上风扇(10)固定安装在塔顶上，下风扇(7)固定安装在基墙(4)上，基墙(4)高度为加湿去湿塔(6)高度的1/8～1/6；上风扇(10)的出风口面向加湿去湿塔(6)的右侧，下风扇(7)的出风口面向加湿去湿塔(6)的左侧。
6.根据权利要求1所述的用于盐水脱盐的装置，其特征在于所述的塑料隔板(9)为两张平行的塑料板，两张塑料板间的距离约为上风扇(10)或下风扇(7)的厚度。
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