CN205653288U - 利用海水与淡水结露温差制备淡水的系统 - Google Patents

Abstract

一种利用海水与淡水结露温差制备淡水的系统，该系统包括水泵，其与海水入水口相连接；海水储水容器，其与水泵相连接；海水加热容器，其与海水储水容器相连接；超声波雾化器，其包括雾化室、超声波陶瓷片及、高压喷嘴；制冷装置，其包括制冷压缩机、冷凝器、蒸发器及散热风机；风机，其与蒸发器相连接。水泵将海水输送到海水储水容器，然后流入海水加热容器，由制冷装置的冷凝器散热释放的热能对海水进行加热，加热后的海水进入超声波雾化器进行超声波雾化后进入制冷装置的蒸发器进行低温结露，形成淡水。本实用新型系统具有海水淡化过程能耗低，耗材使用寿命长，淡水制备量大，对海洋环境无二次污染，维护保养成本低，适于规模化应用等特点。

Description

利用海水与淡水结露温差制备淡水的系统

【技术领域】

本实用新型涉及海水淡化，特别是涉及一种节省能源及耗材，淡水制备量大，维护保养成本低，适于广泛推广应用的利用海水与淡水结露温差制备淡水的系统。

【背景技术】

众所周知，淡水是人类生活的重要资源。我国淡水资源贫乏，不仅人均占有量少，且在时间和地域分布不均。近年来，随着经济的快速增长，加之年降雨量少及许多水源被严重污染，淡水的供需矛盾日益凸现。统计资料表明，我国610个中等以上城市中不同程度缺水的就达到400多个，其中32个百万人口以上的大城市中有30个长期受到缺水的困扰。随着城市化进程的加快，人口的高度集中，经济的高速增长，使得缺水问题已成为经济增长的制约因素。近年来淡水资源的短缺和污染也成为全球经济持续发展的重要障碍。

另一方面，由于地球表面的约70％为海洋所覆盖，因此海水资源极其丰富。为此，人们开发了多种海水淡化方法，包括热力蒸馏及反渗透膜等。其中，传统的热力蒸馏法是通过加热海水形成水蒸气再经冷凝成蒸馏水，方法虽简单可靠，但消耗能量巨大而制得淡水量少，且在蒸馏过程中产生的锅垢清理困难，残留下的高盐度水排放时热损失大。

近代海水淡化大多采用反渗透膜，该方法是在半透膜的原水一侧施加比容液渗透压高的外界压力，原水透过半透膜时只允许水透过、其他物质不能透过而被截留在膜表面的过程。该方法所使用的反渗透膜材质价格较 高，渗透膜直接在盐度15～25的海水中使用时容易被堵而造成耗材消耗量大，从而导致成本很高。

【实用新型内容】

本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种海水淡化过程能耗低，耗材使用寿命长，淡水制备量大，对海洋环境无二次污染，维护保养成本低，适于规模化应用的利用海水与淡水结露温差制备淡水的系统。

为实现上述目的，本实用新型提供一种利用海水与淡水结露温差制备淡水的系统，该系统包括：

水泵，其与海水入水口相连接；

海水储水容器，其与所述水泵相连接；

海水加热容器，其与所述海水储水容器相连接；

超声波雾化器，其包括雾化室，设于雾化室底部的超声波陶瓷片及设于超声波陶瓷片上部的多个高压喷嘴，该超声波雾化器与所述海水加热容器相连接；

制冷装置，其包括制冷压缩机、冷凝器、蒸发器及散热风机，所述冷凝器的冷凝管穿过所述海水加热容器并与所述制冷压缩机连接，所述蒸发器分别与所述制冷压缩机、冷凝器及超声波雾化器相连接，所述散热风机设于冷凝器前侧；

风机，其与所述蒸发器相连接，且

所述水泵将海水输送到海水储水容器，然后流入海水加热容器，由所述制冷装置的冷凝器散热释放的热能对海水进行加热，加热后的海水进入超声波雾化器进行超声波雾化后进入制冷装置的蒸发器进行低温结露，形成淡水。

在本实用新型的另一方案中，该系统包括：

水泵，其与海水入水口相连接；

海水储水容器，其与所述水泵相连接；

海水加热容器，其与所述海水储水容器相连接；

超声波雾化器，其包括雾化室，设于雾化室底部的超声波陶瓷片及设于超声波陶瓷片上部的多个高压喷嘴，该超声波雾化器与所述海水加热容器相连接；

制冷装置，其包括制冷压缩机、冷凝器、蒸发器及散热风机，所述冷凝器的冷凝管穿过所述海水加热容器并与所述制冷压缩机连接，所述蒸发器分别与所述制冷压缩机、冷凝器及超声波雾化器相连接，所述散热风机设于冷凝器前侧；

风机，其与所述蒸发器相连接；

第二级淡化处理装置，其包括高压水泵、反渗透器、活性炭滤水器及饮用水储水箱，所述高压水泵分别与所述蒸发器及反渗透器连接，活性炭滤水器分别与所述反渗透器及饮用水储水箱连接，且

所述水泵将海水输送到海水储水容器，然后流入海水加热容器，由所述制冷装置的冷凝器散热释放的热能对海水进行加热，加热后的海水进入超声波雾化器进行超声波雾化后进入制冷装置的蒸发器进行低温结露形成淡水，该淡水经第二级淡化处理装置处理后形成符合饮用水标准的淡水并流入饮用水储水箱存储。

在所述水泵与海水入水口之间连接有海水过滤器，在海水储水容器和海水加热容器内分别设有水位控制器，在所述冷凝器与蒸发器之间设有冷媒过滤器及毛细节流管，在所述风机的输出端连接有盐晶粉体收集容器，在所述制冷装置的蒸发器的输出端连接有第一级淡化处理出水口及饮用水储水箱。

本实用新型的贡献在于，其有效解决了传统海水淡化方法所存在的弊端。本实用新型的系统无须通过消耗电能等能源能量加热海水，也不需要将海水加热至沸腾状态，而是通过制冷时产生的热能提供加热海水的热力， 既实现了对海水加热，又得到了良好的制冷和冷凝散热，因而可节约能源达75％。

另一方面，本实用新型的系统是通过超声波雾化方法将海水雾化，其比传统热力雾化可节约能源99％。本实用新型在将海水淡化至盐度只有0.8以下时进行第二级淡化处理，因而可有效延长反渗透膜的使用寿命达10倍以上。而经第一级淡化处理后的淡水则可广泛应用于农林灌溉、工业用水、锅炉补水、清洁洗涤等非饮用水领域，因而可实现零耗材海水淡化。

本实用新型的系统在海水淡化过程中，大部分盐份在淡水结露时被脱水形成粉状晶体回收制成工业用盐，对海洋生物环境无污染。避免了传统反渗透方式淡化海水过程中会排放大量浓缩海水，导致浓缩海水盐度高而对环境产生较大影响，如盐度超过40‰时导致某些生物死亡等问题。

本实用新型的系统具有海水淡化过程能耗低，耗材使用寿命长，淡水制备量大，对海洋环境无二次污染，维护保养成本低等特点，因而适于大规模化推广应用。

【附图说明】

图1是本实用新型的系统整体结构示意图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本实用新型的进一步解释和说明，对本实用新型不构成任何限制。

如图1所示，本实用新型的利用海水与淡水结露温差制备淡水的系统包括水泵10、海水储水容器20、海水加热容器30、超声波雾化器40、制冷装置50、风机60，其中，所述海水储水容器20通过管道与所述水泵10相连接，水泵10则通过管道与海水入水口连接，在水泵10与海水入水口之间连接有海水过滤器80，用于去除海水中的杂质，更好地保护海水储水 容器20。在海水储水容器20上部设有水位控制器21，其可以是满水感应开关等公知的水位控制器，其与所述水泵10连接，使得当进入海水储水容器20的海水达到设定水位时，水泵10停止抽水。当水位低于设定水位时，则水泵10启动抽水。

如图1，所述海水加热容器30与所述海水储水容器20相连接，所述制冷装置的冷凝器的蛇形冷凝管521从海水加热容器30中穿过，冷凝管521散热释放的热能为海水加热容器30提供热源。该海水加热容器30的安装位置应低于所述海水储水容器20，使得海水储水容器20内的海水可通过落差自动流入海水加热容器30。

如图1，所述超声波雾化器40包括雾化室41、超声波陶瓷片42及多个高压喷嘴43，其中，超声波陶瓷片42设于雾化室41底部，多个高压喷嘴43设于超声波陶瓷片42上部，各高压喷嘴对准陶瓷雾化片。当关机时或每间隔24小时高压喷嘴自动向陶瓷片喷出高压水柱以清洁陶瓷片上的污垢，以免影响雾化效果。在雾化室41内上部设有浮球阀45，用于控制进入雾化室41的加热后的海水的液面高度。该超声波雾化器40一端与所述海水加热容器30相连接，超声波雾化器40的另一端经雾气导管44与制冷装置的蒸发器53连接。

如图1，所述制冷装置50包括制冷压缩机51、冷凝器52、蒸发器53及散热风机56，其中，所述冷凝器52的冷凝管521穿过所述海水加热容器30并与所述制冷压缩机51连接，冷凝管521散热释放的热能可为海水加热容器30提供热源。冷凝管521的另一端经冷媒过滤器54及毛细节流管55与蒸发器53相连接。所述蒸发器53包括密闭的结露室531和设于该结露室531内的蒸发器主体532。该蒸发器53分别与所述制冷压缩机51、冷凝器52及超声波雾化器40相连接。所述散热风机56设置在冷凝器52的前侧。该制冷装置50可同时为海水加热容器30提供热源和使进入蒸发器53的低盐度雾气进行低温结露。

如图1，所述风机60为抽风机，其分别与所述蒸发器53和盐晶粉体收集容器90连接，用于将在蒸发器53内遇冷析出的粉状盐晶体送入盐晶粉体收集容器90加以收集。

本实用新型的上述系统在工作时，所述水泵10将海水输送到海水储水容器20，然后流入海水加热容器30，由所述制冷装置的冷凝器52散热释放的热能对海水进行加热，加热后的海水进入超声波雾化器40进行超声波雾化后进入制冷装置的蒸发器53进行低温结露，形成淡水。

本实用新型的上述系统可用于对海水进行第一级淡化处理，经第一级淡化处理的淡水经第一级淡化处理出水口100送到淡水储水容器(图中未示出)存储待用，该淡水可用作工业用水及灌溉或洗涤用水。

在本实用新型的系统的另一实施例中，为将第一级淡化处理后的淡水进一步净化到符合饮用水标准，在所述制冷装置的蒸发器53的输出端设置了第二级淡化处理装置70。如图1，该第二级淡化处理装置70包括高压水泵71、反渗透器72、活性炭滤水器73及饮用水储水箱74，其中，反渗透器72和活性炭滤水器73可以是公知的反渗透器和活性炭滤水器，所述高压水泵71分别与所述蒸发器53及反渗透器72连接，活性炭滤水器73分别与所述反渗透器72及饮用水储水箱74连接。经第一级淡化处理后的淡水先由高压水泵71送到反渗透器72，在反渗透膜的作用下将含盐度0.8的淡水净化到含盐度为零，然后再经活性炭滤水器73将淡水净化成符合饮用水标准的淡水。

如图1所示，本实用新型的系统在工作时，所述水泵10将海水输送到海水储水容器20，然后流入海水加热容器30，由所述制冷装置的冷凝器52散热释放的热能对海水进行加热，加热后的海水进入超声波雾化器40进行超声波雾化，雾化后进入制冷装置的蒸发器53进行低温结露形成淡水，该淡水经第二级淡化处理装置70的反渗透器72和活性炭滤水器73进行进一步净化处理，处理后形成符合饮用水标准的淡水并流入饮用水储水箱74存 储。

尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (3)

1.一种利用海水与淡水结露温差制备淡水的系统，其特征在于，该系统包括：

水泵(10)，其与海水入水口相连接；

海水储水容器(20)，其与所述水泵(10)相连接；

海水加热容器(30)，其与所述海水储水容器(20)相连接；

超声波雾化器(40)，其包括雾化室(41)，设于雾化室(41)底部的超声波陶瓷片(42)及设于超声波陶瓷片(42)上部的多个高压喷嘴(43)，该超声波雾化器(40)与所述海水加热容器(30)相连接；

制冷装置(50)，其包括制冷压缩机(51)、冷凝器(52)、蒸发器(53)及散热风机(56)，所述冷凝器(52)的冷凝管(521)穿过所述海水加热容器(30)并与所述制冷压缩机(51)连接，所述蒸发器(53)分别与所述制冷压缩机(51)、冷凝器(52)及超声波雾化器(40)相连接，所述散热风机(56)设于冷凝器(52)前侧；

风机(60)，其与所述蒸发器(53)相连接，且

所述水泵(10)将海水输送到海水储水容器(20)，然后流入海水加热容器(30)，由所述制冷装置的冷凝器(52)散热释放的热能对海水进行加热，加热后的海水进入超声波雾化器(40)进行超声波雾化后进入制冷装置的蒸发器(53)进行低温结露，形成淡水。

2.如权利要求1所述的利用海水与淡水结露温差制备淡水的系统，其特征在于，该系统包括：

水泵(10)，其与海水入水口相连接；

海水储水容器(20)，其与所述水泵(10)相连接；

海水加热容器(30)，其与所述海水储水容器(20)相连接；

超声波雾化器(40)，其包括雾化室(41)，设于雾化室(41)底部的 超声波陶瓷片(42)及设于超声波陶瓷片(42)上部的多个高压喷嘴(43)，该超声波雾化器(40)与所述海水加热容器(30)相连接；

制冷装置(50)，其包括制冷压缩机(51)、冷凝器(52)、蒸发器(53)及散热风机(56)，所述冷凝器(52)的冷凝管(521)穿过所述海水加热容器(30)并与所述制冷压缩机(51)连接，所述蒸发器(53)分别与所述制冷压缩机(51)、冷凝器(52)及超声波雾化器(40)相连接，所述散热风机(56)设于冷凝器(52)前侧；

风机(60)，其与所述蒸发器(53)相连接，

第二级淡化处理装置(70)，其包括高压水泵(71)、反渗透器(72)、活性炭滤水器(73)及饮用水储水箱(74)，所述高压水泵(71)分别与所述蒸发器(53)及反渗透器(72)连接，活性炭滤水器(73)分别与所述反渗透器(72)及饮用水储水箱(74)连接，且

所述水泵(10)将海水输送到海水储水容器(20)，然后流入海水加热容器(30)，由所述制冷装置的冷凝器(52)散热释放的热能对海水进行加热，加热后的海水进入超声波雾化器(40)进行超声波雾化后进入制冷装置的蒸发器(53)进行低温结露形成淡水，该淡水经第二级淡化处理装置(70)处理后形成符合饮用水标准的淡水并流入饮用水储水箱(74)存储。

3.如权利要求1或2所述的利用海水与淡水结露温差制备淡水的系统，其特征在于，在所述水泵(10)与海水入水口之间连接有海水过滤器(80)，在海水储水容器(20)和海水加热容器(30)内分别设有水位控制器(21、31)，在所述冷凝器(52)与蒸发器(53)之间设有冷媒过滤器(54)及毛细节流管(55)，在所述风机(60)的输出端连接有盐晶粉体收集容器(90)，在所述制冷装置的蒸发器(53)的输出端连接有第一级淡化处理出水口(100)及饮用水储水箱(74)。