CN215946814U - 一种海水淡化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于海水淡化技术领域，更具体地，涉及一种海水淡化系统，包括供汽系统、精炼装置、淡化装置以及蒸汽储存装置，供汽系统包括顺次连通的转炉、第一冷却器、汽包，淡化装置与精炼装置及蒸汽储存装置并联后与汽包相连通。本实用新型直接利用转炉余热进行海水蒸馏淡化，可以实现对转炉余热的能量最大化利用，避免对转炉的产生的蒸汽再次进行加热造成能源的浪费，同时降低了海水淡化的成本，解决了淡水问题。

Description

一种海水淡化系统

技术领域

本实用新型属于海水淡化技术领域，更具体地，涉及一种海水淡化系统。

背景技术

在转炉完成钢水炼制后，转炉出口的高温烟气经转炉汽化冷却系统降温产生大量饱和的蒸汽。由于转炉间隙性炼钢并且只有在转炉吹炼过程中才会产生蒸汽、同时钢厂多座转炉不一定都吹炼，因此，转炉产生的蒸汽参数呈周期性变化，且变化频繁、幅度大。转炉炼钢装置即使不工作，短时间内转炉汽包给水除氧器仍然保持运行状态，而转炉炼钢装置与RH精炼设备的运行没有关联关系，每套转炉炼钢装置与RH精炼设备是独立运行的，这就造成了蒸汽蓄热系统的蒸汽供给与使用不平衡，不同的运行工况下蓄热器满足蒸汽平衡所需要的蓄热量不同。

另外地，为满足运输和用水的需求，钢铁厂一般建设在沿海地区，且钢铁厂都会建设自己的海水淡化系统，但目前钢铁厂的海水淡化系统，其一般是先将转炉蒸汽用于发发电，再将电厂蒸汽用于海水淡化，这样的蒸汽的使用过于浪费，蒸汽高质低用的现象较为严重，如中国专利CN106052405A公开了一种加热炉余热综合利用系统，为避免产生凝结水，其先将饱和蒸汽转化成过热蒸汽，利用过热蒸汽发电，之后再利用发电机组排出的蒸汽进行海水淡化，但是在饱和蒸汽产生过热蒸汽需要进行加热，且会同时产生无法利用的低温蒸汽，这样会造成能源的大量浪费。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中的至少一个缺陷，提供一种海水淡化系统，其能够有效利用转炉蒸汽余热，减少能源的浪费，同时适应钢铁厂的海水淡化。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种海水淡化系统，包括供汽系统、淡化装置以及蒸汽储存装置，供汽系统包括顺次连通的转炉、第一冷却器、汽包，蒸汽储存装置与汽包相连通，淡化装置与汽包及蒸汽储存装置均相连通。

本方案中将供汽系统产生的带有热量的蒸汽直接输入淡化装置，从而有效利用钢厂转炉产生的蒸汽进行海水蒸馏淡化，这样保证了钢厂的有序运行，且提高了能源利用率，避免了能源的浪费；同时还通过设置蒸汽储存装置以应对供汽系统产汽的波动，使得系统稳定运行，避免了蒸汽高质低用的现象。

作为进一步改进的结构形式，上述的蒸汽储存装置为蒸汽蓄热器，蒸汽蓄热器内部分充设有饱和水。

作为进一步改进的结构形式，还包括减压组件，淡化装置、精炼装置经减压组件与汽包相连通。

作为进一步改进的结构形式，上述的减压组件与淡化装置之间还连通设置有蒸汽热力压缩器。

作为进一步改进的结构形式，上述的淡化装置包括顺次连通的加热器、凝气器、多效蒸发装置，加热器通过所设的进水管道与外部海水连通，多效蒸发装置包括多个串联的蒸发器，凝气器通过所设喷水管道与多个蒸发器分别连通，多个蒸发器还与蒸汽热力压缩器相连通，凝气器还与蒸汽热力压缩器相连通；多效蒸发装置连通有用于输出淡水的第二冷却器。

作为进一步改进的结构形式，上述的蒸发器还连通设置有用于排出浓盐水的排水管道，排水管道输入加热器后与外部环境连通。

作为进一步改进的结构形式，上述的蒸发器设置有若干传热管。

作为进一步改进的结构形式，上述的进水管道包括第一管道及第二管道，第一管道连通加热器与外部海水，第二管道作为冷源输入第二冷却器后与凝气器相连通。

作为进一步改进的结构形式，喷水管道上连通设置有回热加热器，回热加热器设置在多效蒸发装置中远离凝气器的一个蒸发器之前。

作为进一步改进的结构形式，还包括精炼装置、相连通的除氧装置以及冷凝器，精炼装置、除氧装置及淡化装置并联连通，冷凝器还与第一冷却器连通。

与现有技术相比，有益效果是：

本实用新型直接利用转炉余热进行海水蒸馏淡化，可以实现对转炉余热的能量最大化利用，避免对转炉的产生的蒸汽再次进行加热造成能源的浪费，同时降低了海水淡化的成本，解决了淡水问题；另外地，通过蒸汽储存装置可以缓冲供汽系统所产生的频繁波动的蒸汽，使得产量较大时多余的蒸汽可以储存在蓄热器中，避免蒸汽高质低用。

附图说明

图1是本实用新型海水淡化系统的结构方框示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例：

如图1所示为一种海水淡化系统的实施例，包括供汽系统1、精炼装置2、淡化装置3以及蒸汽储存装置4，供汽系统1包括顺次连通的转炉11、第一冷却器12、汽包13，蒸汽储存装置4与汽包13相连通，淡化装置3与汽包13及蒸汽储存装置4均相连通。

需要说明的是，本实施例中的转炉11为钢厂炼钢设备，精炼装置2也为钢厂炼钢设备，一般为RH精炼设备。

本实施例中的蒸汽储存装置4为蒸汽蓄热器，蒸汽蓄热器内部分充设有饱和水。具体地，饱和水的体积占蒸汽蓄热器的容积为75％～90％，蒸汽蓄热器余下的容积可用于储存来自汽包13的蒸汽，蒸汽蓄热器可通过相变潜热储存热量的方式对热量进行自动储存和释放，即汽包13中产生的蒸汽可在蒸汽蓄热器中在液态水与蒸汽之间转换，同时，蒸汽蓄热器也对系统起到了一定的稳压作用，保证系统的稳定运行。当然采用其他类型的蒸汽储存装置4以实现相同的功能也在本方案的范围内。

本实施例中还包括减压组件5，淡化装置3、精炼装置2经减压组件5与汽包13相连通，减压组件5与淡化装置3之间还连通设置有蒸汽热力压缩器51。具体地，减压组件5包括两个可调减压阀52以及相应的控制阀、连接管道，其中一个可调减压阀52设置在精炼装置2输入端，另一个减压阀设置在蒸汽热力压缩器51的输入端，以降低来自汽包13的压力，以避免压力过高的蒸汽进入淡化装置3中造成系统设备损坏或造成管道的破裂危害作业安全。另外，在蒸汽热气压缩器51的输入端还可以连接外部的高品质蒸汽，以保证系统的持续稳定运行。

本实施例中的淡化装置3包括顺次连通的加热器31、凝气器32、多效蒸发装置33，加热器31通过所设的进水管道34与外部海水连通，多效蒸发装置33 包括四个串联的蒸发器331，凝气器32通过所设喷水管道35与四个蒸发器331 分别连通，四个蒸发器331还与蒸汽热力压缩器51相连通，凝气器32还与蒸汽热力压缩器51相连通；多效蒸发装置33连通有用于输出淡水的第二冷却器 332。其中，以远离凝气器32的一个蒸发器331为第一效蒸发器331顺序排列，最后一个蒸发器331与外部环境连通，避免在工作一段时间后蒸发器331内的气压过高危害作业安全；海水经进水管道34输入加热器31，在加热器31中进行预加热，预加热后的海水在冷凝器7再在凝气器32中与来自汽包13的蒸汽进行热交换，实现二次加热，之后再喷入至各个蒸发器331中，蒸汽热力压缩器51将汽包13产生的蒸汽再次降压后输入到各个蒸发器331中，将喷射出来的海水进行加热汽化，各个蒸发器331共同实现多效蒸发淡化，汽化后的海水进入第二冷却器332中冷却，输出淡水。当然，值得注意的，本实施例中蒸发器331的数量为四个，即多效蒸发装置33为四效蒸发装置仅为参考，其不能理解为对本方案的限定，具体实施过程中，还可以根据实际情况对蒸发器331的数量进行增减。

由于在蒸发器331中经过蒸汽加热蒸馏的海水，余下的浓盐水还会留存部分热量，为了进一步利用这部分的热量，本实施例中的蒸发器331还连通设置有用于排出浓盐水的排水管道36，排水管道36输入加热器31后与外部环境连通，一般再次排入大海，这样浓盐水在加热器31中与输入凝气器32的海水进行热交换，参与海水的第一次加热，实现了能量的循环最大化利用，同时加快了海水温度上升的速度，提高海水淡化速率。

本实施例中的蒸发器331内设置有若干传热管333，传热管333竖直设置在蒸发器331内，优选为降膜竖管。当然，蒸发器331内还应设置有相应的分离室以及除沫室，此为本领域技术人员熟知的内容，这里不再详述；海水在凝气器32中被加热后经喷水管道35喷射到各蒸发器331的传热管333内壁上，蒸汽热力压缩器51将高温的蒸汽输入到蒸发器331中，高温的蒸汽将传热管 333加热，从而使得传热管333内壁上的海水蒸发产生二次蒸汽，其与下降的盐水在蒸发器331的分离室中进行汽液分离，蒸发后余下的浓盐水并经过除沫器除沫后进入多效蒸发装置33中的下一效蒸发器331(若有)不断进行此过程，而二次蒸汽则输送至第二冷却器332，在第二冷却器332中形成淡水输出。

海水经过汽化得到的二次蒸汽同样带有热量，为了最大化利用余热，以及提高海水淡化效率，本实施例中的进水管道34包括第一管道341及第二管道 342，第一管道341连通加热器31与外部海水，第二管道342作为冷源输入第二冷却器332后与凝气器32相连通，海水在第二冷却器332中与蒸发器331输出的淡水热蒸汽进行热交换，使得热蒸汽凝结为水流输出。

本实施例中的喷水管道35上连通设置有回热加热器351，回热加热器351 设置在多效蒸发装置33中远离凝气器32的一个蒸发器331之前，具体地，设置在第二个蒸发器331以及第三个蒸发器331之间，这样可以对进入第一蒸发器331及第二蒸发器331中的海水进行第三次的加热，减少第一效蒸发器331、第二效蒸发器331与第三效蒸发器331、第四效蒸发器331之间的温差，以减少蒸汽的消耗量。

为了实现系统的循环运行，本实施例中还包括精炼装置2、相连通的除氧装置6以及冷凝器7，精炼装置2、除氧装置6及淡化装置3并联连通，冷凝器 7还与第一冷却器12连通，利用系统产生的脱氧水对转炉11产生的烟气进行冷却，可以避免冷却水中带有氧气进入转炉11中将钢铁氧化的情况的发生，从而保证钢厂产品质量；而精炼装置2同时还能获取汽包13产生的部分蒸汽，用于维持精炼装置2的运行，保证钢厂的持续运转。

当然需要说明的是，本系统中还应该设置有相应的泵以及控制阀，以控制系统中流体的正常流动，此为本领域技术人员熟知的内容，这里不再详述。

本实施例直接利用转炉11余热进行海水蒸馏淡化，可以实现对转炉11余热的能量最大化利用，避免对转炉11的产生的蒸汽再次进行加热造成能源的浪费，同时降低了海水淡化的成本，解决了淡水问题；同时，在淡化系统中对余热进行多次循环利用，使得能量利用率达到最大化；另外地，通过蒸汽蓄热器可以缓冲供汽系统1所产生的频繁波动的蒸汽，使得产量较大时多余的蒸汽可以储存在蓄热器中，避免蒸汽高质低用现象发生。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海水淡化系统，其特征在于，包括供汽系统(1)、淡化装置(3)以及蒸汽储存装置(4)，所述供汽系统(1)包括顺次连通的转炉(11)、第一冷却器(12)、汽包(13)，所述蒸汽储存装置(4)与所述汽包(13)相连通，所述淡化装置(3)与所述汽包(13)及所述蒸汽储存装置(4)均相连通。

2.根据权利要求1所述的一种海水淡化系统，其特征在于，所述蒸汽储存装置(4)为蒸汽蓄热器，所述蒸汽蓄热器内部分充设有饱和水。

3.根据权利要求2所述的一种海水淡化系统，其特征在于，还包括减压组件(5)，所述淡化装置(3)、精炼装置(2)经所述减压组件(5)与所述汽包(13)相连通。

4.根据权利要求3所述的一种海水淡化系统，其特征在于，所述减压组件(5)与所述淡化装置(3)之间还连通设置有蒸汽热力压缩器(51)。

5.根据权利要求4所述的一种海水淡化系统，其特征在于，所述淡化装置(3)包括顺次连通的加热器(31)、凝气器(32)、多效蒸发装置(33)，所述加热器(31)通过所设的进水管道(34)与外部海水连通，所述多效蒸发装置(33)包括多个串联的蒸发器(331)，所述凝气器(32)通过所设喷水管道(35)与多个蒸发器(331)分别连通，多个蒸发器(331)还与所述蒸汽热力压缩器(51)相连通，所述凝气器(32)还与所述蒸汽热力压缩器(51)相连通；所述多效蒸发装置(33)连通有用于输出淡水的第二冷却器(332)。

6.根据权利要求5所述的一种海水淡化系统，其特征在于，所述蒸发器(331)还连通设置有用于排出浓盐水的排水管道(36)，所述排水管道(36)输入所述加热器(31)后与外部环境连通。

7.根据权利要求5所述的一种海水淡化系统，其特征在于，所述蒸发器(331)内设置有若干传热管(333)。

8.根据权利要求6所述的一种海水淡化系统，其特征在于，所述进水管道(34)包括第一管道(341)及第二管道(342)，所述第一管道(341)连通所述加热器(31)与外部海水，所述第二管道(342)作为冷源输入所述第二冷却器(332)后与所述凝气器(32)相连通。

9.根据权利要求8所述的一种海水淡化系统，其特征在于，所述喷水管道(35) 上连通设置有回热加热器(351)，所述回热加热器(351)设置在所述多效蒸发装置(33)中远离凝气器(32)的一个蒸发器(331)之前。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种海水淡化系统，其特征在于，还包括精炼装置(2)、相连通的除氧装置(6)以及冷凝器(7)，所述精炼装置(2)、所述淡化装置(3)及所述除氧装置(6)并联连通，所述冷凝器(7)还与所述第一冷却器(12)连通。

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