CN206108947U - 一种高效海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效海水淡化装置，包括壳体和抽真空装置，所述抽真空装置通过管路与所述壳体连通；所述壳体分为上、下相通的两个腔体，所述壳体的上腔体内设置有冷凝器，下腔体内设置有蒸发器，所述蒸发器、所述冷凝器与一热量压缩单元组成一个热量循环系统，所述壳体的上腔体内还设置有顶部敞口的冷凝器集箱，所述冷凝器设置在所述冷凝器集箱的上方。本实用新型体积小巧，利用高真空状态下海水水份相变温度的敏感性、高导热性及等温性，以及冷凝器和冷凝器集箱的特殊结构，实现海水中水份汽化到冷凝的相变转移而淡化，提高海水淡化的速率和效率，具有很高的节能环保价值。

Description

一种高效海水淡化装置

技术领域

本实用新型涉及海水淡化处理领域，尤其涉及一种高效海水淡化装置。

背景技术

水资源是基础性自然资源和战略性经济资源，水资源可持续利用是关系到经济社会发展的重大战略问题，地球上的水资源总量中，淡水仅占2.5％，海水占97.5％。海水利用是人类社会解决水资源危机的重要措施之一。

16世纪末，人类开始用蒸馏器在船上直接蒸发海水来制取淡水，19世纪末，随着蒸汽轮船的出现，蒸发器蒸馏制水也随之诞生，以满足轮船锅炉和饮用水的供应。20世纪50年代多级闪蒸技术出现。60年代美国成功制得了世界上第一张高脱盐率、高通透量、可用于海水脱盐的不对称醋酸纤维素反渗透膜，并在70年代生产出了世界上第一台反渗透装置，随着反渗透膜性能提高、价格下降、能量回收效率的提高等技术的发展，反渗透法成为投资省、成本低的海水淡化制取饮用水方式。20世纪80年代低温多效蒸馏法面世，与膜法海水淡化技术相比，蒸馏法具有可利用低品位热能、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大等优点，低温多效海水淡化技术是指盐水的最高蒸发温度低于70度的淡化技术，其特征是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，后面一效的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程，其流程为：进料海水在排热冷凝器中被预热和脱气，之后被分成两股物流。一股物流作为冷凝液排弃并排回大海，另外一股物流变成蒸馏过程的进料液。料液经加入阻垢分散剂之后被引入到热回收段各效温度最低的一组中。喷淋系统把料液喷淋分布到各蒸发器中的顶排管上，在沿顶排管向下以薄膜形式自由流动的过程中，一部分海水由于吸收了在蒸发器内冷凝蒸汽的潜热而汽化。被轻微浓缩的剩余料液用泵打入到蒸发器的下一组中，该组的操作温度要比上一组高一些，在新的组中又重复了蒸发和喷淋过程。剩余的料液接着往前打，直到最后在温度最高的效组中以浓缩液的形式离开该效组。生蒸汽输入到温度最高一效的蒸发管内部，在管内发生冷凝的同时，管外也产生了与冷凝量基本相同的蒸发。产生的二次蒸汽在穿过浓盐水液滴分离器以保证蒸馏水的纯度之后，又引入到下一效的传热管内，第二效的操作温度和压力要略低于第一效。这种蒸发和冷凝过程沿着一串蒸发器的各效一直重复，每效都产生了相当数量的蒸馏水，到最后一效的蒸汽在排热段被海水冷却液冷凝。第一效的冷凝液被收集起来，该蒸馏水的一部分又返回到蒸汽发生器，超过输入的生蒸汽量的部分流入到一系列特殊容器的首个容器中，每一个容器都连接到下一低温效的冷凝侧。这样使一部分蒸馏水产生闪蒸并使剩余的产品水冷却下来，同时把热量传给热回收效的主体中去。如此产品水呈阶梯状流动并被逐级闪蒸冷却。放出的热量提高了系统的总效率，被冷却的蒸馏水最后用水泵抽出并输入到储液罐中。这样生产出的产品水是完全的纯水，它不含任何污染物，平均含盐量小于20ppm。如果安装两级捕沫网，产品水盐含量可小于5ppm。像蒸馏水一样，浓缩海水从第一效呈阶梯状流入一系列的浓盐水闪蒸罐中，闪蒸冷却以回收其热量。经过冷却之后，浓盐水经浓盐水泵打入大海。不凝性气体从每一根冷凝管中抽出，并从一效流到另一效。这些不凝性气体最后在排热冷凝器的最冷端富集，并用蒸汽喷射器或机械式真空泵抽出。

与多级闪蒸和传统的多效蒸发不同，低温多效技术有以下优缺点：

(1)由于操作温度低，避免或减缓了设备的腐蚀和结垢；

(2)进料海水的预处理更为简单。系统低温操作可简化海水的预处理过程。海水进入低温多效装置之前只需经过筛网过滤和加入5ppm左右的阻垢剂即可，也不需多级闪蒸必须进行加酸脱气处理；

(3)系统的动力消耗小。低温多效系统用于输送液体的动力消耗很低，可降低淡化水的制水成本；

(4)系统操作安全可靠。在低温多效系统中，发生的是管内蒸汽冷凝而管外液膜蒸发，即使传热管发生了腐蚀穿孔而泄漏，由于汽侧压力大于液膜侧压力，浓盐水绝对不会流到产品水中。

低温多效蒸馏法的冷凝和蒸发过程的传热系数随其操作温度提高而提高，同时由于低温操作时蒸汽的比容较大，使得设备的体积具大，无形中增加了设备的投入成本，因此，技术上需要尽可能地提高低温多效过程的操作温度，使之达到更高的造水比，而提高操作温度又在一定程度上增加了能源消耗。

综上，如何减小海水淡化装置的体积、降低能源消耗、提高海水淡化速率和效率，显得格外重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的低温多效海水淡化装置的体积较大、能源消耗较多以及海水淡化速率和效率较低的缺陷。

为了解决上述技术问题，本提供了一种高效海水淡化装置，包括壳体和抽真空装置，所述抽真空装置通过管路与所述壳体连通；所述壳体分为上、下相通的两个腔体，所述壳体的上腔体内设置有冷凝器，所述壳体的下腔体内设置有蒸发器，所述蒸发器、所述冷凝器与一热量压缩单元组成一个热量循环系统，所述壳体的上腔体内还设置有顶部敞口的冷凝器集箱，所述冷凝器设置在所述冷凝器集箱的上方。

优选地，所述冷凝器为V形或圆弧形，所述冷凝器集箱设置在所述冷凝器的底部下方。

进一步地，所述冷凝器集箱的顶部四周还设置有蒸汽通道。

进一步地，所述热量压缩单元通过对传热介质的压缩与抽吸组合成热源装置和冷源装置，所述热源装置通过管路与所述蒸发器连通，所述冷源装置通过管路与所述冷凝器连通。

进一步地，所述壳体外还设置有集水装置，所述集水装置通过集水管路与所述冷凝器集箱的底部连通，所述集水装置还连接有用于将所述集水装置内的淡水抽出的净水泵。

进一步地，所述抽真空装置通过第一真空管路与所述壳体的上腔体连通，并通过第二真空管路与所述集水装置连通，所述抽真空装置为射水抽气器、射汽抽气器、叶片式真空泵或罗茨真空泵中的一种。

进一步地，所述壳体的上腔体与所述壳体的下腔体之间还设置有破泡网板，所述破泡网板为多孔网状板，其为单层设置或多层设置。

进一步地，所述壳体外还设置有注水装置，所述注水装置包括注水池、注水管路和注水调节装置，所述注水池通过所述注水管路与所述壳体的下腔体连通，所述注水调节装置设置在所述注水管路上。

进一步地，所述蒸发器上还设置有盐垢清理装置，所述盐垢清理装置与一驱动装置相连，所述盐垢清理装置为推拉套筒结构或回转刮板结构，所述盐垢清理装置在所述驱动装置的带动下持续推拉或回转，将所述蒸发器上的盐垢清理下来。

进一步地，所述壳体的底部还设置有用于将蒸发器上清理下来的盐垢和海水浓缩液排出的浓缩泵，所述盐垢和浓缩液用于通过板式热交换器加热所述注水池内的海水。

本实用新型的高效海水淡化装置，具有如下有益效果：

1、本实用新型利用真空状态低温相变和热阻小、等温性好的原理实现海水的蒸发淡化，可在适当的加热温度和制冷剂低温冷却液冷凝温度的较大温压下，以较低的相变温度实现海水中水份的相变转移淡化，其淡化速度及效率远高于现有海水蒸发淡化工艺技术，可降低海水淡化的能耗和辅材消耗成本，真空环境下，海水的加热高效蒸发温度及低温下的汽相快速冷凝，可大大减少海水淡化装置的热交换面积，并使淡化工艺控制简单、性能稳定，其外观结构更加小巧。

2、本实用新型的蒸发器和冷凝器安装在一个壳体内，其结构更加紧凑，体积更加小巧，壳体的上腔体内设置有冷凝器集箱，所述冷凝器的形状为V形或圆弧形，所述冷凝器集箱设置在所述冷凝器的底部下方，V形或圆弧形设置的冷凝器一方面增大了水蒸汽与冷凝器的接触面积，提高换换热效率和速率，另一方面便于冷凝后的水滴顺利流入冷凝器集箱内。

3、本实用新型为高真空海水蒸馏方式，海水汽化后可以得到高纯净的淡水，真空蒸发及低温冷凝，能利用很少的低品位能源消耗快速从海水中取得淡化水，真空低温蒸馏的浓缩海水盐垢采用机械清理，海水淡化过程没有消耗品及污染物产生，淡化过程没有废气排放及有害物质产生，海水淡化过程浓缩的高含盐海水可直接排放回大海或提炼海盐，同时盐垢和海水浓缩液经浓缩泵排出后还可以通过板式热交换器加热注水池内的海水，实现海水的循环高效淡化过程。

4、本实用新型的壳体为一体化全密封真空结构，维持海水低温汽化蒸馏淡化所需的高真空度容易实现，利用制冷剂加热及低温制冷技术作为海水淡化的加热及冷凝的循环压缩热冷源，将减少加热源热能消耗及冷凝能源损失，可降低设备及系统的制造配套成本和海水淡化成本，提高能源利用效率，节能环保意义重大。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本实用新型的实用新型原理结构示意图；

图2是本实用新型的冷凝器集箱与冷凝器的第一种结构示意图；

图3是本实用新型的冷凝器集箱与冷凝器的第二种结构示意图。

其中，图中附图标记对应为：1-壳体，2-注水装置，201-注水池，202-注水管路，203-注水调节装置，3-蒸发器，4-冷凝器，5-抽真空装置，6-集水装置，7-冷凝器集箱，8-蒸汽通道，9-热量压缩单元，10-热源装置，11-冷源装置，12-盐垢清理装置，13-驱动装置，14-第一真空管路，15-第二真空管路，16-集水管路，17-净水泵，18-破泡网板，19-浓缩泵，20-板式热交换器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型利用冷凝器、冷凝器集箱的特殊结构，以及真空状态下，液体快速相变和高敏感的导热性能，使海水加热后迅速在较低的汽化温度下沸腾蒸发为汽相，并在阻力很小的真空壳体内快速随温差转移到冷凝器的低温端，在热量迅速传导给冷却水后快速冷凝成纯净水，使含盐海水中的水份实现液相到汽相再到液相的快速相变，真空工况下可用很少的能量消耗快速实现海水的净化。真空状态下，海水实现高效快速净化的原理是:标准大气压(绝对压力约0.1Mpa)时，水的汽化沸腾温度为100度，而在绝对压力很低的情况下，例如水在绝对压力0.02Mpa的真空状态下，水的饱和温度只有60度，绝对压力0.01Mpa真空度时，水在46度左右即可实现汽化相变。因此，将海水淡化过程的相变空间密封，通过抽气装置维持真空状态后，就能实现将海水中的水份在较低的加热温度下沸腾汽化而蒸发。真空环境下，液体相变过程具有热阻小、导热性高、等温性好的特点，可获得几倍、几十倍甚至几百倍于常态工况的汽化相变速度，加热源通过换热器加热管将热能传导给海水，使海水中的水份在较低的温度下敏感快速蒸发，而蒸发产生的汽相在微小的温差下快速向低温端移动，汽相在冷凝器冷却水管的冷源端快速放热而冷凝成净水，冷凝净水流到集水井中，再通过净水泵抽出。高效海水淡化装置及工艺与其他海水淡化设备相比，其利用高真空状态下海水低沸点及低冷凝温度与加热介质温度及冷却液的温差作用下产生相变，利用敏感性、高导热性及等温性的相变过程，将海水中的水份快速汽化及冷凝，因此可高效快速的获得纯净的水。海水的真空淡化工艺除了较少的加热源动力及液体输送设备动力外，没有损耗材料及污染物产生，可用很低的能耗成本获得高品质的海水淡化纯净水。

实施例1

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种高效海水淡化装置，包括壳体1、注水装置2、蒸发器3、冷凝器4、抽真空装置5和集水装置6，所述抽真空装置5通过第一真空管路14与所述壳体1连通，并通过第二真空管路15与所述集水装置6连通，所述抽真空装置5为射水抽气器、射汽抽气器、叶片式真空泵或罗茨真空泵中的一种，所述抽真空装置5将壳体1和集水装置6内的部凝结气体不断排出并维持二者的高真空状态。

所述壳体1分为上、下相通的两个腔体，所述冷凝器4和所述蒸发器3分别设置在所述壳体1的上、下腔体内，所述蒸发器3、所述冷凝器4与一热量压缩单元9组成一个热量循环系统，所述蒸发器3用于使海水汽化为水蒸汽，所述冷凝器4用于将水蒸汽冷凝为淡水；所述壳体1的上腔体内设置有顶部敞口的冷凝器集箱7，所述冷凝器4设置在所述冷凝器集箱7的上方，所述冷凝器集箱7用于收集水蒸汽冷凝后产生的淡水。

所述热量压缩单元9通过对传热介质(如制冷剂)的压缩与抽吸组合成热源装置10和冷源装置11，所述热源装置10通过管路与所述蒸发器3连通，所述冷源装置11通过管路与所述冷凝器4连通，所述热源装置10提供循环利用的加热热源间接传热给壳体1内布置的蒸发器3外侧的海水，海水受热而使其中的水份汽化相变产生水蒸汽，所述蒸发器3为管式换热管，所述蒸发器3内的传热介质为制冷剂，也可以为低压蒸汽、热载体导热油或热风(除了管式换热管之外，所述蒸发器3还可以为电加热棒)；所述冷源装置11提供循环利用的低温冷源吸收所述冷凝器4外侧的汽体热量，将汽相水蒸汽快速冷凝为淡水，所述冷凝器4为光管或翅片管组成，其结构为管箱式或盘管结构，所述的低温冷源包括低温制冷剂闭式循环利用或开放式海水直冷直排，为了增加汽相水蒸汽与冷凝器4的接触面积，提高热交换效率，本实用新型将冷凝器4设计为V形(如图2所示)，所述冷凝器集箱7设置在所述V形设置的冷凝器4的底部下方，当所述冷凝器集箱7的体积远大于冷凝器4的体积时，在冷凝器集箱7的顶部四周还可以设置蒸汽通道8，该蒸汽通道8用于使海水汽化后产生的水蒸汽进入所述冷凝器集箱7内。

所述蒸发器3上还设置有定期清理海水浓缩而粘在蒸发器3外壁的盐垢清理装置12，所述盐垢清理装置12为推拉套筒结构，所述盐垢清理装置12与一驱动装置13相连，所述盐垢清理装置12在所述驱动装置13的带动下持续推拉，将所述蒸发器3上的盐垢清除下来，所述驱动装置13一部分设置在壳体1内，另一部分设置在壳体1的外部。

所述壳体1的上腔体与所述壳体1的下腔体之间设置有单层设置的破泡网板18，所述破泡网板18使所述下腔体内产生的蒸汽汽相流在移动前往上腔体时穿越网孔而破裂成细小蒸汽汽相流，所述破泡网板18为金属材质的多孔网状板，该网状孔的形状为圆形或方形。

所述集水装置6通过集水管路16与所述冷凝器集箱7的底部连通，所述集水装置6还连接有用于将集水装置6内的淡水抽出的净水泵17，所述冷凝器集箱7凝结下来的淡水通过集水管路16持续汇入集水装置6内，集水装置6内的淡水通过净水泵17被源源不断的送出。

所述注水装置2包括注水池201、注水管路202和注水调节装置203，所述注水池201通过所述注水管路202与所述壳体1的下腔体连通，所述注水调节装置203设置在所述注水管路202上，所述注水池201内的海水通过所述抽真空装置5的抽真空自吸方式进入所述壳体1的下腔体内，所述注水调节装置203用于调节所述壳体1内的海水水位，并将海水水位控制在所述破泡网板18的下方，具体地可以将海水液位维持在蒸发器3最上一排的管子被浸没但不高于破泡网板18。

所述蒸发器3上被清理下来的盐垢和持续汽化浓缩后的海水下沉，并被设置在壳体1底部的浓缩泵19排出，排出去的盐垢和浓缩液经板式热交换器20加热注水池201内的海水，即加热注入壳体1内的海水，如此不断即可完成海水的高效快速淡化过程。

本实施例的海水淡化装置淡化海水的工艺如下：

S1、所述抽真空装置5通过第一真空管路14和第二真空管路15分别将壳体1内(抽真空装置5与壳体1的上腔体连通)和集水装置6内的不凝结气体不断排出并维持高度真空状态；

S2、海水通过注水调节装置203以抽真空自吸的方式进入壳体1内，所述注水调节装置203使壳体1内的海水液位维持在蒸发器3最上一排管子被浸没但不高于破泡网板18；

S3、热量压缩单元9通过对传热介质(如制冷剂)的压缩与抽吸组合成热源装置10和冷源装置11，热源装置10的压缩热源供蒸发器3，冷源装置11的扩散低温冷却液供冷凝器4，加热热源通过蒸发器3将热能通过间接加热方式传递给蒸发器外侧的海水，海水受热而使其中的水份汽化相变，汽化的气相流在温度差压的作用下迅速移动往低温端，其中快速蒸发产生的大蒸汽汽相流在穿越破泡网板18时破裂成细小气蒸汽汽相流，该细小蒸汽气相流通过V形设置的冷凝器4放热后凝结为淡水，冷凝所释放的热量则不断被冷凝器4对侧流过的低温冷却液以间接传热的方式带走，冷凝下来的淡水顺着V形设置的冷凝器4流入冷凝器集箱7内，并通过集水管路16流到集水装置6中，并经净水泵17不断抽出；

S4、蒸发器3外侧海水在蒸发后所产生的盐垢则在盐垢清除装置的不断清理下与持续汽化浓缩后的海水下沉到下腔体的底部，并被设置在壳体底部的浓缩泵19排出，排出的盐垢和浓缩液用于通过板式热交换器20加热注入壳体1内的海水，即注水池201内的海水，如此不断即可完成海水的高效快速淡化。

实施例2

如图1和图3所示，本实用新型公开了一种高效海水淡化装置，包括壳体1、注水装置2、蒸发器3、冷凝器4、抽真空装置5和集水装置6，所述抽真空装置5通过第一真空管路14与所述壳体1连通，并通过第二真空管路15与所述集水装置6连通，所述抽真空装置5为射水抽气器、射汽抽气器、叶片式真空泵或罗茨真空泵中的一种，所述抽真空装置5将壳体1和集水装置6内的部凝结气体不断排出并维持二者的高真空状态。

所述壳体1分为上、下相通的两个腔体，所述冷凝器4和所述蒸发器3分别设置在所述壳体1的上、下腔体内，所述蒸发器3、所述冷凝器4与一热量压缩单元组成一个热量循环系统，所述蒸发器3用于使海水汽化为水蒸汽，所述冷凝器4用于将水蒸汽冷凝为淡水；所述壳体1的上腔体内设置有顶部敞口的冷凝器集箱7，所述冷凝器4设置在所述冷凝器集箱7的上方，所述冷凝器集箱7用于收集水蒸汽冷凝后产生的淡水。

所述热量压缩单元9通过对传热介质(如制冷剂)的压缩与抽吸组合成热源装置10和冷源装置11，所述热源装置通过管路与所述蒸发器连通，所述冷源装置通过管路与所述冷凝器4连通，所述热源装置10提供循环利用的加热热源间接传热给壳体1内布置的蒸发器3外侧的海水，海水受热而使其中的水份汽化相变产生水蒸汽，所述的蒸发器3为管式换热管，所述蒸发器3内的传热介质为制冷剂，也可以为低压蒸汽、热载体导热油或热风(除了管式换热管之外，所述蒸发器3还可以为电加热棒)；所述冷源装置11提供循环利用的低温冷源吸收所述冷凝器4外侧的汽体热量，将汽相水蒸汽快速冷凝为淡水，所述的冷凝器4为光管或翅片管组成，其结构为管箱式或盘管结构，所述的低温冷源包括低温制冷剂闭式循环利用或开放式海水直冷直排，为了增加汽相水蒸汽与冷凝器4的接触面积，提高热交换效率，本实用新型将冷凝器4设计为圆弧形，所述冷凝器集箱7设置在圆弧形冷凝器4的底部下方(如图3所示)，当所述冷凝器集箱7的体积远大于冷凝器4的体积时，在冷凝器集箱7的顶部四周还可以设置蒸汽通道8，该蒸汽通道8用于使海水汽化后产生的水蒸汽进入所述冷凝器集箱7内。

所述蒸发器3上还设置有定期清理海水浓缩而粘在蒸发器3外壁的盐垢清理装置12，所述盐垢清理装置12为回转刮板结构，所述盐垢清理装置12与一驱动装置13相连，所述盐垢清理装置12在所述驱动装置13的带动下持续回转，将所述蒸发器3上的盐垢清除下来，所述驱动装置13一部分设置在壳体1内，另一部分设置在壳体1的外部。

所述壳体1的上腔体与所述壳体1的下腔体之间设置有多层设置的破泡网板18，所述破泡网板18使所述下腔体内产生的大蒸汽汽相流在移动前往上腔体时穿越网孔而破裂成细小蒸汽汽相流，所述破泡网板18为非金属材质的多孔网状板，该网状孔的形状为菱形或其他多边形。

所述集水装置6通过集水管路16与所述冷凝器集箱7的底部连通，所述集水装置6还连接有用于将集水装置6内的淡水抽出的净水泵17，所述冷凝器集箱7凝结下来的淡水通过集水管路16持续汇入集水装置6内，集水装置6内的淡水通过净水泵17被源源不断的送出。

所述注水装置2包括注水池201、注水管路202和注水调节装置203，所述注水池201通过所述注水管路202与所述壳体1的下腔体连通，所述注水调节装置203设置在所述注水管路202上，所述注水池201内的海水通过抽水泵的压力输送方式进入所述壳体1的下腔体内，所述注水调节装置203用于调节所述壳体1内的海水水位，并将海水水位控制在所述破泡网板18的下方，具体地可以将海水液位维持在蒸发器3最上一排的管子被浸没但不高于破泡网板18。

所述蒸发器3上被清理下来的盐垢和持续汽化浓缩后的海水下沉，并被设置在壳体1底部的浓缩泵19排出，排出去的盐垢和浓缩液经板式热交换器20加热注水池201内的海水，即加热注入壳体1内的海水，如此不断即可完成海水的高效快速淡化过程。

本实施例的海水淡化装置淡化海水的工艺如下：

S1、所述抽真空装置5通过第一真空管路14和第二真空管路15分别将壳体1内(抽真空装置与壳体1的上腔体连通)和集水装置6内的不凝结气体不断排出并维持高度真空状态；

S2、海水通过注水调节装置203以抽水泵的压力输送方式进入壳体1内，所述注水调节装置203使壳体1内的海水液位维持在蒸发器3最上一排管子被浸没但不高于破泡网板18；

S3、热量压缩单元9通过对传热介质(如制冷剂)的压缩与抽吸组合成热源装置10和冷源装置11，热源装置10的压缩热源供蒸发器3，冷源装置11的扩散低温冷却液供冷凝器4，加热热源通过蒸发器3将热能通过间接加热方式传递给蒸发器外侧的海水，海水受热而使其中的水份汽化相变，汽化的气相流在温度差压的作用下迅速移动往低温端，其中快速蒸发产生的大蒸汽汽相流在穿越破泡网板18时破裂成细小蒸汽汽相流，该细小蒸汽汽相流通过圆弧形设置的冷凝器4放热后凝结为淡水，冷凝所释放的热量则不断被冷凝器4对侧流过的低温冷却液以间接传热的方式带走，冷凝下来的淡水顺着圆弧形设置的冷凝器4流入冷凝器集箱7内，并通过集水管路16流到集水装置6中，并经净水泵17不断抽出；

S4、蒸发器3外侧海水在蒸发后所产生的盐垢则在盐垢清除装置的不断清理下与持续汽化浓缩后的海水下沉到下腔体的底部，并被设置在壳体底部的浓缩泵19排出，排出的盐垢和浓缩液用于通过板式热交换器20加热注入壳体1内的海水，即注水池201内的海水，如此不断即可完成海水的高效快速淡化。

从上述实施例可以看出，本实用新型解决的是海水淡化过程中，海水淡化装置体积较大、淡化速率较低和能源消耗较大的问题。本实用新型的壳体1为一体化全封闭结构，与外界相通的浓液泵19、集水管路16和集水装置6及与之连接的净水泵17均密封连接，不让外界空气漏入壳体1内。海水中携带的微量不凝结气体通过密封连接的抽真空装置5和真空管路及时排出，以维持高效海水淡化过程相变汽化及冷凝凝结温度所要求的真空度。当采用制冷剂作为冷凝器4的冷却液时，其冷源最低温度将低于-45度，压缩后的热源温度在65度左右，因此可通过调整壳体1内的蒸发器3和冷凝器4的受热面积大小或采取辅助加热的方式就可以满足制水负荷及负荷变化范围的要求，本实用新型将冷凝器的形状设置为V形或圆弧形，并在冷凝器的底部下方设置一个冷凝器集箱7，本实用新型通过上述改进，增加了冷凝器过程中的受热面积，有效提高了海水淡化效率和速率。

本实用新型的高效海水淡化装置，具有如下有益效果：

1、本实用新型利用真空状态低温相变和热阻小、等温性好的原理实现海水的蒸发淡化，可在适当的加热温度和制冷剂低温冷却液冷凝温度的较大温压下，以较低的相变温度实现海水中水份的相变转移淡化，其淡化速度及效率远高于现有海水蒸发淡化工艺技术，可降低海水淡化的能耗和辅材消耗成本，真空环境下，海水的加热高效蒸发温度及低温下的汽相快速冷凝，可大大减少海水淡化装置的热交换面积，并使淡化工艺控制简单、性能稳定，其外观结构更加小巧。

2、本实用新型的蒸发器和冷凝器安装在一个壳体内，其结构更加紧凑，体积更加小巧，壳体的上腔体内设置有冷凝器集箱，所述冷凝器的形状为V形或圆弧形，所述冷凝器集箱设置在所述冷凝器的底部下方，V形或圆弧形设置的冷凝器一方面增大了水蒸汽与冷凝器的接触面积，提高换换热效率和速率，另一方面便于冷凝后的水滴顺利流入冷凝器集箱内。

3、本实用新型为高真空海水蒸馏方式，海水汽化后可以得到高纯净的淡水，真空蒸发及低温冷凝，能利用很少的低品位能源消耗快速从海水中取得淡化水，真空低温蒸馏的浓缩海水盐垢采用机械清理，海水淡化过程没有消耗品及污染物产生，淡化过程没有废气排放及有害物质产生，海水淡化过程浓缩的高含盐海水可直接排放回大海或提炼海盐，同时盐垢和海水浓缩液经浓缩泵排出后还可以通过板式热交换器加热注水池内的海水，实现海水的循环高效淡化过程。

4、本实用新型的壳体为一体化全密封真空结构，维持海水低温汽化蒸馏淡化所需的高真空度容易实现，利用制冷剂加热及低温制冷技术作为海水淡化的加热及冷凝的循环压缩热冷源，将减少加热源热能消耗及冷凝能源损失，可降低设备及系统的制造配套成本和海水淡化成本，提高能源利用效率，节能环保意义重大。

以上所揭露的仅为本实用新型的几个较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种高效海水淡化装置，包括壳体(1)和抽真空装置(5)，所述抽真空装置(5)通过管路与所述壳体(1)连通；所述壳体(1)分为上、下相通的两个腔体，所述壳体(1)的上腔体内设置有冷凝器(4)，所述壳体(1)的下腔体内设置有蒸发器(3)，所述蒸发器(3)、所述冷凝器(4)与一热量压缩单元(9)组成一个热量循环系统，其特征在于，所述壳体(1)的上腔体内还设置有顶部敞口的冷凝器集箱(7)，所述冷凝器(4)设置在所述冷凝器集箱(7)的上方。

2.根据权利要求1所述的高效海水淡化装置，其特征在于，所述冷凝器(4)为V形或圆弧形，所述冷凝器集箱(7)设置在所述冷凝器(4)的底部下方。

3.据权利要求2所述的高效海水淡化装置，其特征在于，所述冷凝器集箱(7)的顶部四周还设置有蒸汽通道(8)。

4.根据权利要求1-3中任意一项权利所述的高效海水淡化装置，其特征在于，所述热量压缩单元(9)通过对传热介质的压缩与抽吸组合成热源装置(10)和冷源装置(11)，所述热源装置(10)通过管路与所述蒸发器(3)连通，所述冷源装置(11)通过管路与所述冷凝器(4)连通。

5.根据权利要求4所述的高效海水淡化装置，其特征在于，所述壳体(1)外还设置有集水装置(6)，所述集水装置(6)通过集水管路(16)与所述冷凝器集箱(7)的底部连通，所述集水装置(6)还连接有净水泵(17)。

6.根据权利要求5所述的高效海水淡化装置，其特征在于，所述抽真空装置(5)通过第一真空管路(14)与所述壳体(1)的上腔体连通，并通过第二真空管路(15)与所述集水装置(6)连通，所述抽真空装置(5)为射水抽气器、射汽抽气器、叶片式真空泵或罗茨真空泵中的一种。

7.根据权利要求5或6所述的高效海水淡化装置，其特征在于，所述壳体(1)的上腔体与所述壳体(1)的下腔体之间还设置有破泡网板(18)，所述破泡网板(18)为多孔网状板，其为单层设置或多层设置。

8.根据权利要求7所述的高效海水淡化装置，其特征在于，所述壳体(1)外还设置有注水装置(2)，所述注水装置(2)包括注水池(201)、注水管路(202)和注水调节装置(203)，所述注水池(201)通过所述注水管路(202)与所述壳体(1)的下腔体连通，所述注水调节装置(203)设置在所述注水管路(202)上。

9.根据权利要求8所述的高效海水淡化装置，其特征在于，所述蒸发器(3)上还设置有盐垢清理装置(12)，所述盐垢清理装置(12)与一驱动装置(13)相连，所述盐垢清理装置(12)为推拉套筒结构或回转刮板结构，所述盐垢清理装置(12)在所述驱动装置(13)的带动下持续推拉或回转。

10.根据权利要求8或9所述的高效海水淡化装置，其特征在于，所述壳体(1)的底部还设置有将蒸发器上清理下来的盐垢和海水浓缩液排出的浓缩泵(19)，所述盐垢和浓缩液通过板式热交换器(20)加热所述注水池(201)内的海水。