CN2346777Y - 一种海水淡化装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提出的海水淡化装置,以高效蒸发器为核心部件构成,由热水器将海水加热并流过高效蒸发器,利用风机驱动气流使热海水蒸发汽化变成水蒸气,通过冷凝器被冷却形成淡水流出。其优点在于:在常压下,利用低品位能源,具有实现产水率高,单位淡水量的能耗低的特点。且制作成本低,符合节能、环保的要求,经过处理的水质能达到饮用水的标准。

Description

一种海水淡化装置
本实用新型涉及一种海水淡化装置，由热水器、蒸发器和冷凝器等组成。
全世界水资源中97.3％为海水，不适合饮用和灌溉。淡水仅占2.7％，而其中的75％蕴藏于冰川中，地球上的淡水只有0.36％存在于江河湖泊中，可供人类直接使用。全球一半以上的人口完全或部分依赖地下水生存，可是世界一半的地下水因污染严重而无法饮用。据估计今后30年内，世界上水的需求量将增加6倍以上。再有，地球表面70％为海洋，15％为沙漠。居住在沙漠地区的人口为6.28亿，而居住在沿海地区和海岛上的居民更多。由于确保淡水供应是人类生存的先决条件，所以如何有效地获取淡水成为人们普遍关心而又急需解决的问题。用低成本的技术方案，从占水资源97.3％的海水中提取淡水是人们长期追求的目标，海水淡化自然成为世界各国科学技术界关注的热门课题。目前海水淡化的方法主要有以下几种方法：1、蒸馏法(太阳能蒸馏、多效蒸馏、多效闪蒸法)，通常采用将海水加热使它变成水蒸气，然后通过冷凝获得淡水。其中太阳能蒸馏法，由于利用自然能源，能耗最低，但产淡水率也最低(每平方米平均日产约为5kg/m2·d)；2、冷冻结冰法，先使海水冷冻结冰，冰熔化后得到淡水；3、电渗析法，在两个渗透膜上通电，一个只能通过正离子，另一个膜只能通过负离子，从而得到淡水；4、反渗透膜分离法(又称反渗透法)，采用半渗透膜，对一侧海水加压，渗透到另一侧去的便是淡水。纵观以上方法，采用的技术手段是改变海水的温度和压力。改变海水的温度有升温法和降温法两种，方案1需将温度提高到沸点以上，方案2需将温度降至冰点以下。改变海水压力也有增压法和降压法两种，在多效蒸馏和多效闪蒸法中，通常将压力抽成真空，方案4需将海水加压到40个大气压以上，方案3消耗的电能很高。
为了避免现有技术的不足之处，本实用新型提出了一种在常压下，利用低品位能源，以高效蒸发器为核心部件构成的，产水效率高、低能耗的海水淡化装置，加热温度可按实际热源而定，不受沸点的限制，因而可以实现高效节能、制作成本低，符合节能、环保的要求。
本实用新型由热水器(1)、冷凝器(4)组成，其特征在于：气流b的入口处为高效蒸发器(3)，气流的出口处为风机(5)，在高效蒸发器(3)和风机(5)之间设计冷凝器(4)，热水器(1)通过管路连接高效蒸发器(3)。将海水a在热水器(1)加热后，使之喷淋并流过高效蒸发器(3)，风机(5)的作用是驱动气流b穿过高效蒸发器(3)和冷凝器(4)，由于蒸发效率很高，使得经过高效蒸发器(3)的热海水迅速蒸发汽化变成接近饱和状态的水蒸气，该接近饱和状态的水蒸气通过冷凝器(4)时被冷却形成淡水流出。只要不断地重复此过程，使加热的海水不断地喷淋并流过高效蒸发器(3)，气流在风机(5)的驱动下不断地穿过高效蒸发器(3)和冷凝器(4)，便可在冷凝器(4)的出口下方收集到源源不断流出的淡水。
为有效利用已加热的海水，可将通过高效蒸发器(3)后的热海水收集起来循环使用。冷却(海)水a1通过冷凝器(4)后，吸收了冷凝过程中放出的热量，温度也相应提高。为提高能源利用率，可让升温后的冷却(海)水a1进入热水箱，参与系统工作，为此，设计了海水循环与控制系统(2)，以形成保持一定温度的热海水流经高效蒸发器(3)的循环过程。
高效蒸发器(3)可以采用纸质交叉式纸蜂窝结构或多孔陶瓷结构。
为降低成本和消耗，热水器(1)可以采用太阳能加热器、电加热器、工业余热、地热水加热和煤炉加热等作为热源。
海水循环与控制系统(2)可以由控制器(12)、水泵(10)和管路(9)组成，控制器(12)可以控制加热器(1)的温度和时间等参数。
附图说明：
图1原理框图
图2实施例原理框图1-加热器    2-海水循环与控制系统    3-高效蒸发器    4-冷凝器5-风机      6-过滤器    7-布水器    8-储水槽        9-管路10-水泵    11-热水箱    12-控制器   13-淡水容器
现结合实施例对本发明做进一步详述：
实施方案采用电加热器(1)实现对海水a的加热，高效蒸发器(3)采用纸质交叉式纸蜂窝结构，冷凝器(4)采用冷海水a1冷却。本方案的结构组成是：热海水循环由控制器(12)、热水箱(11)、储水槽(8)、水泵(10)及其相连接的管路(9)完成，储水槽(8)、热水箱(11)依次位于高效蒸发器(3)的下端，水泵(10)安装于热水箱(11)内，管路(9)由热水箱(11)通至高效蒸发器(3)的上端。风机(5)设计在气流b的出口，风机(5)、电加热器(1)和水泵(10)的动作均由控制器(12)控制。在高效蒸发器(3)的上端设计布水器(7)，保证加热的海水能够均匀地喷淋于高效蒸发器(3)，在高效蒸发器(3)与冷凝器(4)之间设计过滤器(6)，使得到达冷凝器(4)的汽化水蒸气更纯净。在冷凝器(4)的下端设计一个收集淡水的淡水容器(13)。
本实用新型的工作过程是：启动控制器(12)，使得风机(5)、电加热器(1)和水泵(10)工作。电加热器(1)将热水箱(11)中注入的海水a加热，水泵(10)经管路(9)将热海水提升至高效蒸发器(3)的上端，由布水器(7)将热海水均匀地喷淋并流经高效蒸发器(3)。风机(5)促使气流b穿过高效蒸发器(3)，使得流过高效蒸发器(3)的热海水迅速蒸发汽化变成接近饱和状态的水蒸气。该接近饱和状态的水蒸气进入冷凝器(4)被冷却形成淡水流出并被淡水容器(13)收集。未被高效蒸发器(3)蒸发汽化的热海水经储水槽(8)回至热水箱(11)中，与新注入的海水进行再循环。只要不断地重复此过程，使加热的海水不断地喷淋并流过高效蒸发器(3)，气流在风机(5)的驱动下不断地穿过高效蒸发器(3)和冷凝器(4)，便可在冷凝器(4)的出口下方的淡水容器(13)中收集到源源不断流出的淡水。
本发明相比现有技术的优点在于：
1、能利用多种低品位能源，系统能耗低；
2、因为不必采用高压或真空手段，因此结构简单、制作成本低、维护费用低；
3、产水率高，单位淡水量的能耗低；
4、无环境污染问题，符合环保要求；
5、经过处理的水质能达到饮用水的标准；
6、应用领域宽，既可处理海水，又可处理苦咸水等。

Claims (6)

1、一种海水淡化装置，由热水器(1)、冷凝器(4)组成，其特征在于：气流的入口处为高效蒸发器(3)，气流的出口处为风机(5)，在高效蒸发器(3)和风机(5)之间安装冷凝器(4)，热水器(1)经通道连接高效蒸发器(3)。
2、如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于：海水循环与控制系统(2)可以由控制器(12)、水泵(10)和管路(9)组成，管路(9)循环连接高效蒸发器(3)和热水器(1)。
3、如权利要求1或2所述的海水淡化装置，其特征在于：在高效蒸发器(3)的上端安装保证海水能够均匀喷淋的布水器(7)。
4、如权利要求1或2所述的海水淡化装置，其特征在于：在高效蒸发器(3)与冷凝器(2)之间安装使汽化水蒸气更纯净的过滤器(6)。
5、如权利要求1或2所述的海水淡化装置，其特征在于：高效蒸发器(3)可以采用纸质交叉式纸蜂窝结构或多孔陶瓷结构。
6、如权利要求1或2所述的海水淡化装置，其特征在于：热水器(1)可以采用太阳能加热器、电加热器、工业余热、地热水加热和煤炉加热的低品位热源。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101885548A (zh) * 2010-05-26 2010-11-17 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 低温多效海水淡化中间回热多级喷淋物料供水系统
CN104495966A (zh) * 2014-12-17 2015-04-08 西北工业大学 一种鼓泡加湿与热泵循环耦合的海水淡化系统及工艺方法
CN109312938A (zh) * 2016-06-22 2019-02-05 马西亚斯·恩泽霍菲 湿度管理装置、饮用水产生系统和方法
CN109607644A (zh) * 2018-12-09 2019-04-12 英鸿纳米科技股份有限公司 一种多层式纳米纤维过滤器

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