CN211198664U - 一种撬装太阳能海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种撬装太阳能海水淡化装置，包括顺次连通的太阳能集热系统、多效蒸发系统和冷却系统，所述太阳能集热系统具体为太阳能集热器；所述多效蒸发系统包括顺次连通的闪蒸室、一效蒸发室、二效蒸发室和三效蒸发室；所述冷却系统包括冷凝器；所述闪蒸室与太阳能集热器连通；所述一效蒸发室、二效蒸发室和三效蒸发室内分别设有一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器，该三个蒸发器均位于相应蒸发室的海水液面以下；所述三效蒸发器与冷凝器连通。本实用新型的一种撬装太阳能海水淡化装置，把降膜蒸发器改成浸没式蒸发其，取消了顶部喷淋系统，提高了设备空间利用率，设备整体结构尺寸降低，且热利用率高。

Description

一种撬装太阳能海水淡化装置

技术领域

本实用新型涉及海水淡化领域，尤其是涉及一种撬装太阳能海水淡化装置。

背景技术

现有技术中，海水淡化已成为解决我国乃至全球淡水紧缺的一条有效的重要战略途径。低温多效蒸馏法和反渗透膜法是目前主要海水淡化工艺路线，已经在商业化的大型海水淡化工程上应用得越来越多。

而对于一些特殊领域，如海岛、船舶、移动平台等，更需要一些集成化程度很高(整体撬装式)、操作维护简单、适应性很强的小型海水淡化装置，大型工程上采用的常规低温多效蒸馏海水淡化装置和反渗透膜法的工艺路线并不完全适用。

热法蒸馏装置相对于膜法具有操作维护简单的特点，所以对于上述特殊领域，热法蒸馏装置的应用推广性更好。低温多效水平管降膜蒸发技术已经成为当前的主流热法蒸馏工艺，该技术采取传统的喷淋方式，为了保证换热管外不局部出现干管现象，需要保证一定量的喷淋量，设备顶部需要安装喷淋布水管，还要安装喷头。同时为了保证喷淋均匀，喷头下面还要有一定的高度。因此换热管顶部需要比较大的空间，空间利用率非常低，不适合在上述特殊领域的小型撬装装置上进行应用；且现有的撬装海水淡化装置存在热利用率低，易结垢的缺陷；本实用新型即是在上述技术问题的基础上进行的改进。

发明内容

本实用新型针对背景技术中的相关问题，提供一种撬装太阳能海水淡化装置，本太阳能海水淡化装置采用浸没式蒸发器，而非传统的水平管降膜蒸发器，可以大大缩小整体结构和占地面积，且热利用率高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种撬装太阳能海水淡化装置，包括顺次连通的太阳能集热系统、多效蒸发系统和冷却系统，所述太阳能集热系统具体为太阳能集热器；所述多效蒸发系统包括顺次连通的闪蒸室、一效蒸发室、二效蒸发室和三效蒸发室；所述冷却系统包括冷凝器；

所述闪蒸室与太阳能集热器连通；

所述一效蒸发室、二效蒸发室和三效蒸发室内分别设有一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器，该三个蒸发器均位于相应蒸发室的海水液面以下；

所述三效蒸发器与冷凝器连通。

进一步，所述闪蒸室与热水储水罐连通，所述热水储水罐与太阳能集热器连通。

进一步，所述闪蒸室的蒸汽出口与一效蒸发器的蒸汽入口通过闪蒸管线连通；一效蒸发器的淡水口通过一效淡水管线与热水储水罐连通，一效蒸发室的蒸汽出口与二效蒸发器的蒸汽入口通过一效蒸发管线连通；二效蒸发器的淡水口与三效蒸发器的淡水口通过二效淡水管线连通，二效蒸发室的蒸汽出口与三效蒸发器的蒸汽入口通过二效蒸发管线连通；三效蒸发室的蒸汽出口与冷凝器的蒸汽入口通过三效蒸发管线连通；三效蒸发器的淡水口通过三效淡水管线与产品水暂储罐连通。

进一步，所述冷凝器的淡水口通过冷凝淡水管线与产品水暂储罐连通。

进一步，所述冷凝器的冷却水入口与第一海水管线连通，冷凝器的冷却水出口经由第二海水管线与一效蒸发室的海水入口连通；一效蒸发室的盐水出口经由一效盐水管线与二效蒸发室的盐水入口连通；二效蒸发室的盐水出口经由二效盐水管线与三效蒸发室的盐水入口连通；三效蒸发室的盐水出口与排海管线连通。

进一步，所述第二海水管线设有排海分支管线。

进一步，与三效蒸发室的盐水出口连通的排海管线上设有与第一海水管线连通的盐水回流管线。

进一步，冷凝器的气体出口经由不凝气管线与真空泵分离器连通，该不凝气管线与第三海水管线连通，所述第三海水管线与第一海水管线连通。

进一步，所述真空泵分离器上部设有不凝气出口，下部与排海管线连通。

本实用新型的有益效果：

(1)本装置把降膜蒸发器改成浸没式蒸发其，取消了顶部喷淋系统，提高了设备空间利用率，设备整体结构尺寸降低；

(2)本装置设有三效蒸发系统，每效产生的浓盐水和淡水依次进入下一效的海水侧和淡水侧，进行效内闪蒸；浓盐水和淡水效内闪蒸一方面可以产生蒸汽，从而提高MED设备的整体性能，另一方面降低了浓盐水和产品水的排放温度；

(3)三效蒸发室产生的二次蒸汽进入冷凝器冷凝成淡水，同时对进料海水加热，减少物料水的过冷度；且，为了提高系统的热利用率，系统采用部分浓水回用，提高系统的经济性；

(4)本装置蒸发器产出的盐水顶值温度不超过72℃，排出浓盐水浓度小于1.5倍原料海水浓度，有效的防止了设备的结垢和腐蚀。

附图说明

图1为实施例中一种撬装太阳能海水淡化装置的工艺流程示意图。

图中：1、太阳能集热器；2、热水储水罐；3、闪蒸室；4、一效蒸发室；41、一效蒸发器；5、二效蒸发室；51、二效蒸发器；6、三效蒸发室；61、三效蒸发器；7、冷凝器；8、产品水暂储罐；9、真空泵分离器；10、产品水箱；G1、闪蒸管线；G2、一效蒸发管线；G3、一效淡水管线；G4、二效蒸发管线；G5、二效淡水管线；G6、三效蒸发管线；G7、三效淡水管线；G8、冷凝器淡水管线；G9、第一海水管线；G10、第二海水管线；G11、第三海水管线；G12、排海分支管线；G13、一效盐水管线；G14、二效盐水管线；G15、排海管线；G16、盐水回流管线；G17、不凝气管线；B1、浓盐水泵；B2、产品水泵；B3、水环真空泵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。本实用新型中未明确说明的固定连接关系，可以是焊接、粘接、螺栓连接、卡接中的一种。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

在一些实施例中，一种撬装太阳能海水淡化装置，包括顺次连通的太阳能集热系统、多效蒸发系统和冷却系统，所述太阳能集热系统具体为太阳能集热器1；所述多效蒸发系统包括热水储水罐2和顺次连通的闪蒸室3、一效蒸发室4、二效蒸发室5和三效蒸发室6；所述冷却系统包括冷凝器7。

所述闪蒸室3与太阳能集热器1连通，所述闪蒸室3与热水储水罐2连通，所述热水储水罐2与太阳能集热器1连通；

所述一效蒸发室4、二效蒸发室5和三效蒸发室6内分别设有一效蒸发器41、二效蒸发器51和三效蒸发器61，该三个蒸发器均位于相应蒸发室的海水液面以下；闪蒸室3的蒸汽出口与一效蒸发器41的蒸汽入口通过闪蒸管线G1连通，一效蒸发器41的淡水口通过一效淡水管线G3与热水储水罐2连通；一效蒸发室4的蒸汽出口与二效蒸发器51的蒸汽入口通过一效蒸发管线G2连通，二效蒸发器51的淡水口与三效蒸发器61的淡水口通过二效淡水管线G5连通，二效蒸发室5的蒸汽出口与三效蒸发器61的蒸汽入口通过二效蒸发管线G4连通；三效蒸发室6的蒸汽出口与冷凝器7的蒸汽入口通过三效蒸发管线G6连通；三效蒸发器61的淡水口通过三效淡水管线G7与产品水暂储罐8连通；

冷凝器7的淡水口通过冷凝器淡水管线G8与产品水暂储罐8连通；

冷凝器7的冷却水入口与第一海水管线G9连通，冷凝器7的冷却水出口经由第二海水管线G10与一效蒸发室4的海水入口连通，所述第二海水管线G10设有排海分支管线G12；一效蒸发室4的盐水出口经由一效盐水管线G13与二效蒸发室5的盐水入口连通；二效蒸发室5的盐水出口经由二效盐水管线G14与三效蒸发室6的盐水入口连通；三效蒸发室6的盐水出口与排海管线G15连通，该排海管线G15上设有与第一海水管线G9连通的盐水回流管线G16；

冷凝器7的气体出口经由不凝气管线G17与真空泵分离器9连通，该不凝气管线G17与第三海水管线G11连通，所述真空泵分离器9上部设有不凝气出口，下部与排海管线G15连通；

所述产品水暂储罐8与产品水箱10连通。

在一些实施例中，该海水淡化装置形成的个工艺系统介绍如下：

(1)蒸汽系统

该海水淡化装置由太阳能集热器提供热源，95℃热水经过闪蒸产生70℃的饱和湿蒸汽，该蒸汽可以直接作为低温多效海水装置加热蒸汽。

(2)海水系统

海水系统主要作用是向冷凝器提供冷却用海水，向一效蒸发室提供物料水，满足MED装置对外来海水的需求。

物料水来自经冷凝器预热后的海水，进入多效蒸发系统内，顺流进入各效蒸发室内，也可保障高温效物料浓度尽可能低，尽量降低了系统结垢的可能。

(3)盐水系统

该多效蒸发系统采用海水/盐水逐级顺流方式，利用各效间的自然压差，浓盐水由一效蒸发室逐级排放，最终至三效蒸发室内，三效蒸发室排出的浓盐水经浓盐水泵排出系统。高温效向低温效流动时，效间压力逐渐降低，有少量蒸汽从盐水中闪蒸出来，换热后凝结成淡水。

(4)产品水系统

产品水系统采用逐级流动排放方式，由二效蒸发器开始，产品水逐级向下一级蒸发器排放，三效蒸发器产出的产品水及冷凝器冷凝蒸馏水自流进入产品水暂储罐，并由产品水泵泵送至产品水箱。进入下一级蒸发器的产品水，由于效内压力下降，高温产品水闪蒸出部分蒸汽，增加了二次蒸汽产量，热量得到回收，效率得到提高。

(5)真空系统

该海水淡化装置为低温低压蒸发凝结海水淡化设备，各效均在负压真空状态工作，维持正常的设备真空状态，是保证设备正常工作的必要条件。

装置采用水环真空泵维持整个装置的真空。

设备气动前，通过水环真空泵将系统真空抽至20KPa左右。设备再进热水形成蒸汽的热力循环。

MED一效蒸发室的不凝气导入二效蒸发器内，二效蒸发室的不凝气导入三效蒸发器内，三效蒸发室的不凝气导入冷凝器，最后通过水环真空泵将冷凝器的不凝气抽出设备。

在一些实施例中，该海水淡化装置形成的工艺系统采用热水闪蒸+3效浸没式蒸发器+冷凝器7的方案，具体工艺流程如下：

(1)海水经由第一海水管线G9、冷凝器7和第二海水管线G10进入一效蒸发室4内；

(2)采用太阳能集热器1加热的约95℃热水作为热源，送至闪蒸室3闪蒸，闪蒸出的约70℃蒸汽进入一效蒸发器41的换热管中作为热源加热一效蒸发室4内换热管外的海水，闪蒸室3内剩余的热水进入热水储水罐2，并继而回流至太阳能集热器1内循环；

(3)一效蒸发室4内的二次蒸汽经由一效蒸汽管线进入二效蒸发器51的换热管内，初步浓缩后的海水经由一效盐水管线G13进入二效蒸发室5内，一效蒸发器41内的冷凝水(约65℃)与闪蒸室3内的剩余热水在热水储水罐2内汇合后，并继而回流至太阳能集热器1内循环，实现热水的循环回用；

(4)二效蒸发室5内的二次蒸汽经由二效蒸汽管线进入三效蒸发器61的换热管内，二次浓缩后的海水经由二效盐水管线G14进入三效蒸发室6内，二效蒸发器51内的冷凝水(约60℃)经由二效淡水管线G5进入三效蒸发器61内；

(5)三效蒸发室6内的二次蒸汽经由三效蒸汽管线进入冷却器内冷凝成淡水，同时对进料海水加热，减少物料水的过冷度；三次浓缩后的海水经由排海管线G15排海，部分海水经过盐水回流管线G16回流至第一海水管线G9内，以提高系统的热利用率及系统的经济性；三效蒸发器61内的冷凝水(约55℃)经由三效淡水管线G7进入产品水暂储罐8内；

(6)冷凝器7内的产品水经由冷凝器淡水管线G8进入产品水暂储罐8内，冷凝器7内的不凝气经由不凝气管线G17上的真空泵进入真空泵分离器9内，与此同时，海水经由第三海水管线G11进入不凝气管线G17内，并最终进入真空泵分离器9内，海水对不凝气进行冷却，真空泵分离器9内剩余的不凝气由不凝气出口排出，真空泵分离器9内海水排海。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种撬装太阳能海水淡化装置，其特征在于，包括顺次连通的太阳能集热系统、多效蒸发系统和冷却系统，所述太阳能集热系统具体为太阳能集热器；所述多效蒸发系统包括顺次连通的闪蒸室、一效蒸发室、二效蒸发室和三效蒸发室；所述冷却系统包括冷凝器；

所述闪蒸室与太阳能集热器连通；

所述一效蒸发室、二效蒸发室和三效蒸发室内分别设有一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器，该三个蒸发器均位于相应蒸发室的海水液面以下；

所述三效蒸发器与冷凝器连通。

2.根据权利要求1所述的一种撬装太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述闪蒸室与热水储水罐连通，所述热水储水罐与太阳能集热器连通。

3.根据权利要求2所述的一种撬装太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述闪蒸室的蒸汽出口与一效蒸发器的蒸汽入口通过闪蒸管线连通；一效蒸发器的淡水口通过一效淡水管线与热水储水罐连通，一效蒸发室的蒸汽出口与二效蒸发器的蒸汽入口通过一效蒸发管线连通；二效蒸发器的淡水口与三效蒸发器的淡水口通过二效淡水管线连通，二效蒸发室的蒸汽出口与三效蒸发器的蒸汽入口通过二效蒸发管线连通；三效蒸发室的蒸汽出口与冷凝器的蒸汽入口通过三效蒸发管线连通；三效蒸发器的淡水口通过三效淡水管线与产品水暂储罐连通。

4.根据权利要求1所述的一种撬装太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述冷凝器的淡水口通过冷凝淡水管线与产品水暂储罐连通。

5.根据权利要求1所述的一种撬装太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述冷凝器的冷却水入口与第一海水管线连通，冷凝器的冷却水出口经由第二海水管线与一效蒸发室的海水入口连通；一效蒸发室的盐水出口经由一效盐水管线与二效蒸发室的盐水入口连通；二效蒸发室的盐水出口经由二效盐水管线与三效蒸发室的盐水入口连通；三效蒸发室的盐水出口与排海管线连通。

6.根据权利要求5所述的一种撬装太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述第二海水管线设有排海分支管线。

7.根据权利要求5所述的一种撬装太阳能海水淡化装置，其特征在于，与三效蒸发室的盐水出口连通的排海管线上设有与第一海水管线连通的盐水回流管线。

8.根据权利要求5所述的一种撬装太阳能海水淡化装置，其特征在于，冷凝器的气体出口经由不凝气管线与真空泵分离器连通，该不凝气管线与第三海水管线连通，所述第三海水管线与第一海水管线连通。

9.根据权利要求8所述的一种撬装太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述真空泵分离器上部设有不凝气出口，下部与排海管线连通。

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