TW201840485A - 水處理及淡化 - Google Patents

Abstract

本發明之實施例提供用於水處理及/或淡化之系統及方法。

Description

水處理及淡化

因習知水資源日益短缺，飲用水之城市分佈系統隨時間退化，且水的使用增加對井孔及儲槽有損耗，從而造成生理食鹽水污染，故水純化技術迅速成為現代生活之必要態樣。另外，水源因多種活動產生進一步污染，該等活動包括例如密集農業、汽油添加劑及有毒重金屬。此等問題致使水系統中病菌、細菌、鹽、MTBE、氯酸鹽、高氯酸鹽、砷、汞及甚至用於將飲用水殺菌之化學物質之含量遞增且令人不快。 習知淡化及水處理技術，例如過濾系統(諸如逆向滲透(RO)及正向滲透(FO))及熱蒸餾系統(諸如多效蒸餾(MED)、多階段閃蒸(MSF)、膜蒸餾或蒸氣壓縮蒸餾(VC)，很少能夠處理生理食鹽水及其他各種工業及城市環境中所見之多種範圍之水污染。另外，儘管其可購得，但其通常需要多個治療階段或各種技術之組合以獲得可接受之水品質。因此，連續操作、抵抗腐蝕、壓實、可回收主要輸入給水部分、相對便宜且需要較少維護之複雜蒸餾系統將為解決全世界日益增加的水污染問題及水稀缺的最長期選擇。另外需要具有前述特徵之工業及城市淡化及水處理系統，該等前述特徵亦可產生結晶成用於處置或回收固體之漿料或固體鹽餅的高濃度廢棄鹽水/濃縮物/溶液。

本發明係關於熱管或諸如熱虹吸管、熱板、環狀熱管、脈衝式熱管等其他類似相變裝置，或此類裝置之組合作為蒸餾、水純化、給水濃縮及蒸汽產生系統中熱傳遞之基本元件的用途。當提及本說明書中之系統時，可使用術語「蒸餾系統」，且可包含所有前述類型之系統。 本發明之實施例成本有效地產生水，水之純度足以用於比許多習知技術顯著更有益的再使用應用(例如高壓鍋爐、農業等)。儘管任何系統自入口給水移除污染物之能力在一定程度上為入口給水中總雜質含量之函數，但本發明之系統尤其充分適合於自單個饋料流移除多種不同類型之複數種不同污染物，從而產生與自習知技術得到之蒸餾水相當且在一些情況下與超純水相當之水。 本發明之實施例可產生濃縮鹽水或有價值的濃縮化學物質溶液或兩者，以用於食品、市售、工業及其他應用。 本發明之實施例亦可產生可比其所出自之較稀溶液更容易且成本更低地回收或處理之濃縮物。 本發明之實施例可產生在固體具有價值之情況下處置或回收之結晶固體。 本發明之實施例可產生蒸汽用於各種工業及市售應用，諸如加熱、其他HVAC、食品加工及罐裝、清潔、發電、造紙、增強之油回收、啤酒生產、磚生產、用於化工之試劑生產及/或類似物。 本發明系統之能量來源可為任何可用能量來源或能量來源之組合，該等能量來源包括(但不限於)以下中之任一者或任何組合：蒸汽、電力、天然氣爐、油爐、煤爐、化學物質、化學反應、太陽能、核能、地熱能、熔融鹽、熱流體、生物質、堆肥、醱酵、微波、煙道氣、固體廢棄物、酒精爐、焚化爐、碳氫化合物爐及來自工業或其他過程之廢熱。 進入本發明實施例之饋料溶液可為待純化之具有污染物之水溶液。其亦可為待濃縮之水溶液，其中系統之最終產物係最終濃縮物，而非純化水或除純化水以外。饋料溶液亦可為非水的。在本發明中之術語給水可包括所有此等情況。 在水純化應用中，系統能夠自受污染水樣品移除一種或複數種摻雜物類型，包括微生物污染物、放射學污染物、金屬、鹽、揮發性有機物、懸浮固體、非揮發性有機物及/或類似物。 本發明之實施例係關於水純化及/或淡化系統，在至少一個階段及控制系統中包括複數種流體處理組件、熱傳遞組件。在一些實施例中，至少一個階段之流體處理組件可界定由一或多個水入口至至少一種產物之至少一個出口及至少一種廢棄物之至少一種產物的流體流動之流體處理路徑。在一些實施例中，沿流體處理路徑之各組件可與至少一個相鄰流體處理組分流體連通，且流體處理組件依流體流動次序可包括：水入口、蒸發腔、純化水冷凝腔及該等出口。在操作中，熱傳遞組件可提供蒸餾能量。熱傳遞組件可包括以下中之至少一者：熱管、熱板、散熱器、環狀熱管或脈衝式熱管或此等裝置之組合，且其中熱傳遞組件界定熱回收機構。系統可進一步包括至少一個選自以下之額外特徵：(a)製程變化；(b)階段中之硬體組態；(c)用於水垢預防、清潔或維護之調適；(d)佐劑純化方案；及(e)其任何組合。 在一些實施例中，製程變化可選自以下之群：施加真空、蒸汽再壓縮、產物水反饋、單級核心、蒸氣壓縮蒸發及/或其任何組合。 在一些實施例中，硬體組態可處於至少一個階段中。在一些實施例中，組態可選自由以下組成之群：水噴霧、環狀熱管、水平取向、呈水平與豎直之間的角度或沿不同於水平及豎直軸之軸線取向、不相等高度之熱管、階段之至少一個腔室中不相等位置之熱管、蒸汽噴射變化、熱管安裝方案、呈板組態之熱管、作為腔室壁之熱板及其任何組合。 在一些實施例中，用於水垢預防、清潔或維護之調適可選自由以下組成之群：藉由超濾或奈米過濾軟化，藉由離子交換軟化、藉由沈澱軟化、自一個階段之運作中移除、化學處理、雙重脫氣器、熱衝擊、機器人清潔、塗層、熱管上之電偏壓及其任何組合。 在一些實施例中，佐劑純化方案可選自由以下組成之群：多效蒸餾(MED)、多階段閃蒸(MSF)、冷凍、膜蒸餾、逆向滲透、正向滲透及其任何組合。 在一些實施例中，該系統可包含至少兩個額外特徵。在一些實施例中，至少兩個額外特徵可選自相同群組。在一些實施例中，至少兩個額外特徵可選自不同群組。 在一些實施例中，該系統可包括至少一個來自各群組之額外特徵。對於用於純化水之系統，當受污染水中摻雜物類型之含量係表1之MCL欄中所示含量之25倍或更大時，可進行系統操作以使得系統中所純化之水中所有摻雜物類型之含量低於表1之MCL欄中所示之含量。然而，當該系統用於工業廢料流或淡化海水時，例如給水摻雜物含量可顯著高於表1中所示，但藉由系統處理後之純化水摻雜物含量可與所示類似。 儘管任何系統自入口水移除污染物之能力在一定程度上為入口水中總雜質含量之函數，但本發明之系統可尤其充分適合於自單個饋料流移除多種不同類型之複數種不同污染物，從而產生與自習知技術得到之蒸餾水相當且在一些情況下與超純水相當之水。應注意，表1中之「待處理水(Challenge Water)」欄含有EPA測試中所用之水的污染物濃度水準。本發明之水純化系統之實施例通常可移除比此欄中所列量更大量之初始污染物。與「待處理水」欄中所提及對應的摻雜物含量同樣完全在本發明實施例之能力範疇內。 表1 - EPA測試水 水純度及/或純化效能效率之測定可基於系統移除大量污染物之能力。對於許多生物學污染物，目標為移除大體上所有活污染物。表2列舉水源之額外常見污染物及測試污染物含量之標準方案。表1及2中列舉之方案可在美國環境保護署網站(http://www.epa.gov / safewater/mcl.html #mcls)關於常見水污染物處公開獲得；Methods for the Determination of Organic Compounds in Drinking Water, EPA/600/4-88-039, 1988年12月, 1991年7月修訂。方法547、550及550.1見於Methods for the Determination of Organic Compounds in Drinking Water -增刊I, EPA/600-4-90-020, 1990年7月。方法548.1、549.1、552.1及555見於 Methods for the Determination of Organic Compounds in Drinking Water - 增刊II, EPA/600/R-92-129, 1992年8月。方法502.2、504.1、505、506、507、508、508.1、515.2、524.2、525.2、531.1、551.1及552.2見於Methods for the Determination of Organic Compounds in Drinking Water - 增刊III, EPA/ 600/R-95-131, 1995年8月。方法1613係標題「Tetra-through OctaChlorinated Dioxins and Furans by Isotope- Dilution HRGC/HRMS」, EPA/821- B-94-005, 1994年10月。前述各者以全文引用的方式併入本文中。 表2 - 額外常見污染物 系統之實施例可產生一定體積之純化水，其可在給水體積之約10%與約99%之間。 在使用系統濃縮給水流之情況下，視系統操作組態及涉及之溶質或固體物種而定，給水可自小於百分之一濃度濃縮至50%或更大濃度。 系統可以蒸發腔、冷凝腔及預加熱器之豎直堆疊配置、橫向配置、豎直堆疊及橫向配置之組合、或水平配置進行組態，該等設備所有均處於小於每天5加侖至每天數億加侖或更大之所處理給水之任何系統大小之固定或移動裝置中。 系統之組件部分 藉由使用熱管或其他相變傳熱元件(例如熱虹吸管、熱板、環狀熱管等)，本發明之實施例提供包括選自以下清單之組件中之一些或全部之組合的水純化系統及給水濃縮系統：預處理系統、一或多個除氣器、一或多個預加熱器、一或多個蒸發腔、一或多個除霧器、一或多個產物冷凝腔、一或多個能量輸入管、一或多個用於液體、固體及氣體流之入口及出口、控制系統、一或多種熱回收單元及一或多個能量來源。系統亦可包括一或多個用於捕獲及再使用各種內部濃縮物流、蒸汽流及純化水流中所含之熱的熱交換器。系統亦可包括一或多個冷卻水來源及用於將該冷卻水供應至加熱濃縮物、蒸汽流或純化水流中之一些或全部的熱交換系統。 預處理系統之目標可為藉由在後續處理及淡化設備中形成水垢使水垢形成化合物減少至含量不干擾系統之效能，或減低水垢形成化合物在淡化期間之效應。水硬度通常定義為水中所存在之鈣(Ca++)、鎂(Mg++)及其他二價離子之量，且通常以此等離子或其等效物(如碳酸鈣(CaCO3))之百萬分率(ppm)之表示。在某些環境中，因為水會溶解來自氛圍之二氧化碳，且此類二氧化碳提供組合以形成碳酸鈣與碳酸鎂之碳酸根離子，所以水垢形成。在加熱時，碳酸鈣及碳酸鎂之溶解度明顯減小，且其以水垢沈澱。實際上，水垢包含自溶液沈澱之任何化學化合物。因此，磷酸鐵及硫酸鈣(石膏)亦產生水垢。下表(表3)列舉展現低水溶性且因此可形成水垢之多種化合物。在此情形下，低溶解度藉由溶解度乘積定義，亦即藉由特定化學物質之陽離子及陰離子之離子濃度之乘積定義；溶解度通常以每公升之莫耳數(mol/L)表示。 表3：各種化合物之溶解度乘積 系統之實施例可包括來自先前組件清單之所有或僅一些組件。舉例而言，當待處理之水不含有揮發性有機化合物時，可能不需要脫氣器。作為另一實例，當待處理之水已在高溫下時，可能不需要預熱器。作為另一實例，可將產物水引導回先前階段且收集至單個產物出口而非多個出口中。存在需要僅一些先前列舉之組件的許多其他實例。然而，系統之基礎包括至少一個蒸發腔及一個熱管或一組熱管。

本申請案主張2017年2月7日申請之美國臨時專利申請案第62/456,064號及2017年3月8日申請之美國臨時專利申請案第62/468,819號之優先權，該等臨時專利申請案中之整個揭示內容以全文引用的方式併入本文中。系統 典型系統組態 在本發明之一些實施例中，將待濃縮之給水或溶液遞送至預熱器以使其自環境溫度達至接近沸騰溫度。將給水自預熱器遞送至脫氣器以移除不需要的揮發性化合物。將給水自脫氣器遞送至系統之第一蒸汽產生階段。在此階段中，使用熱管(或其他相變熱傳遞裝置)將熱施加至給水，直至使給水沸騰。將此第一「階段」中產生之蒸汽遞送至預熱器階段之冷凝腔，在其中冷凝成純化水。在預熱器中將氣化此蒸汽之能量自蒸汽轉移至給水。將第一沸點沸點中之一些濃縮物遞送至下一階段，此階段中其又沸騰以產生蒸汽，接著冷凝且其能量轉移至另一體積之濃縮物等。能量轉移之重複使得供應至系統之原始能量可重複使用，由此使得本發明能量有效。 應注意，給水可在各階段間沿與熱管中能量相同的方向或沿相反的方向行進。同樣地，可將給水獨立地饋入至個別階段。可自各冷凝腔個別地收集純化水，或其可在各階段間轉移以捕捉其所含有之熱。 濃縮物及純化產物水可使用泵、靜水壓力或較高溫段之內部壓力在各階段間轉移。 此外，應注意，並非所有系統均需要具有所有所列舉之組件，且一些系統可具有更多。舉例而言，在階段中，當給水含有需要在處理之前移除之水垢產生化合物時，可添加預處理系統。作為濃縮物係所需最終產物之第二實例，可不需要除霧器。作為第三實例，對於需要平衡能效及資金成本之應用，階段數目可為選自一至二十或更大之任何數目。 典型實施例 水純化及淡化系統之一個實施例示於圖1中。此實施例由以下組成：預熱器10 、 脫氣器15 、 兩個蒸發腔(鍋爐)20 、 熱管25 、 兩個除霧器30 、 兩個冷凝腔35 及能量輸入容器40 ，在此情況下該能量輸入容器係另一冷凝腔。將待純化或濃縮之給水45 引入至預熱器10 中。在預加熱之後，給水45 經由脫氣器15 遞送至第一蒸發腔20 ，在其中經由熱管25 自對應冷凝腔35 轉移之熱能使得自一些經脫氣給水75 產生蒸汽50 。剩餘給水(中間濃縮物70 )遞送至下一蒸發腔，在其中一些剩餘給水又藉由來自另一對應冷凝腔之熱管之能量轉化成蒸汽。給水及中間濃縮物流在各蒸發腔中濃縮，直至最終濃縮物流55 (最後一蒸發腔中產生)經由濃縮物出口自系統排出。 系統之能量60 提供至能量輸入容器40 。使用此能量在對應蒸發腔20 中自中間濃縮物流70 產生蒸汽。由此產生之蒸汽經由除霧器30 轉移至冷凝腔35 ，在其中蒸汽中之能量在蒸汽冷凝時藉由熱管25 回收。冷凝蒸汽以純化水65 離開冷凝腔。冷凝腔中之熱管25 將能量再次轉移至另一蒸發腔20 ，在其中產生更多蒸汽。重複此過程直至連接至預熱器之冷凝腔將其冷凝蒸汽能量傳遞至預熱器以預熱給水。 許多其他實施例均係可能的。舉例而言，可在系統之另一末端引入給水以產生「順流」系統。作為另一實例，可將給水直接引入至各蒸發腔中，而非在各腔室間流動。許多其他組態亦係可能的。 另一水純化系統實施例示於圖2中。在本文中，系統包括預處理部分、脫氣器、預熱器、一或多個蒸發腔及除霧器、一或多個產物冷凝腔、用於液體及氣體流之入口及出口、控制系統、一或多種熱回收單元、用於調節及就地清潔程序之設備及用於移除固體之設備。任何熟習此項技術者顯而易見，儘管圖2包括所有此等步驟，但無此等步驟中之一或多者的系統亦係可能的。 可將待純化之給水45 饋入至一或多個預處理單元115 ，諸如藉由離子交換樹脂、沈澱、(藉由添加化學物質或藉由調節pH值)、過濾、凝結、沈降或離心進行水軟化。在預處理之後，將預處理給水80 藉由泵之作用或靜水壓力轉移至下一階段中，同時可自單元移除固體85 。預處理步驟可用以自給水分離水垢形成雜質，以抑制預處理單元下游單元內表面上之水垢形成。在一些實施例中，給水不進行預處理。 可將預處理給水80 轉移至一或多個預熱器單元10 。預熱器單元將來自過程流或外部熱源之熱轉移至給水中。預熱器單元可包括熱交換器、熱板、熱管、管道或桿。熱源之一些實例係蒸發腔中產生之蒸汽，自製程容器內之閃蒸加壓水產生之蒸汽、來自外部供給之蒸汽、純化水、濃縮物或彼等物質之組合。在典型設置中，將給水預熱至給水之起始溫度與第一蒸發腔之給水之沸點(包括由給水中之溶解固體產生之沸點升高)之間的溫度。在一個實施例中，第一預熱器係純化水65 作為能量來源之熱交換器，且第二預熱器係具有熱管之容器，且能量來源係來自水純化系統中最低溫度蒸發腔90A 之蒸汽。 經預熱給水95 可包括具有相對低蒸氣壓力之化學物種，諸如揮發性有機化合物、其他有機液體或氨，其可在蒸發腔中與蒸氣同時自給水蒸發，且因此可結束對藉由冷凝氣體產生之純化水的污染。此等物種可在一或多個脫氣器15 中自給水分離，該等脫氣器可為填充塔、具有多個離散板之塔、多階段蒸發器中各階段中之一者、具有噴頭之空塔或進而使液體流與氣流接觸之任何其他容器。將待處理之水95 在一個位置饋入容器中，且將氣流100 在同一或另一位置饋入容器中。氣體可為水蒸氣(蒸汽)、空氣、氮氣、氬氣、此等氣體之混合物或在蒸發腔中在脫氣器下游由產物水冷凝之任何其他非可凝結氣體。給水及氣體在其流過脫氣腔時至少對於脫氣器內其路徑之一部分接觸。脫氣器具有用於氣體105 之混合物的出口，該混合物含有自給水移除之物種，及用於經脫氣給水75 之出口。 給水75 ，在經歷以上提及之預處理、脫氣及預熱步驟之任何組合之後或無任何先前步驟下，可轉移至一或多個蒸發腔90A 、 90B 、 90C 中。蒸發腔90A 、90B 、90C 可為由金屬、金屬合金、複合物、陶瓷、聚合物或其組合製成之封閉容器(例如具有聚合物襯墊之金屬合金容器)。蒸發腔90A 、90B 、90C 可包括熱傳遞裝置110 ， 諸如熱管、熱虹吸管、熱板、桿或其組合。熱傳遞裝置110 將來自外部來源60 之能量轉移至中間濃縮物70 ，且能量致使水蒸發(一部分能量可用以在容器操作壓力下將給水加熱至沸點，且與給水之蒸發熱對應之另一部分可用以使水沸騰)。外部能量來源60 可為熱傳遞裝置110 之熱端上冷凝之蒸汽。該蒸汽可來自另一蒸發腔或來自外部來源。蒸發腔90A 、90B 、90C 可含有一或多個除霧器30 ，諸如篩網、網狀物、擋板、漩渦器或其組合。除霧器藉由因蒸發放出之蒸汽分離離開給水之液滴。該等液滴含有存在於給水中之雜質，且若其不分離，則其會將此等雜質轉移至藉由冷凝蒸發腔蒸出之蒸汽50 產生之純化水中。在自蒸汽分離之後，液滴通常藉由重力作用返回至沸騰濃縮物池中。或者，其可收集於系統中之個別物流中。給水及/或濃縮物經由一系列蒸發腔90A 、90B 、90C 轉移，且在各階段溶解物種於水中之濃度因水蒸發而增加。最終濃縮物55 之物流獲自最後一蒸發腔。或者，給水45 可平行供應至若干或所有蒸發腔90A 、90B 、90C ，且最終濃縮物55 可獲自若干或所有蒸發腔。 該系統可具有一或多個冷凝腔35A 、35B 、35C 。在一個組態中，將蒸汽饋入冷凝腔35A 、35B 、35C 中，且其於內表面，包括熱傳遞裝置110 (諸如熱管及蒸發腔之描述中列舉之其他裝置)之表面上冷凝。將氣化之潛熱及較小程度上一些來自蒸汽之顯熱轉移至熱傳遞裝置中且經由其載送至蒸發腔中之一或多者。冷凝腔35A 、35B 、35C 可為由與針對蒸發腔90A 、90B 、90C 列舉之相同的材料製成之容器。在一些組態中，冷凝腔35A 、35B 、35C 可與蒸發腔90A 、90B 、90C 相鄰。在一些組態中，冷凝腔35A 、35B 、35C 及蒸發腔90A 、90B 、90C 可共用容器壁中之一或多者。舉例而言，一對蒸發腔及冷凝腔可為同一容器之一部分且其藉由安裝熱傳遞裝置之多孔板115 分離，因此該等裝置之一部分處於冷凝腔且一部分處於蒸發腔，但適當密封會避免腔室之間的液體或氣體轉移。作為另一實例，多個蒸發腔及冷凝腔共用壁且其豎直堆疊於塔中，或其水平相鄰。 系統可具有在一或多個蒸發腔90A 、90B 、90C 添加就地清潔溶液120 之特徵。添加就地清潔溶液120 可藉由將其直接泵吸至蒸發腔90A 、90B 、90C 中或藉由泵吸至將中間濃縮物70 引入至蒸發腔90A 、90B 、90C 中之管線中來實現。由於就地清潔程序，在蒸發腔90A 、90B 、90C 中水垢碎片懸浮液於水溶液中。小碎片可經由若干階段由中間濃縮物70 實現。沈降之較大碎片可在蒸發腔90A 、90B 、90C 之底部收集，且以與在廢水處理設備中沈澱槽中類似之方式使用出於此目的設計之標準閥門自容器移除。或者，在各階段之間可使用過濾器分離固體。 系統可具有將流體載送至系統中、自系統載送出流體或在系統之不同部分之間載送流體的管道。流體可藉由泵之作用、靜水壓力或利用不同溫度下沸騰水溶液產生之壓差移動。舉例而言，將給水45 泵吸至預處理步驟中，接著泵入預熱器中，接著泵入脫氣器中，之後泵入一個蒸發器中，接著穿過一系列蒸發器，且最終經由熱回收單元離開系統。舉例而言，將蒸汽作為蒸發之能量來源供應至第一冷凝腔，將相鄰蒸發腔中產生之蒸汽轉移至另一冷凝腔中，且經由多組冷凝器及蒸發器重複此舉以再使用能量多次，且當蒸汽冷凝成液體水時獲得純化水。舉例而言，第一或其他冷凝腔中之能量藉由熱流體、熱氣體、電加熱器、燃料之燃燒、化學反應或另一能量來源提供。 系統可具有多個傳感器，包括溫度感測器、壓力感測器、液位傳感器、流量傳感器、電導率探針、離子選擇性電極、比色傳感器、光譜感測器、重量標度、黏度傳感器及化學設備中之其他典型傳感器。系統可具有手動或自動操作之閥門及泵。系統可具有取樣孔口。系統可具有操作泵、操作閥門、打開或關閉系統中裝置電源及/或對操作者發送警報之控制單元。系統可自動記錄資料。 在典型設置中，蒸發腔90A 、90B 、90C 中之溫度可在40-200℃之範圍內，例如溫度可為50-120℃、60-120℃、70-120℃、100-200℃、100-180℃、100-160℃、100-140℃、100-120℃、100-110℃、或約70℃、80℃、90℃、100℃、105℃、110℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃。蒸發腔90A 、90B 、90C 中之壓力可在7000-1.6×10⁶ Pa之範圍內，例如壓力可為7000-105000 Pa、50000-105000 Pa、100000-1.6×10⁶ Pa、100000-1×10⁶ Pa、100000-800000 Pa、100000-600000 Pa、100000-400000 Pa、100000-200000 Pa或約7000 Pa、50000 Pa、100000 Pa、200000 Pa、400000 Pa、600000 Pa、800000Pa、1×10⁶ Pa或1.6×10⁶ Pa。給水45 中雜質之濃度可在50-250000 mg/L之範圍內，例如濃縮可為50-150000 mg/L、50-50000 mg/L、500-20000 mg/L、或約50 mg/L、500 mg/L、5000 mg/L、10000 mg/L、20000 mg/L、50000 mg/L、100000 mg/L、150000 mg/L、200000 mg/L、250000 mg/L或300000 mg/L。脫氣給水75 中揮發性物種之濃度可在0.01-100 mg/L之範圍內，例如濃度可為0.1-50 mg/L、1-50 mg/L、1-10 mg、或約1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L。最終濃縮物55 中之濃度可在500-750000 mg/L之範圍內，例如濃縮可為5000-750000 mg/L、25000-500000 mg/L、50000-350000 mg/L、100000-350000 mg/L、或約50000 mg/L、100000 mg/L、150000 mg/L、200000 mg/L、250000 mg/L、300000 mg/L、350000 mg/L、500000 mg/L。純化水65 中之濃度可在0.01-100 mg/L之範圍內，例如濃縮可為0.1-50 mg/L、1-50 mg/L、1-20 mg/L、1-10 mg/L、或約0.1 mg/L、1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L。蒸發腔90A 、90B 、90C 及冷凝腔35A 、35B 、35C 之數目可在1-20之範圍內，例如數目可為1-10、1-8、1-6、1-4或約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。給水113 流量可在0.5-10000 L/min之範圍內，例如流量可為100-10000 L/min、100-1000 L/min、或約100 L/min、1000 L/min、5000 L/min、1000 L/min。回收率(以純化水形式回收之給水之百分比)可在10-99%之範圍內，例如回收率可為50-99%、75-99%、80-99%、90-99%或約50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%。冷凝腔與蒸發腔(沿熱傳遞裝置)之間的溫度差可在2-15℃之範圍內，例如溫度差可為2-10℃、2-6℃、2-4℃或約2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃。除霧器30 處之壓降可在100-20000 Pa之範圍內，例如壓降可為100-5000 Pa、100-1000 Pa或約100 Pa、250 Pa、500 Pa、1000 Pa、2000 Pa、5000 Pa。熱傳遞裝置之表面清潔頻率可在1-365天或更長之範圍內，例如頻率可為1-180天、1-120天、1-90天、1-60天、1-30天、1-15天、1-7天、1-3天或約1 天、2天、3天、4天、7天、15天、30天、60天、90天、180天、365天。 圖3展示具有兩個階段之淡化系統或濃縮系統之示意圖，其中一個階段界定為藉由熱傳遞裝置(諸如熱管及其類似物)連接之一個蒸發腔或預熱器及一個冷凝腔，或界定為能量輸入容器及蒸發腔。在此實施例中，蒸發腔20 不與冷凝腔共用任何壁。實施例亦不具有含有熱管作為階段之部分的多孔板。熱管25 個別安裝於冷凝腔35 之頂部及蒸發腔20 之底部。 在圖3所圖示之實施例中，泵125 將經預熱給水95 及中間濃縮物70 由蒸發腔移動至下一個。亦在此實施例中，除霧器30 位於蒸發腔20 內。在其他實施例中，除霧器可位於蒸發腔外或可一起消除。 使來自冷凝腔之純化水65 流結合於一起。其流量藉由閥門130 控制。 圖4展示用於水純化或給水濃縮系統之階段90 之實施例。在此實施例中，來自蒸發腔之中間濃縮物70 使用泵125 在各腔室間移動。然而，純化水65 個別地離開各冷凝腔。此實施例之除霧器30 由藉由擋扳板產生之曲折路徑135 組成。 圖5展示具有五個階段之實施例。給水45 泵吸125 至預熱器10 中。來自蒸發腔之蒸汽用作脫氣器15 中之汽提氣體100 。中間濃縮物在各階段間泵吸。純化水個別地離開各蒸發腔。 圖6展示兩個(2)水產生階段系統之示意圖，其中純化水65B 自較熱冷凝腔35B 饋入至較冷冷凝腔35A 中，以在其以總純化水流65A 離開系統之前，捕捉純化水中之熱，在此實施例中，系統藉由來自蒸汽產生器140 之蒸汽150 驅動。來自能量輸入容器40 之 冷凝物145 返回至蒸汽產生器中，以再用作鍋爐饋料。 圖7展示多孔板115 、熱管或經由熱管安裝孔160 安裝至多孔板之其他相變熱傳遞裝置之實施例(參見先前列舉之彼等裝置)。板亦形成組態中冷凝腔與蒸發之間的壁，在該組態中兩個腔室連接於一起， 圖8展示多階段系統中使用降流管165 將中間濃縮物70 由一個蒸發腔傳輸至下一蒸發腔20 之階段的實施例。降流管依賴於重力使中間濃縮物由一個腔室流至下一腔室。為使流動克服兩個蒸發腔之間的壓差，供應中間濃縮物之腔室必須相對於接受濃縮物之腔室升高。當使用重力作為中間濃縮物之驅動力時，足夠高度之先前蒸發腔將產生若干吋水之液壓超壓，足以維持通常高於先前蒸發腔2-25℃之沸騰溫度，因此確保各個蒸餾階段之間的有效熱傳遞。圖8亦展示除霧器30 、 來自下部蒸發腔之蒸汽50 、 冷凝腔35 及多孔板115 。 外殼 圖9說明包括豎直地堆疊配置之蒸發腔20A 、20B 、20C 及20D 及冷凝腔35A 、35B 、35C 由此在堆疊之底部提供熱源之實施例，設置複數個除霧器30 以自各蒸發腔移除受污染之霧狀粒子，設置單個熱管或複數個熱管25 以自各冷凝腔回收熱且將此類熱轉移至上部蒸發腔中，且設置出口以自最後一個蒸發腔20A 移除最終濃縮物55 。在此類實施例中所有蒸發腔、冷凝腔及預加熱器包覆於外殼170 中，且個別腔室藉由板分離，其中一些係多孔板115 以容納熱管25 穿過。在圖9之實施例中，系統呈「並流」組態，其中給水45 在最熱蒸發腔20D 進入系統，且進行至最冷蒸發腔20A 。相鄰蒸發腔之間的壓差將中間濃縮物由一個蒸發腔驅動至下一蒸發腔。流量藉由閥門130 控制。漩渦器型之除霧器30 位於蒸發腔20A 、20B 、20C 及20D 中。純化水65 個別地離開各蒸發腔。藉由氣體或油燃燒器175 將系統之能量提供給能量輸入容器40 。堆疊頂部之腔室190 自頂部蒸發腔20A 捕捉蒸汽50 ，且將其饋入至外部冷凝器(圖中未示)中。 圖10展示與圖9類似之實施例，但其中濃縮物70 改呈「逆流」組態。泵125 自最冷蒸發腔20A 驅動中間濃縮物70 ，穿過其他蒸發腔20B 及20C ，達至最熱蒸發腔20D ，純化水65 反饋回系統以捕捉其能量。其流量藉由閥門130 控制。呈蒸汽形式之能量經由蒸汽噴射器180 供應至能量輸入容器40 。 用於某些尺寸之系統，此等無外殼之實施例在製造中賦予成本優勢，且提供使熱損失減到最少之較簡單之組態。 預處理系統 預處理系統可用以自待處理之給水分離水垢形成雜質，或抑制預處理系統下游組件內表面上之水垢形成。預處理系統可包括藉由離子交換樹脂、沈澱(藉由添加化學物質或藉由調節pH值)、過濾、凝結、沈降、離心或此等方法之組合進行水軟化。在預處理之後，給水藉由泵之作用、藉由靜水壓力或藉由與較高溫段相關之內部壓力轉移至整個系統之下一部分。 在一些實施例中，不使用預處理系統。此等實施例適合於給水不含有水垢形成雜質或總體純化或濃縮系統以介導水垢形成之溫度方案操作之應用。 預處理詳述 本發明之一實施例提供一種自自來水、受污染之水溶液、海水、生產之水及生理食鹽水、濃縮物及其他受污染水(諸如由城市、農業/農耕、採礦及其他工業過程及活動產生之污染水)移除水垢形成化合物之方法，其涉及藉由在高pH值下使氫氧化鎂(Mg(OH)2)沈澱初始移除鎂離子，接著藉由沈降或過濾移除沈澱物。通常，Mg(OH)2在高pH值(約11.0)下沈澱，但在許多情況下鎂塊在低pH值下沈澱。 在Mg(OH)2沈澱之後，藉由添加量係隨後藉由將pH值調節至約10.2或更大使鈣、鋇及其他二價陽離子以碳酸鹽沈澱之可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽而以CO2鼓泡形式添加碳酸根離子。此過程具有自氛圍永久螯合CO2之淨效應，且接著藉由沈降或過濾移除沈澱。 此預處理實施例之詳細描述遵循圖11之流程圖。在圖11中，過濾及去油受污染水855 經由將引入水遞送至混合器-沈降器容器865A 中之線增壓泵860 進入預處理系統。藉助於呈氫氧化鈉、氫氧化鈣或類似化學物質形式之連續鹼金屬添加劑使容器865A 之pH值保持在約11。容器865A 中pH值之控制經由計量泵870 實現，其經由可變閥門880A 自儲槽875 傳遞苛性鹼溶液。容器865A 中沈澱之Mg(OH)2漿料885 沈降且接近底部處離開，且在過濾器700A 中連續過濾，因此產生氫氧化鎂濾餅890 。 在容器865A 中Mg(OH)2沈澱之後，澄清溶液在接近頂部離開且流入靜態混合器895A 中，在其中其與來自過濾器700A 及泵125A 之額外澄清濾液及碳酸根離子來源混合，該碳酸根離子可為來自儲槽900 之加壓CO2氣體或可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽之溶液。 接著使水溶液流入第二靜態混合器895B 中，在其中自可變閥門870A 添加額外苛性鹼或鹼金屬化學物質，從而將pH值調節至約10.2，此時溶液中之大多數二價陽離子以不可溶碳酸鹽沈澱。沈澱物漿料接著進入混合器-沈降器865B ，在其中不可溶碳酸鹽沈降且流入過濾器700B 中，在其中移除第二濾餅905 。來自過濾器700B 之濾液進入泵125B ，其饋入可變閥門880B ，該閥門使一部分去垢水產物910 再循環回碳酸化循環中。 在另一態樣中，尤其當給水含有過量碳酸根或碳酸氫根離子時，可添加鈣或鎂以提供關於碳酸鹽沈澱之要求。或者，鈣及鎂可取代諸如鋇、鎘、鈷、鐵、鉛、錳、鎳、鍶或鋅之其他二價陽離子，其具有呈碳酸鹽形式之低溶解度產物。 在另一態樣中，鈣或鎂添加劑取代諸如鋁或釹之三價陽離子，其具有呈碳酸鹽或氫氧化物形式之溶解度產物。 在另一態樣中，CO2鼓泡經添加諸如碳酸氫鈉、碳酸氫鉀或碳酸氫銨之可溶性碳酸氫根離子置換。 在另一態樣中，碳酸鹽及水垢沈澱物藉由諸如離心之除沈降或過濾外之手段移除。 在另一態樣中，自氛圍永久螯合CO2以諸如MSF設備、MED設備、蒸氣壓縮蒸發器、膜蒸餾系統、逆向滲透、正向滲透及其他淡化系統之習知淡化系統實現。 在另一態樣中，水垢形成鹽自習知淡化系統永久移除。 在另一態樣中，含有諸如鈣或鎂之令人不快的硬水組分之自來水、海水、來自住宅系統之灰水、農業用水、工業製程水、城市用水或井水在水純化系統中去垢。 在另一態樣中，回收有價值的水垢形成鹽，諸如鎂、鋇及其他鹽。 在另一態樣中，水垢形成化合物以非黏著、可容易過濾或可沈降固體形式沈澱且最終移除。 在另一態樣中，CO2排放自發電廠且永久螯合類似煙道氣。 在另一態樣中，水垢形成化合物依序沈澱並移除，因此可利用其且再用於下游工業製程中。 本發明之另一實施例提供一種自水溶液移除水垢形成化合物之方法，涉及：將足以在鹼性pH值下使第一水垢形成化合物沈澱之量的至少一個離子添加至溶液中；將溶液之pH值調節至鹼性pH值，由此使第一水垢形成化合物沈澱；自溶液移除第一水垢形成化合物；將溶液加熱至足以使第二水垢形成化合物自溶液沈澱之溫度；及自溶液移除第二水垢形成化合物。 在另一態樣中，離子係選自包括碳酸根離子及二價陽離子之群。在另一態樣中，碳酸根離子係HCO3-。在另一態樣中，二價陽離子係選自包括Ca2+及Mg2+之群。 在另一態樣中，量足以用該二價陽離子取代第一水垢形成化合物中選自包括以下之群的二價陽離子：鋇、鎘、鈷、鐵、鉛、錳、鎳、鍶及鋅。 在另一態樣中，量足以用該二價陽離子取代第一水垢形成化合物中之選自包括鋁及釹之群的三價陽離子。 在另一態樣中，添加至少一個離子包含用CO2氣體鼓泡溶液。 在另一態樣中，CO2係大氣CO2。 在另一態樣中，添加至少一個離子包含將選自包括碳酸氫鈉、碳酸氫鉀及碳酸氫銨之群的可溶性碳酸氫根離子添加至溶液中。 在另一態樣中，添加至少一個離子包含將選自包括CaO、Ca(OH)2、Mg(OH)2及MgO之群的化合物添加至溶液中。 在另一態樣中，鹼性pH值係大致9.2或更大之pH值。 在另一態樣中，第一水垢形成化合物係選自包括CaCO3及MgCO3之群。 在另一態樣中，調節溶液之pH值包含將選自包括CaO及NaOH之群的化合物添加至溶液中。 在另一態樣中，移除第一水垢形成化合物包含過濾、沈降及離心中之至少一者。 避免水垢形成化合物 本發明之一實施例提供一種獲得水垢形成化合物之方法，涉及：提供水溶液；添加量足以使第一水垢形成化合物在鹼性pH值下沈澱之鹼金屬化學物質；將溶液之pH值調節至鹼性pH值，由此使第一水垢形成化合物沈澱；自溶液移除第一水垢形成化合物；添加碳酸根離子，同時維持足以使第二水垢形成化合物自溶液沈澱之鹼性pH值；自溶液移除第二水垢形成化合物；回收第一水垢形成化合物；及回收第二水垢形成化合物。 在另一態樣中，該等第一及第二水垢形成化合物係選自表3中列舉之化合物之群。 CO₂ 螯合 本發明之一實施例提供一種螯合大氣CO2之方法，涉及：提供含有至少一個能夠在碳酸根離子存在下形成CO2螯合化合物之離子的水溶液；將量足以使CO2螯合化合物在鹼性pH值下沈澱之碳酸根離子添加至溶液中；將溶液之pH值調節至鹼性pH值，由此使CO2螯合化合物沈澱；及自溶液移除CO2螯合化合物；其中添加碳酸根離子包含將大氣或濃縮CO2(例如來自燃燒煙道氣)添加至溶液中，且其中CO2以CO2螯合化合物螯合。 沈降物捕獲器 系統可進一步包括能夠自入口給水移除沈降物之沈降物捕獲器，從而避免系統過早積垢此類沈降物。各類沈降物捕獲器在此項技術中已知，且可經選擇與本發明之系統一起使用。同樣地，為使使用者干預及對清潔之需要降至最低，沈降物捕獲器本身可具有自清潔特徵。舉例而言，沈降物捕獲器可具有交替砂過濾器或旋轉篩網，其中由結垢篩網至新穎篩檢之旋轉可藉由裝置上之水壓差驅動，以使得當篩網就積累之沈降物而言達到某一飽和點時，轉換為未結垢沈降物之篩網。在一些實施例中，結垢篩網或砂過濾器可置放於水流動路徑中，以使得水以與篩網上之原始流動相反的方向流過砂過濾器或篩網，因此將沈降物移動至廢棄物路徑或排放口。因此，本文所揭示之系統涵蓋使用習知以及自清潔沈降物捕獲器。另外，系統可包括習知預處理步驟，諸如絮凝，之後沈降(例如在澄清劑儲槽中)、藉由氯化、UV或其他手段滅菌、及藉由添加酸或鹼調節pH值。 預熱器 可將預處理或未預處理之給水轉移至一或多個預熱器單元中。預熱器單元將來自製程流之熱轉移至給水中。預熱器單元可包括熱交換器、熱板、熱管、管道或桿。作為預熱器中之熱源的製程流可為蒸發腔產生之蒸汽、自製程容器內之閃蒸加壓水產生之蒸汽、來自外部供給之蒸汽、純化水、濃縮物或彼等物質之組合。在典型設置中，將給水預熱至給水之起始溫度與第一蒸發腔之給水之沸點(包括由給水中之溶解固體產生之沸點升高)之間的溫度。引入給水進入預熱器中，加熱直至達到所需溫度，且經由降流管、具有閥門之導管或連接脫氣器或蒸發腔(若不需要脫氣)之泵離開預熱器。 預熱功能可以許多不同方式進行，其限制條件為，結果係流入系統中之給水、生理食鹽水或海水在約小於50℃至90℃或更大之溫度下到達脫氣器。因此，預熱功能可以許多不同形式實施，包括例如圓柱形儲槽、矩形儲槽或設計允許高表面積與內部容積比之任何類別之不同組態及其類似物。 在一些實施例中，諸如藉由圖12所圖示，預熱器藉由複數個經由底部穿透預熱器之熱管25 加熱。此等熱管將來自進入冷凝腔中之蒸汽50 之冷凝熱轉移至引入給水45 。當給水45 進入預熱器入口155 時，其藉由熱管25 逐漸加熱至接近沸騰溫度。當給水達到接近沸騰溫度時，其以經預熱給水95 經由管道185 離開預熱器。預熱器之尺寸及組態使得允許足夠滯留時間以將預熱器中水之溫度抬升至約小於50℃至90℃或更大。視系統之水垢及系統輸送水之能力而定，預熱功能可受益於允許有效熱交換之材料及組態。或者，在一些實施例中，結構之耐久性、空間考慮因素、維護容易度、材料之可獲得性或費用以及其他考慮因素均可影響本發明之此態樣之設計選擇。在一些實施例中，預熱器可使用習知熱交換器，諸如外殼及管道組態。 脫氣器 待處理之給水可包括具有相對低蒸氣壓之不需要的化學物種，諸如揮發性有機化合物、其他有機液體或氨。此等不需要的物種可在蒸發腔中與蒸氣同時蒸發，且因此可結束對藉由冷凝蒸氣產生之純化水的污染。此等物種可藉由使給水傳遞通過一或多個脫氣容器自給水分離。脫氣容器可包括充填塔、具有多個離散板之塔、多階段蒸發器中各階段中之一者、具有噴頭之空塔或使液體流與氣流接觸之任何其他容器。 將待脫氣之給水在一個位置饋入容器中，且將氣流在同一或另一位置饋入容器中。氣體可為水蒸氣(蒸汽)、空氣、氮氣、氬氣、甲烷、此等氣體之混合物或在蒸發腔中在脫氣器下游由純化水冷凝之任何其他不可凝結氣體。給水及氣體在其流過脫氣腔時至少對於脫氣器內其路徑之一部分接觸。在其接觸期間，氣體自給水汽提揮發物、有機物、氨及溶解之氣體。脫氣器具有用於氣體之混合物的出口，該混合物含有自給水移除之物種，及用於經脫氣給水之出口。 脫氣器可大體上豎直取向，其具有上端及下端。在一個實施例中，來自最近之蒸發腔(或其他蒸汽來源)之蒸汽可在接近於下端進入脫氣器中，可汽提具有不需要的化合物之給水，且可在接近於上端連同彼等化合物一起離開脫氣器。脫氣器之其他取向亦為可能的，例如水平組態、真空脫氣器或錐形噴霧型組態。 圖13展示脫氣器之實施例之示意圖。在此實施例中，經預熱給水95 進入脫氣器15 之頂部。氣流100 在接近底部進入脫氣器中。廢棄物氣體105 在接近頂部離開。經脫氣給水75 在接近底部離開。 脫氣器可包括經調適以有助於水及蒸汽混合，藉由使入口給水相對於氣體之反向流動相對流動汽提具有基本上所有有機物、揮發物及氣體之入口給水之基質。基質可包括大體上球形的粒子。然而，基質亦可包括非球形粒子、環、其他混合元件、托盤及其類似物。基質可包括大小經選擇以允許在脫氣器內均勻填充之粒子。基質亦可包括具有獨特尺寸之粒子，且粒子可以尺寸梯度配置於脫氣器中，以改良氣體與液體之間的相互作用。不可凝結溶解氣體亦可在第一蒸發腔中使用可獲得之經設計用於不可凝結氣體移除之裝置移除。圖14展示脫氣器之實施例之橫截面。經預熱給水95 進入脫氣器15 之頂部且藉由噴霧頭210 分散。此經預熱給水行進穿過包括較大粒子195 、中等大小之粒子200 及較小粒子205 之粒子填充塔。同時，汽提揮發物及有機物之氣流100 自接近脫氣器15 之底部進入。經預熱給水9 5流過粒子195 、200 及205 ，與自經預熱給水95 之汽提揮發物及有機物之氣流混合。經脫氣給水75 在接近底部離開脫氣器。包括揮發物及有機物之廢棄物氣體105 在接近頂部離開脫氣器。 蒸發腔 給水在經受以上提及之預處理、脫氣及預熱步驟之任何組合之後可轉移至一或多個蒸發腔中。或者，給水在不經受任何先前步驟下可轉移至一或多個蒸發腔中。蒸發腔可為由金屬、金屬合金、複合物、陶瓷、聚合物或組合製成之封閉容器(例如具有聚合物襯墊之金屬合金容器)。蒸發腔可包括熱傳遞裝置，諸如熱管、熱虹吸管、環形熱管、熱板、桿或其組合。熱傳遞裝置將來自外部來源或來自冷凝腔之能量轉移至給水中。此能量會蒸發給水。使用一部分能量在容器操作壓力下將給水加熱至沸點，且使用與給水之蒸發熱對應之部分使水沸騰。蒸發腔可包括容納多個熱管或其他熱傳遞裝置之具有多孔底部之圓柱形或矩形儲槽。蒸發腔亦可包括與後續蒸發腔流體連通之有或無泵之用於中間濃縮物之出口或降流管或兩者。中間濃縮物出口可位於腔室之側壁或腔室底部中之中心或偏離中心。 蒸發腔中之滯留時間 基於入口給水之性質及所要系統效能，蒸發腔中水之滯留時間可在一定範圍內變化。適合範圍藉由各種因素確定，包括生物學污染物是否處於給水中。生物學污染物之有效移除可能需要不同的在蒸發腔中暴露於高溫之時間量。一些生物學污染物比其他更快速受高熱影響。在多個實施例中，短至10分鐘之滯留時間足以殺死大多數生物學污染物。在其他實施例中，可能需要更長滯留時間以更徹底消除更廣譜之生物學污染物。在生物學污染物不成為問題之情況下，較短直流時間係適當的。蒸發腔中滯留時間範圍之上端通常藉由與產物水或濃縮物溶液之所需產生速率相較於使選擇體積之水維持於沸騰溫度所要之能量相關之效率考慮因素指定。因此，蒸發腔中之滯留時間可少至約水達到沸點且以蒸汽放出所要之最小時間，有益於移除生物學污染物之時間點係諸如10、15、20、25、30、35、40、45分鐘及其類似時間等。此外，在一些實施例中，可選擇較高滯留時間，諸如50、60、70、80及90分鐘或更高。 如圖15及16所示，引入給水45 藉由重力、藉由不同腔室壓力及/或藉由泵吸流入蒸發腔20 中。圖15展示蒸發腔20 頂部上之脫氣器15 。若給水尚未脫氣，則此經預熱給水80 首先流入脫氣器15 中之組態可用於第一蒸發腔。 圖16展示給水45 、經預熱給水80 或中間濃縮物70 流入蒸發腔之組態。在隨後在脫氣之後出現或不需要脫氣之蒸發腔中使用此組態。 來自先前蒸發腔之經除霧蒸汽50A 冷凝於熱管25 上，該熱管在蒸發腔中將冷凝熱轉移至中間濃縮物。 經除霧蒸汽50B 自除霧器30 流入下一冷凝腔中。該來自除霧器30 之廢棄物流220 可與中間濃縮物一起流入下一蒸發腔中。 視系統之所需輸送量及基於影響系統設計之因素進行之其他設計選擇而定，蒸發腔可基本上具有任何大小及組態。舉例而言，蒸發腔可以具有小於10加侖至大於100,000加侖或更大之範圍內的容量。因為本發明之系統完全可縮放，所以蒸發腔之大小可變且可視需要進行選擇。同樣地，蒸發腔之組態可視需要改變。舉例而言，蒸發腔可為圓柱形、球形、矩形或任何其他形狀。在一典型實施例中，蒸發腔20 係圓柱形的，包括一個或複數個安裝於多孔板115 且延長至蒸發腔中之熱管25 ，具有將中間濃縮物70 載送至下一蒸發腔中之中間濃縮物70 排出管215 ，且具有安裝於蒸發腔頂部上之除霧器30 。在此組態中，展示載送來自脫氣器之揮發性組分的脫氣器廢棄物流105 接近於脫氣器15 之頂部。 因為純化系統之操作係連續的，所以給水藉由沸騰部分濃縮，且蒸發腔20 中之濃縮程度藉由蒸餾階段數目及各階段之沸騰速率確定。在一簡單實例中，若兩個蒸餾階段使用海水，則蒸發腔中之鹽度可保持於待丟棄之廢棄物濃縮物之值的大致一半或約12%。在另一實例中，若使用三個蒸餾階段，則使蒸發腔20 中之鹽度達到約23%之最終濃縮物濃度之約三分之一，或所處理之特定給水中溶質之最大溶解限度。如上所指出，因為蒸發腔可視例如其含有之熱管數目、或冷凝腔與蒸發腔之間的溫度差、或給水流速等而定具有顯著不同沸騰速率，所以此等濃縮數目僅粗略評估以僅說明概念。其剛好係許多不同可能中間濃縮物濃度之兩個實例。 在一個實施例中，蒸發腔僅藉由重力經由降流管排放。在其他實施例中，蒸發腔之排放藉由泵吸裝置驅動。蒸發腔20 之連續排放維持腔室中沸騰流體之恆定液位，且此類連續排放亦避免沈降物、鹽及其他微粒在蒸發腔中沈澱。 除霧器 蒸發腔可包括一或多個除霧器，包括篩網、網狀物、擋板、漩渦器或其組合。除霧器防止可存在於蒸發腔中產生之蒸汽中之液滴與蒸汽一起載送至對應冷凝腔中，其中液滴中之雜質將染污藉由冷凝蒸汽產生之純化水。在藉由除霧器自蒸汽分離之後，液滴通常藉由重力作用返回至沸騰給水池中。或者，其可收集於系統中之個別物流中。 除霧器可接近於蒸發腔之上表面安置。來自蒸發腔之蒸汽可在壓力下進入除霧器。除霧器接著將自蒸汽流分離小霧狀物液滴且使液滴返回至蒸發腔中。 蒸汽亦可於蒸發腔頂250 之下表面上冷凝成液滴，如圖17中所示。此類液滴235 可橫向遷移且可隨蒸汽245 流進入除霧器裝置30 。在一個實施例中，一或多個金屬凹槽230 防止此類液滴遷移及污染蒸汽流。另外，保護擋扳240 亦可為藉由蒸汽載送之霧狀粒子提供阻擋。最終，可將網狀襯墊除霧器225 添加至組態以捕獲任何最終霧狀物。 其他除霧器類型係基於不同密度採用氣旋操作以自霧狀物分離蒸汽之彼等除霧器。漩渦器根據以高速度以徑向運動移動流體或氣體之原理起作用，對流體或氣體之組件施加離心力。習知漩渦器具有錐形部分，在一些情況下其可有助於角加速度。控制漩渦器分離效率之關鍵參數係蒸汽入口之尺寸、兩個出口之尺寸(對於清潔蒸汽及載污染物之霧狀物)、及入口點與出口點之間的壓差。 如圖18及19所示，除霧器可安置在蒸發腔20 內、緊鄰其或其上，從而允許來自腔室之蒸汽經由入口孔口260 進入除霧器。經由此類孔口進入除霧器之蒸汽具有主要係蒸發腔與除霧器之間的壓差及孔口之組態之作用的初速度。通常，除霧器上之壓差係約0.5至10吋水柱，亦即約125至2500 Pa。入口孔口一般經設計以使蒸汽進入漩渦器中之阻力降至最低。在高速度下，諸如在漩渦器錐形區域265 中，比霧狀物密度相對小之清潔蒸汽向漩渦機之中心遷移，而霧狀物向周邊移動。安置於漩渦器中心之清潔蒸汽出口270 為清潔蒸汽提供離開點，而接近漩渦機底部安置之霧狀物出口275 允許霧狀物220 自除霧器流出。清潔蒸汽自除霧器流入冷凝腔，而霧狀物經引導又進入蒸發腔。在典型操作中，清潔蒸汽與霧狀物之比率係至少約2:1；更通常3:1、4:1、5:1或6:1；較佳7:1、8:1、9:1或10:1，且大於100:1或更大。 除霧器選擇性可基於若干因素調節，該等因素包括例如清潔蒸汽離開開口之位置及尺寸、除霧器上之壓差、除霧器之組態及尺寸及其類似物。關於除霧器設計之其他資訊提供於2005年7月6日申請之名稱為IMPROVED CYCLONE DEMISTER之美國臨時專利申請案第60/697107號中，其以全文引用的方式併入本文中。 在另一態樣中，除霧器可例如藉由增加容器或導管之橫截面積以自清潔蒸汽分離霧狀物液滴來使用分離。 在另一態樣中，蒸發腔藉助於保護擋扳及金屬凹槽防止冷凝之液滴進入除霧器。 在另一態樣中，清潔蒸汽與霧狀物液滴之比率係大於約10:1。 在另一態樣中，蒸汽品質包括至少一個選自由以下組成之群的參數：清潔蒸汽純度、清潔蒸汽與霧狀物液滴之比率及之總清潔蒸汽體積。 冷凝器 系統可具有一或多個冷凝腔。在一典型組態中，將蒸汽饋入冷凝腔中，在冷凝腔中其於內表面，包括熱傳遞裝置(諸如熱管、環狀熱管、熱板、桿或此等裝置之組合)之表面上冷凝。將氣化之潛熱及一些來自蒸汽之顯熱轉移至熱傳遞裝置中且經由其載送至蒸發腔中之一或多者中之濃縮物中。 冷凝腔可為由金屬、金屬合金、複合物、陶瓷、聚合物或組合(例如具有聚合物襯墊之金屬合金容器)或由適用於處理蒸汽之其他材料製成之容器。在一些組態中，冷凝腔可與於蒸發腔相鄰。在一些組態中，冷凝腔及蒸發腔可共用容器壁中之一或多者。舉例而言，蒸發腔及冷凝腔對可為安裝有熱傳遞裝置之藉由板分隔之同一容器之一部分。該等熱傳遞裝置之一部分將處於冷凝腔中且一部分將處於蒸發腔中。適當密封件避免液體或氣體腔室之間轉移。作為另一實例，多個蒸發腔及冷凝腔共用壁且豎直堆疊於塔中。在另一實例中，蒸發腔及冷凝腔水平相鄰。 冷凝腔可包括賦予自蒸發腔或外部來源進入其中之蒸汽圓形運動之輪葉。此圓形運動將提昇蒸汽之速度且將蒸汽引導向熱管確保完全蒸汽冷凝。蒸汽亦可藉助於開口端管道或藉助於蒸汽噴射組態注入至冷凝腔中，該蒸汽噴射組態亦提高蒸汽速度或將蒸汽引導至熱傳遞裝置中或兩者，以更有效使用蒸汽。此等蒸汽噴射器可經由冷凝腔之底部、冷凝腔之側面或冷凝腔之頂部引入。亦可存在自以上位置中之一些或全部引入之蒸汽噴射器。 冷凝腔可為圓柱形、卵形、矩形或其他適宜形狀。純化水可經由純化水出口離開冷凝腔。 在一典型實施例中，藉由熱管、熱虹吸管或其他相變傳熱裝置自冷凝腔移除熱。熱管將來自冷凝蒸汽之熱轉移至入口給水之論述提供於2005年10月14日申請之名稱為ENERGY-EFFICIENT DISTILLATION SYSTEM之美國臨時專利申請案第60/727,106號及2008年9月9日申請且以美國專利申請公開案第2009/0218210號公開之之名稱亦為ENERGY-EFFICIENT DISTILLATION SYSTEM之美國專利申請案第12/090,248號中，該等文獻以全文引用的方式併入本文中。 在圖20及21(a)中所示之實施例中，清潔蒸汽自除霧器或自蒸發腔經由管道285 進入冷凝腔35 。當蒸汽進入冷凝腔時，其以增加蒸汽速度或將蒸汽引導向熱管或兩者之螺旋形方式旋轉以使冷凝最有效。蒸汽在冷凝腔中之螺旋形運動藉由螺旋形輪葉產生。冷凝熱藉由經安裝以使其部分延伸至冷凝腔中且部分延伸至蒸發腔或預熱器中之複數個熱管25 移除。當熱藉由熱管移除且轉移至蒸發腔或預熱器中時，蒸汽冷凝成純化水，其經由純化水出口290 離開。在圖21(b)之實施例中，使用多個蒸汽噴射器180 將蒸汽傳送至冷凝腔之螺旋形組態中，以進一步提高蒸汽速度，及其朝向熱管25 或冷凝腔中之其他熱傳遞裝置之引導。 熱管詳述 圖22說明習知熱管，亦即一類用於典型實施例之熱傳遞裝置之操作的原理。熱管由部分填充有小體積之工作流體355 之部分真空之密封管350 組成。工作流體可為水或沸騰溫度在整個系統範圍內之其他流體。管道亦通常填充有毛細芯360 或毛細凹槽。熱源365 為使工作流體355 之全部或一部分蒸發熱管之一端提供能量。由此即刻產生之蒸氣填充管道。一旦此工作流體蒸氣到達溫度略低之熱管之相反端，則其冷凝且提供其呈離開熱管之冷凝熱形式之能量。當工作流體冷凝成液體時，其藉由將其載送回起始點之毛細芯360 吸附。在一些情況下，其他形式之芯或單獨重力提供所需動力以載運液體返回起始點。因為根據定義蒸發熱等於冷凝熱，所以熱管傳遞熱極有效，除經由壁之熱損失外，無明顯溫度損失。應注意，熱虹吸管以相同方式操作，但無芯。其他組態之熱管(環狀熱管、板式熱管、散熱器等)亦以類似方式起作用，且在本發明之實施例中可用作熱傳遞裝置。 高效能熱管之實施例示於圖23中。振動能370 以機械振動、機電振動或高頻超音波之形式提供用於熱管25 。此振動傳遞到熱管之長度且干擾與熱管相鄰之蒸汽或流體層。此層之破壞促進層中之微型湍流，因此產生改良之熱傳遞。另外，將疏水性塗層375 設置於熱管外部，尤其發生外部冷凝之區域。疏水性塗層可由單層硬脂酸或類似碳氫化合物組成，或其可為薄疏水性氯氟碳化物層。熱管外部上之疏水性表面使冷凝及蒸發所需之面積減到最少，因此降低熱傳遞之阻擋。 傳熱阻擋亦藉由使用極薄金屬箔380 而非大多數熱管之固體金屬管道降至最低。金屬箔之機械支撐必須足以維持中等真空且藉由金屬篩網385 提供，其藉由增加提供所需冷凝/蒸發熱所需之內表面面積提供額外功能。 改良之工作流體分佈藉由芯360 朝向熱管之軸線定向來達成，因此由熱管壁上之熱傳遞減少冷凝物之熱干擾。芯物質可為可藉由毛細作用轉移工作流體之任何親水性多孔介質，諸如金屬氧化物、一些陶瓷、表面處理之纖維素材料及其類似物。 高效能熱管之實施例可包括以上特徵中之任一者、若干者或所有。 結構之材料 用於蒸發腔、冷凝腔、脫氣器、除霧器、預加熱器及其他容器及管道之結構之材料可為在生理食鹽水、工業廢水、化學物質或純水環境中抵抗腐蝕之任何材料。在一個實施例中，蒸發腔及預加熱器使用已知抵抗熱生理食鹽水溶液腐蝕之鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金製造。或者，可使用不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他抗腐蝕合金。或者，當經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈時，可使用習知碳鋼或其他金屬合金。另外，金屬、陶瓷或金屬-陶瓷組合塗層、或兩者皆可沈積於容器壁上以防止其腐蝕。此等結構之材料係例示性的且不意欲限制本發明之範疇。熟習此項技術者可考慮替代材料及塗層，諸如其他金屬、合金及聚合物，其涵蓋於本發明之精神內且藉由本發明之範疇界定。 管道、流動及組態 系統可具有將流體載送至系統中、自系統載送出流體或在系統之不同部分之間載送流體的管道。流體可藉由泵之作用、靜水壓力或利用不同溫度下沸騰水溶液產生之壓差移動。舉例而言，可將給水泵吸至預處理步驟中，接著泵入脫氣器中，接著泵入預熱器中，之後泵入一個蒸發器中，接著穿過一系列蒸發器，且最終經由熱回收單元離開系統。純化水可自冷凝腔排出或泵吸，或其可自一個冷凝腔饋入至另一冷凝腔中，以利用其中因其高溫所儲存之能量。 控制系統 整個系統可手動控制，藉由操作者使用控制面板輸入控制或根據操作期間各種感測器輸入之控制系統反饋自動控制。此類控制可包括閥門設置、給水流設置、能量輸入設置(例如對於蒸汽、電力、熱或其他)等。反饋控制可基於例如給水流動速率、給水品質、給水溫度、給水壓力、一或多個蒸發腔中之溫度、一或多個冷凝腔中之溫度、一或多個蒸發腔中之壓力、一或多個冷凝腔中之壓力、一或多個蒸發腔中之給水含量、一或多個冷凝腔中之純化水含量、一或多種純化水品質(例如總溶解固體、電導率、pH值、溫度、壓力)、濃縮物品質(例如總溶解固體、電導率、pH值、溫度、壓力)、一或多個純化水流動速率、一或多個濃縮物流動速率、蒸發腔之間的一或多個流動速率、冷凝腔(蒸汽或純化水或兩者)之間的流動速率、純化水收集儲槽中純化水之量、最終濃縮物收集儲槽中濃縮物之量、給水或濃縮物流動之時間、無給水或濃縮物流動之時間、蒸發腔或冷凝腔之間的壓差、蒸發腔或冷凝腔之間的溫度差、經由管道之壓力或溫度下降、滲漏偵測及其類似物。 在另一態樣中系統可包括停機控制。在另一態樣中，控制系統可基於來自系統或來自傳送給水至系統之另一系統之反饋控制停機。停機控制可選自由以下組成之群：手動控制、滲漏偵測器、儲槽能力控制、蒸發腔能力控制、冷凝腔能力控制、給水品質、濃縮物品質、溫度或壓力感測器或類似控制裝置。 在另一態樣中，系統可包括給水進入系統及在蒸發腔之間的流量控制器。流量控制器可包括選自由以下組成之群的機構：壓力調節因子、泵、螺線管、閥門、孔及其類似物。在另一態樣中，壓力調節因子可使入口及容器壓力維持在高於注射有給水之容器中之壓力約0 kPa與1,000 kPa (0至150 psi)或更之間。在另一態樣中，流量控制器可使流動速率維持在0.5與35,000加侖/分鐘或更大之間。 在另一態樣中，流量調節因子藉由控制系統控制。此類控制可為流量調節因子提供開/關信號，或其可連續提供可變流量控制信號。 在另一態樣中，控制系統可基於以下中之至少一者控制給水流動：給水品質、給水溫度、給水壓力、一或多個蒸發腔中之溫度、一或多個冷凝腔中之溫度、一或多個蒸發腔中之壓力、一或多個冷凝腔中之壓力、一或多個蒸發腔中之給水含量、一或多個冷凝腔中之純化水含量、一或多種純化水品質(例如總溶解固體、電導率、pH值、溫度、壓力)、濃縮物品質(例如總溶解固體、電導率、pH值、溫度、壓力)、一或多個純化水流動速率、一或多個濃縮物流動速率、蒸發腔之間的一或多個流動速率、冷凝腔(蒸汽或純化水或兩者)之間的流動速率、純化水收集儲槽中純化水之量、最終濃縮物收集儲槽中濃縮物之量、給水或濃縮物流動之時間、無給水或濃縮物流動之時間、蒸發腔或冷凝腔之間的壓差、蒸發腔或冷凝腔之間的溫度差、經由管道之壓力或溫度下降、滲漏偵測。 控制系統可允許整個系統連續或以分批方式操作。 控制系統之一個實施例示於圖24中。舉例而言，系統可包括可涉及控制及狀態、操作模式、狀態級別及警報之人機介面(HMI)。HMI可與可涉及設定點之監督控制系統相關聯。監督控制系統可與可涉及一或多個控制元件、水控制閥、蒸汽控制閥、排放螺線管及/或熱量控制閥之微控制器或基於狀態機之電腦相關聯。微控制器或基於狀態機之電腦可與淡化機相關聯。該機器及該控制器可涉及傳感器、腔室溫度、腔室壓力、水流速率、水TDS、水含量等。微控制器及監督控制系統可涉及狀態及警報。 傳感器 系統可具有多個傳感器，包括溫度感測器、壓力感測器、液位傳感器、流量傳感器、電導率探針、離子選擇性電極、比色傳感器、光譜感測器、重量標度、黏度傳感器及化學設備中之其他典型傳感器。系統可具有手動或自動操作之閥門及泵。系統可具有取樣孔口。系統之控制單元可操作泵及閥門、打開或關閉系統中之裝置電源、對操作者發送警報及對操作者提供關於系統狀態之反饋。控制系統亦可自動記錄資料。 以下論述參考圖24來輔助，該圖式係用於水純化之或給水濃縮系統之控制系統及操作模式之實例。用於此及其他實施例之控制系統可適合於當前申請案之特定需要。 在此實例中，當主要電源開關通電時，控制電路確定啟動程序，且隨後連續操作。首先，將電力遞送至攝取泵，其開始將給水以持續流動速率傳送至整個系統。使用者輸入包括「起始」、「暫停/保持」、停止及維持模式，且使用者狀態可經由顯示器、遠程終端或經由網際網路展示操作模式及感測器狀態。感測器輸入包括預熱器溫度、蒸發腔溫度、脫氣器溫度、除霧器溫度、入口給水濁度(總溶解固體)、純化水濁度(總溶解固體)、濃縮物品質(例如總溶解固體)、純化水儲槽水準及滲漏偵測。在啟動下，預熱器處之溫度感測器偵測溫度小於有效脫氣所需，其啟動將所有冷凝腔之輸出物轉移至廢棄物排放口之螺線管閥門。同時，相同溫度感測器啟動能量輸入開關，該能量輸入開關啟動能量輸入達至能量輸入容器中。視正使用哪種熱源而定，輸入開關可打開電線圈之電源、打開燃料供應器、打開蒸汽閥門、點火燃燒器或打開廢熱供應器或此等作用之任何組合等。 當系統達至一定溫度時，預熱器中之感測器達到有效脫氣溫度，此時控制系統啟動關閉冷凝腔之排放且允許純化水收集及最終傳遞之電磁閥。 控制電路包括多個安全特徵，其皆可關閉系統之電源，同時啟動警告燈或可聽信號。位於純化水出口之電導率傳感器連續監測水品質且若此類品質降低超過預定點，則報警或關閉系統。操作狀態可包括水品質警報、水品質誤差及諸如啟動、正常、維持及關閉之操作模式。外部系統控制可藉由來源給水流量或藉由蒸發腔熱實現。類似地，在一個實施例中，能量輸入容器處之溫度感測器防止系統過熱。位於廢棄物排放流之電導率探針量測廢棄物濃縮物之濃度且若此類濃度超過溶質之溶解限度，則關閉系統，從而防止系統內之結晶問題。可研發類似控制系統以與鹽水/溶液濃縮系統一起使用，其中濃縮物輸出物之最終濃度提供主要控制參數中之一者。 階段描述 在一些實施例中，僅需要一個水產生或給水濃縮階段。在其他實施例中，可提供多個沸騰及冷凝階段，因此為多個蒸餾階段提供再循環熱。各階段可包括蒸發腔、除霧器、冷凝腔及多個熱管，所有均與上文所述相同。其他實施例可不具有除霧器。其他實施例可具有單個熱管。其他實施例可在不同階段中具有不同數目之熱管或不同類型之熱管，或不同數目及不同類型之組合。 在另一態樣中，系統包括用於冷卻冷凝腔產物之熱管。 在另一態樣中，純化水經由純化水出口離開冷凝腔。 在另一態樣中，濃縮物經由濃縮物出口離開系統。 在另一態樣中，控制系統使純化水轉移至廢棄物排放口，直至系統達到穩定操作溫度、壓力及純化水或濃縮物品質。 能量輸入容器 為使能量進入系統中，使用能量輸入容器。供應至此容器之能量可呈以下形式：電能、蒸汽、太陽能、來自化學反應之能量、地熱能、熔融鹽、來自燃料(諸如天然氣、石油或其他碳氫化合物燃料)燃燒之能量、其他熱源，包括來自工業、化學物質、發電或商業操作之廢熱。 在另一態樣中，能量輸入容器進一步包括電加熱器、燃料燃燒器及/或轉移來自以下之熱的熱管：電力、蒸汽、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波及/或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器藉由熱管以熱方式連接至蒸發腔。 若干實施例示於圖25中，說明提供能量之各種不同組態。用於蒸餾之能量藉由接近於蒸發腔安置之能量輸入容器40 提供。圖25(a)說明以下事實，本發明之標的係能量不可知的。所提議之用於淡化或給水濃縮之系統可使用任何形式之能量作為能量來源60 ，包括電力、天然氣、油或烴、蒸汽、煙道氣、太陽能、地熱、化學物質及化學反應能、廢熱、熱流體或其他工業熱源。圖25(b)說明最簡單組態，其由油或氣體燃燒器175 組成。熱藉由熱傳導轉移至鄰近蒸發腔中。圖25(c)描述裝備有電源供應器及電阻加熱器390 之電加熱器。熱藉由熱傳導轉移至鄰近蒸發腔中。圖25(d)說明使用由絕緣套管395 包圍且連接至電源400 及隨後將熱轉移至蒸發腔中之熱管25 的電阻加熱器390 電阻加熱。且圖25(e)說明藉由使用熱管25 利用廢熱或其他熱源405 將熱轉移至蒸發腔中。圖25(f)說明蒸汽來源140 連同熱管25 一起用於將熱轉移至蒸發腔中。圖25(g)說明熱流體410 連同熱管25 一起用於將熱轉移至蒸發腔中。 例示性方法 在一些實施例中，本發明係關於純化、淡化及/或濃縮給水之方法。儘管本發明之此部分標記為「例示性方法」且闡述以描述應用整個本文檔中揭示之概念之某些方法，但明確規定此部分中揭示之各種方法及步驟不限制本發明或一或多個方法請求項中可涵蓋之物。本發明之某些實施例之例示性方法可包括以下步驟：提供包括第一濃度之至少一種污染物之入口給水來源；使入口給水傳遞通過能夠使入口給水之溫度升高至高於有效脫氣所需之預熱器；藉由在脫氣器中使入口給水相對於反向氣體流動相對流動來汽提具有基本上所有有機物、揮發物及氣體之入口給水；使水維持於蒸發腔中持續小於一分鐘至90分鐘之間的平均滯留時間，或在允許形成蒸汽之條件下更長；將來自蒸發腔之蒸汽排入除霧器中；在除霧器中自含有污染物之廢棄霧狀物液滴分離清潔蒸汽以使得清潔蒸汽之產率係來自除霧器之廢棄物產率之至少約2倍；使清潔蒸汽冷凝以產生純化水，具有第二濃度之至少一種污染物；及回收來自冷凝腔之熱且轉移至蒸發腔或預熱器中，以使得回收之熱量係冷凝熱之至少20%至95%或更大。 污染物 在一些實施例中，給水含有至少一種選自由以下組成之群的污染物：微生物、放射性核種、鹽及有機物；且其中第二濃度不大於表4中所示之濃度，且其中第一濃度係第二濃度之至少約10倍。表 4 - 用於系統驗證之例示性污染物 1 MCLG = 最大濃度限指導 2 MFL = 百萬纖維數/公升 3 pCi/l= 皮居里/公升 4 大體上無可偵測生物學污染物 在另一態樣中，第一濃度係第二濃度之至少約25倍。 在另一態樣中，第二濃度小於EPA或用於操作系統之工業之其他工業規範容許之量。 在另一態樣中，氣體係選自由以下組成之群：蒸汽、空氣、甲烷、CO2、氬氣、氦氣、煙道氣、天然氣、煙道氣及火炬氣體及其混合物。 自清潔 在一些實施例中，在不需要清潔或維護下自動重複處理步驟至少約一天。在另一態樣中，在不需要清潔或維護下自動重複處理步驟至少一週。在另一態樣中，在不需要清潔或維護下自動重複處理步驟至少一個月。在另一態樣中，在不需要清潔或維護下自動重複處理步驟至少三個月。在另一態樣中，在不需要清潔或維護下自動重複處理步驟至少約一年。在另一態樣中，可一次一個階段或一次多個階段清潔系統，以此方式使得整個水處理系統不一定必須停止運轉以進行維護。 腔室之配置 在一些實施例中，將堆疊配置之蒸發腔、冷凝腔及預熱器封閉於金屬外殼中，其中多孔板分離蒸發腔及冷凝腔。 在另一態樣中，多孔板使熱管、脫氣器、除霧器、濃縮物溢出管道及廢棄物流管道穿過。 在另一態樣中，堆疊配置之蒸發腔、冷凝腔及預熱器由個別階段構成，各階段由以下組成：蒸發腔、具有熱管之多孔板及冷凝腔；或蒸發腔、具有熱管之多孔板及能量輸入容器；或冷凝腔、具有熱管之多孔板及預熱器。 在另一態樣中，配置係豎直、水平或呈豎直與水平之間的角。 結構之材料 在一些實施例中，蒸發腔、預加熱器及熱管之結構之材料由非腐蝕性鈦合金製成。 在另一態樣中，非腐蝕性鈦合金係Ti-CP1合金。 在另一態樣中，蒸發腔、預加熱器及熱管由以下中之一或多者製成：常見鋼、不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金、鈦合金或其他耐腐蝕合金或經非腐蝕性氯氟碳化物或其他非腐蝕性聚合物塗佈之其他金屬或金屬合金。 在真空下操作 在一些實施例中，系統可在非標準環境條件下，諸如階段壓力中之一些或全部在真空下有利地起作用。在小於大氣壓力下，包括生理食鹽水或海水之水的沸點小於100℃。此低溫具有兩個基本作用。首先，在低溫下水垢形成大大減少。其次，溶液之氣化/冷凝熱較大，此意謂對於相同量之蒸汽有更多能量可自冷凝腔轉移至鍋爐。在此類實施例中，明顯亦可影響預熱溫度。倘若蒸發腔溫度較低且冷凝腔溫度較低，則預熱至所需溫度可藉由使水在預熱器中之滯留時間較短來達成，諸如藉由將預熱器配置為體積較小，流動速率相同，或流動速率較高，體積相同。在其他情況下，因為階段溫度較低，所以需要極少或不需要預熱。 與其他裝置之組合 在一些實施例中，用於純化水之系統，其實施例揭示於本文中，可與其他系統及裝置組合以提供其他有益特徵。舉例而言，系統可結合太陽能對準系統及裝置使用。舉例而言，系統可結合以下中所揭示之裝置或方法中之任一者使用：2005年5月2日申請之名稱為SOLAR ALIGNMENT DEVICE之美國臨時專利申請案第60/676870號；2005年7月6日申請之名稱為VISUAL WATER FLOW INDICATOR之美國臨時專利申請案第60/697104號；2005年7月6日申請之名稱為APPARATUS FOR RESTORING THE MINERAL CONTENT OF DRINKING WATER之美國臨時專利申請案第60/697106號；2005年7月6日申請之名稱為IMPROVED CYCLONE DEMISTER之美國臨時專利申請案第60/697107號；2004年12月1日申請之PCT申請案第US2004/039993號；2004年12月1日申請之PCT申請案第US2004/039991號；2006年10月13日申請之PCT申請案第US06/40103號、2006年10月16日申請之PCT申請案第US06/40553號；2007年3月2日申請之PCT申請案第US2007/005270號、2008年3月21日申請之PCT申請案第US2008/003744號、2003年12月2日申請之美國臨時專利申請案第60/526,580號；及2017年2月7日申請之美國臨時專利申請案第62/456,064號；前述申請案各以全文引用的方式併入本文中。 熟習此項技術者將瞭解，此等方法及裝置經調適且可經調適以實現目的，且獲得提及之結果及優勢，以及各種其他優勢及益處。本文所述之方法、程序及裝置目前代表一些實施例，且係例示性的，且不意欲限制本發明之範疇。熟習此項技術者將想到包含於本發明之精神內且由本發明之範疇界定之其中之變化及其他用途。 外部組態 具有真空之系統 在一些實施例中，可能需要在蒸發腔中之一或多者處於使得腔室中不因腔室中給水之蒸發而形成水垢之溫度下運作系統。預防水垢形成之溫度通常低於標準水沸點，亦即212℉ (100℃)。在蒸發腔中達到低溫但仍會沸騰之一種方法為在腔室中產生真空。藉由選擇適當真空度，可控制腔室中之沸騰溫度以保持低於發生水垢形成之溫度。 對於此類系統，在真空下所有階段之頂部鹽水/濃縮物溫度將＜212℉，或小於正處理之特定給水發生水垢形成之溫度。 使用真空之另一益處係在相同頂部鹽水/濃縮物溫度下在系統中允許更多階段。 真空產生可使用真空泵、真空噴射器或冷凝腔或此等組件之組合實施。圖26展示在真空下操作之系統之一個實施例。在此實施例中，在堆疊頂部之蒸發腔20C 產生蒸汽，該蒸汽饋入至蒸汽噴射器415 中。在噴射器中，來自蒸發腔之蒸汽與較高溫度及壓力下之動力蒸汽420 混合，由此產生溫度及壓力足夠高以饋入能量輸入容器40 中之蒸汽425 。此「再壓縮」蒸汽425 與來自另一來源之蒸汽150 組合以為冷凝器腔40 提供足夠能量以驅動系統。蒸汽噴射器415 在蒸發腔20C 中產生真空條件。發生沸騰，但在足夠低以避免水垢形成之溫度下。頂部蒸發腔之低溫導致系統之所有蒸發腔及冷凝腔中均低溫。蒸汽噴射器系統係熱蒸氣壓縮(TVC)系統。 圖27展示與圖28類似之實施例，但其中不用TVC，改用機械蒸氣壓縮(MVC)430 以壓縮蒸汽以供再使用。MVC又在蒸發腔20C 中產生真空，從而在整個系統中產生低溫且防止水垢形成。 在另一態樣中，系統在一或多個容器低於大氣壓力且一或多個容器處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統具有脫氣器。 在另一態樣中，系統不具有脫氣器。 在另一態樣中，系統具有一或多個除霧器。 在另一態樣中，系統不具有除霧器。 在另一態樣中，泵使給水或濃縮物或兩者在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者藉由重力在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者使用階段之間由階段溫度差所產生之壓差在各階段間移動。 在另一態樣中，純化水在各冷凝腔間遞送一或多次。 在另一態樣中，純化水個別地離開各冷凝腔。 在另一態樣中，在一些冷凝腔中純化水在各冷凝腔間遞送，且直接離開其他冷凝腔。 在另一態樣中，給水首先饋入至最低溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，首先將給水饋入至最高溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，將給水個別地饋入至蒸發腔中之一者或所有中。 在另一態樣中，系統包括用於蒸汽再壓縮或蒸汽再加熱或兩者之裝置。 在另一態樣中，蒸汽再壓縮系統係機械蒸氣壓縮(MVC)或熱蒸氣壓縮(TVC)。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱之蒸汽來自最低溫度蒸發腔。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱之蒸汽來自中間溫度蒸發腔中之一或多者。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至最高溫度冷凝腔。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至一或多個中間冷凝腔。 在另一態樣中，系統在蒸發腔與冷凝腔之間包括一或多個蒸汽再壓縮器或再加熱器。 在另一態樣中，系統具有一個產生純化水之冷凝腔。 在另一態樣中，系統具有多個產生純化水將冷凝腔。 在另一態樣中，將來自能量輸入容器之冷凝物回收至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，使來自能量輸入容器之冷凝物與來自其他階段中之一或多者之純化水組合。 在另一態樣中，階段豎直堆疊。 在另一態樣中，階段並列配置。 在另一態樣中，一些階段豎直堆疊且一些並列配置。 在另一態樣中，階段中之一或多者呈水平取向。 在另一態樣中，階段中之一或多者以與水平呈一角度取向。 在另一態樣中，容器中之一或多者呈圓筒、或球體、或立方體或長方體或圓錐實體或棱錐之形狀。 在另一態樣中，使用純化水或濃縮物或兩者預熱給水。 在另一態樣中，系統具有預處理系統。 在另一態樣中，系統不具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有後處理系統。 在另一態樣中，系統不具有後處理系統。 在另一態樣中，將純化水或濃縮物閃蒸且將蒸汽遞送至脫氣器中。 在另一態樣中，系統包括用於純化水或濃縮物或兩者之空氣冷卻、水冷卻或其他化學物質冷卻之冷凝器。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔下方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，一些冷凝腔在其對應蒸發腔下方且一些冷凝腔在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，冷凝腔均不包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，一或多個蒸汽噴射器旋轉。 在另一態樣中，蒸發腔在池沸騰下操作。 在另一態樣中，將給水或濃縮物噴霧於蒸發腔中之一或多者中之熱管上。 在另一態樣中，蒸汽係能量輸入容器之能量之來源。 在另一態樣中，能量輸入容器包括電加熱器、燃料燃燒器或轉移來自以下之熱的熱管：電力、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器與蒸發腔相鄰或鄰近且兩者藉由熱管以熱方式連接。 在另一態樣中，以上能源之組合可一起使用。 在另一態樣中，系統包括僅一個階段。 在另一態樣中，系統包括在中間流體或離開系統之流體或兩者中捕捉能量之熱交換器。 在另一態樣中，一部分離開系統之最終濃縮物與給水循環回系統中，以進一步增加其濃縮。 在另一態樣中，離開蒸發腔之濃縮物中之一些或全部循環回蒸發腔中以有助於減少水垢形成。 在另一態樣中，將一或多個熱管垂直於多孔板安裝。 在另一態樣中，將一或多個熱管以與多孔板呈非九十度角安裝。 在另一態樣中，熱管張開。 在另一態樣中，熱管均安裝於相同高度。 在另一態樣中，熱管安裝於不同高度。 在另一態樣中，熱管具有不同長度。 在另一態樣中，熱管均為相同長度。 在另一態樣中，系統包括不同長度之環狀熱管。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他耐腐蝕合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由習知碳鋼或經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈之其他金屬合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由沈積於容器壁上以防止容器腐蝕之金屬、陶瓷或金屬陶瓷複合物塗層建構。 在另一態樣中，熱板形成系統之壁中之一些或全部。 具有蒸汽再壓縮之系統 在本發明之某些實施例中，蒸汽獲自一階段且其壓力增加以使得其可再注射回先前階段中且又用以驅動系統。或者，來自系統之一些蒸汽可「再加熱」以增加其溫度及壓力且又再注射回先前階段中且又加以使用。進行此類蒸汽「再壓縮」或「再加熱」，因再壓縮蒸汽或再加熱蒸汽比自液體水產生新穎蒸汽花費較少能量即可達到某一溫度及壓力。仍需要增加蒸汽之能量以達到所需溫度及壓力，但氣化能量不一定必須在其頂部進行添加。圖26展示使用熱蒸氣壓縮之此類系統。圖27展示使用機械蒸氣壓縮之此類系統。此等可由如先前所描述產生真空之壓縮系統，或由高於大氣壓力操作之系統之蒸發腔及冷凝腔中之所有一些操作。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力在真空(小於大氣壓力)條件下操作。 在另一態樣中，系統在一或多個容器低於大氣壓力且一或多個容器處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統具有脫氣器。 在另一態樣中，系統不具有脫氣器。 在另一態樣中，系統具有一或多個除霧器。 在另一態樣中，系統不具有除霧器。 在另一態樣中，泵使給水或濃縮物或兩者在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者藉由重力在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者使用階段之間由階段溫度差所產生之壓差在各階段間移動。 在另一態樣中，純化水在各冷凝腔間遞送一或多次。 在另一態樣中，純化水個別地離開各冷凝腔。 在另一態樣中，在一些冷凝腔中純化水在各冷凝腔間遞送，且直接離開其他冷凝腔。 在另一態樣中，給水首先饋入至最低溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，首先將給水饋入至最高溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，將給水個別地饋入至蒸發腔中之一者或所有中。 在另一態樣中，蒸汽再壓縮系統係機械蒸氣壓縮(MVC)或熱蒸氣壓縮(TVC)。 在另一態樣中，用於再壓縮/再加熱之蒸汽來自最低溫度蒸發腔。 在另一態樣中，用於再壓縮/再加熱之蒸汽來自中間溫度蒸發腔中之一或多者。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至最高溫度冷凝腔。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至一或多個中間冷凝腔。 在另一態樣中，系統在蒸發腔與冷凝腔之間包括一或多個蒸汽再壓縮器或再加熱器。 在另一態樣中，系統具有一個產生純化水之冷凝腔。 在另一態樣中，系統具有多個產生純化水將冷凝腔。 在另一態樣中，將來自能量輸入容器之冷凝物回收至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，使來自能量輸入容器之冷凝物與來自其他階段中之一或多者之純化水組合。 在另一態樣中，階段豎直堆疊。 在另一態樣中，階段並列配置。 在另一態樣中，一些階段豎直堆疊且一些並列配置。 在另一態樣中，階段中之一或多者呈水平取向。 在另一態樣中，階段中之一或多者以與水平呈一角度取向。 在另一態樣中，容器中之一或多者呈圓筒、或球體、或立方體或長方體或圓錐實體或棱錐之形狀。 在另一態樣中，使用純化水或濃縮物或兩者預熱給水。 在另一態樣中，系統不具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有後處理系統。 在另一態樣中，系統不具有後處理系統。 在另一態樣中，將純化水或濃縮物閃蒸且將蒸汽遞送至脫氣器中。 在另一態樣中，系統包括用於純化水或濃縮物或兩者之空氣冷卻、水冷卻或其他化學物質冷卻之冷凝器。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔下方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，一些冷凝腔在其對應蒸發腔下方且一些冷凝腔在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，冷凝腔均不包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，一或多個蒸汽噴射器旋轉。 在另一態樣中，蒸發腔在池沸騰下操作。 在另一態樣中，將給水或濃縮物噴霧於一或多個蒸發腔中之熱管上。 在另一態樣中，蒸汽係能量輸入容器之能量之來源。 在另一態樣中，能量輸入容器包括電加熱器、燃料燃燒器或轉移來自以下之熱的熱管：電力、蒸汽、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器與蒸發腔相鄰或鄰近且兩者藉由熱管以熱方式連接。 在另一態樣中，以上能源之組合可一起使用。 在另一態樣中，系統包括僅一個階段。 在另一態樣中，系統包括在中間流體或離開系統之流體或兩者中捕捉能量之熱交換器。 在另一態樣中，一部分離開系統之最終濃縮物與給水循環回系統中，以進一步增加其濃縮。 在另一態樣中，離開蒸發腔之濃縮物中之一些或全部循環回蒸發腔中以有助於減少水垢形成。 在另一態樣中，將一或多個熱管垂直於多孔板安裝。 在另一態樣中，將一或多個熱管以與多孔板呈非九十度角安裝。 在另一態樣中，熱管張開。 在另一態樣中，熱管均安裝於相同高度。 在另一態樣中，熱管安裝於不同高度。 在另一態樣中，熱管具有不同長度。 在另一態樣中，熱管均為相同長度。 在另一態樣中，系統包括不同長度之環狀熱管。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金建構。 在另一態樣中，所有系統中之一些由不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他耐腐蝕合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由習知碳鋼或經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈之其他金屬合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由沈積於容器壁上以防止容器腐蝕之金屬、陶瓷或金屬陶瓷複合物塗層建構。 在另一態樣中，熱板形成系統之壁中之一些或全部。 具有單個水產生冷凝腔之系統系統之一個實施例包括單個純化水產生冷凝腔。在此組態中，可使系統之資金成本降至最低。亦使頂部鹽水/濃縮物/溶液溫度降至最低。圖28展示使用蒸汽產生器140 以經由能量輸入容器40 驅動系統之一個此類實施例。使給水45 饋入預熱器10 中。接著將經預熱給水80 饋入蒸發腔20 中。冷凝腔35 產生純化水。將來自能量輸入容器40 之冷凝物435 饋回至蒸汽產生器140 中，以節省水及能量。在此實施例中，將熱管或其他相變熱傳遞裝置用所有階段及能量輸入容器中。 亦可設計單階段給水濃縮器。在此類系統中，給水將直接遞送至能量輸入容器之蒸發腔中。不產生純化水。然而，當蒸發腔使用來自能量輸入容器之能量使給水沸騰時將產生濃縮物。此能量將使用熱管或其他相變熱傳遞裝置轉移至蒸發器中。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力在真空(小於大氣壓力)條件下操作。 在另一態樣中，系統在一或多個容器低於大氣壓力且一或多個容器處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統具有脫氣器。 在另一態樣中，系統不具有脫氣器。 在另一態樣中，系統具有一或多個除霧器。 在另一態樣中，系統不具有除霧器。 在另一態樣中，泵使給水或濃縮物或兩者移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者藉由重力移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者使用階段與環境氣氛之間由其溫度差所產生之壓差而移動。 在另一態樣中，系統包括用於蒸汽再壓縮或蒸汽再加熱或兩者之裝置。 在另一態樣中，蒸汽再壓縮系統係機械蒸氣壓縮(MVC)或熱蒸氣壓縮(TVC)。 在另一態樣中，將來自能量輸入容器之冷凝物回收至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，使來自能量輸入容器之冷凝物與來自產生水之冷凝腔之純化水組合。 在另一態樣中，階段豎直堆疊。 在另一態樣中，階段並列配置。 在另一態樣中，階段中之一或多者呈水平取向。 在另一態樣中，階段中之一或多者以與水平呈一角度取向。 在另一態樣中，容器中之一或多者呈圓筒、或球體、或立方體或長方體或圓錐實體或棱錐之形狀。 在另一態樣中，使用純化水或濃縮物或兩者預熱給水。 在另一態樣中，系統不具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有後處理系統。 在另一態樣中，系統不具有後處理系統。 在另一態樣中，將純化水或濃縮物閃蒸且將蒸汽遞送至脫氣器中。 在另一態樣中，系統包括用於純化水或濃縮物或兩者之空氣冷卻、水冷卻或其他化學物質冷卻之冷凝器。 在另一態樣中，冷凝器在對應蒸發腔下方。 在另一態樣中，冷凝器在對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，一些冷凝腔在其對應蒸發腔下方且一些冷凝腔在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，冷凝器包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，冷凝器不包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，一或多個蒸汽噴射器旋轉。 在另一態樣中，蒸發腔在池沸騰下操作。 在另一態樣中，將給水或濃縮物噴霧於蒸發腔中之熱管上。 在另一態樣中，蒸汽係能量輸入容器之能量之來源。 在另一態樣中，能量輸入容器包括電加熱器、燃料燃燒器或轉移來自以下之熱的熱管：電力、蒸汽、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器與蒸發腔相鄰或鄰近且兩者藉由熱管以熱方式連接。 在另一態樣中，以上能源之組合可一起使用。 在另一態樣中，系統包括僅一個階段。 在另一態樣中，系統包括在中間流體或離開系統之流體或兩者中捕捉能量之熱交換器。 在另一態樣中，一部分離開系統之最終濃縮物與給水循環回系統中，以進一步增加其濃縮。 在另一態樣中，離開蒸發腔之濃縮物中之一些或全部循環回蒸發腔中以有助於減少水垢形成。 在另一態樣中，將一或多個熱管垂直於多孔板安裝。 在另一態樣中，將一或多個熱管以與多孔板呈非九十度角安裝。 在另一態樣中，熱管張開。 在另一態樣中，熱管均安裝於相同高度。 在另一態樣中，熱管安裝於不同高度。 在另一態樣中，熱管具有不同長度。 在另一態樣中，熱管均為相同長度。 在另一態樣中，系統包括不同長度之環狀熱管。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金建構。 在另一態樣中，所有系統中之一些由不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他耐腐蝕合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由習知碳鋼或經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈之其他金屬合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由沈積於容器壁上以防止容器腐蝕之金屬、陶瓷或金屬陶瓷複合物塗層建構。 在另一態樣中，熱板形成系統之壁中之一些或全部。 蒸氣壓縮蒸發器中之熱管系統之一個實施例包括蒸氣壓縮蒸發器之變化，其中熱傳遞使用熱管而非標準物下降或升高膜及管道實現。此系統具有蒸汽再壓縮之單階段，且通常包括濃縮物再循環。圖29展示諸如系統。將給水45 饋入蒸發腔20 中，在其中產生蒸汽。在穿過除霧器之後，將清潔蒸汽50 遞送至機械蒸氣壓縮機430 中，其中其溫度及壓力升高。此再壓縮蒸汽與來自蒸汽產生器140 或來自另一蒸汽來源之蒸汽150 組合。純化水在冷凝器35 中冷凝且離開系統。濃縮物55 離開蒸發腔。可回收一些濃縮物以加入給水，以使得系統產生更濃最終濃縮物55 能夠。 在另一態樣中，系統在容器壓力處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統在容器壓力在真空(小於大氣壓力)條件下操作。 在另一態樣中，系統在一或多個容器低於大氣壓力且一或多個容器處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統具有脫氣器。 在另一態樣中，系統不具有脫氣器。 在另一態樣中，系統具有一或多個除霧器。 在另一態樣中，系統不具有除霧器。 在另一態樣中，泵使給水或濃縮物或兩者移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者藉由重力移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者使用容器之間由容器溫差所產生的壓差移動。 在另一態樣中，系統包括用於蒸汽再壓縮或蒸汽再加熱或兩者之裝置。 在另一態樣中，蒸汽再壓縮系統係機械蒸氣壓縮(MVC)或熱蒸氣壓縮(TVC)。 在另一態樣中，將來自能量輸入容器之冷凝物回收至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，系統呈水平取向。 在另一態樣中，系統以與水平呈一角度取向。 在另一態樣中，容器中之一或多者呈圓筒、或球體、或立方體或長方體或圓錐實體或棱錐之形狀。 在另一態樣中，使用純化水或濃縮物或兩者預熱給水。 在另一態樣中，系統不具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有後處理系統。 在另一態樣中，系統不具有後處理系統。 在另一態樣中，將純化水或濃縮物閃蒸且將蒸汽遞送至脫氣器中。 在另一態樣中，系統包括用於純化水或濃縮物或兩者之空氣冷卻、水冷卻或其他化學物質冷卻之冷凝器。 在另一態樣中，冷凝器在其對應蒸發腔下方。 在另一態樣中，冷凝器在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，冷凝器包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，冷凝器不包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，一或多個蒸汽噴射器旋轉。 在另一態樣中，蒸發腔在池沸騰下操作。 在另一態樣中，將給水或濃縮物噴霧於蒸發腔中之熱管上。 在另一態樣中，蒸汽係能量輸入容器之能量之來源。 在另一態樣中，能量輸入容器包括電加熱器、燃料燃燒器或轉移來自以下之熱的熱管：電力、蒸汽、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器與蒸發腔相鄰或鄰近且兩者藉由熱管以熱方式連接。 在另一態樣中，以上能源之組合可一起使用。 在另一態樣中，系統包括僅一個階段。 在另一態樣中，系統包括在中間流體或離開系統之流體或兩者中捕捉能量之熱交換器。 在另一態樣中，一部分離開系統之最終濃縮物與給水循環回系統中，以進一步增加其濃縮。 在另一態樣中，將一或多個熱管垂直於多孔板安裝。 在另一態樣中，將一或多個熱管以與多孔板呈非九十度角安裝。 在另一態樣中，熱管張開。 在另一態樣中，熱管均安裝於相同高度。 在另一態樣中，熱管安裝於不同高度。 在另一態樣中，熱管具有不同長度。 在另一態樣中，熱管均為相同長度。 在另一態樣中，系統包括不同長度之環狀熱管。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金建構。 在另一態樣中，所有系統中之一些由不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他耐腐蝕合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由習知碳鋼或經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈之其他金屬合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由沈積於容器壁上以防止容器腐蝕之金屬、陶瓷或金屬陶瓷複合物塗層建構。 在另一態樣中，熱板形成系統之壁中之一些或全部。 在另一態樣中，給水可「經接種」以產生水垢，其上附著在蒸發過程期間形成之額外水垢。 水平組態之系統 圖30展示階段以水平位置配置有熱管25 (或其他熱傳遞裝置)、蒸發腔及冷凝腔之實施例。將給水45 引入至預熱器中，噴霧於熱管上且以經預熱給水80 及中間濃縮物70 在各蒸發腔間傳遞。自各階段之冷凝器移除純化水65 且自最終蒸發腔移除最終濃縮物55 。蒸汽產生器140 以蒸汽150 形式為系統供應能量。來自能量輸入容器之冷凝物返回至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力在真空(小於大氣壓力)條件下操作。 在另一態樣中，系統在一或多個容器低於大氣壓力且一或多個容器處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統具有脫氣器。 在另一態樣中，系統不具有脫氣器。 在另一態樣中，系統具有一或多個除霧器。 在另一態樣中，系統不具有除霧器。 在另一態樣中，泵使給水或濃縮物或兩者在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者藉由重力在各蒸發腔間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者使用蒸發腔之間由蒸發腔溫度差所產生的壓差在各蒸發腔間移動。 在另一態樣中，純化水在各冷凝腔間遞送一或多次。 在另一態樣中，純化水個別地離開各冷凝腔。 在另一態樣中，在一些冷凝腔中純化水在各冷凝腔間遞送，且直接離開其他冷凝腔。 在另一態樣中，給水首先饋入至最低溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，首先將給水饋入至最高溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，將給水個別地饋入至蒸發腔中之一者或所有中。 在另一態樣中，系統包括用於蒸汽再壓縮或蒸汽再加熱或兩者之裝置。 在另一態樣中，蒸汽再壓縮系統係機械蒸氣壓縮(MVC)或熱蒸氣壓縮(TVC)。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自最低溫度蒸發腔。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自中間溫度蒸發腔中之一或多者。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至最高溫度冷凝腔。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至一或多個中間冷凝腔。 在另一態樣中，系統在蒸發腔與冷凝腔之間包括一或多個蒸汽再壓縮器或再加熱器。 在另一態樣中，系統具有一個產生純化水之冷凝腔。 在另一態樣中，系統具有多個產生純化水將冷凝腔。 在另一態樣中，將來自能量輸入容器之冷凝物回收至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，使來自能量輸入容器之冷凝物與來自其他階段中之一或多者之純化水組合。 在另一態樣中，階段豎直堆疊。 在另一態樣中，階段並列配置。 在另一態樣中，一些階段豎直堆疊且一些並列配置。 在另一態樣中，階段中之一或多者以與水平呈一角度取向。 在另一態樣中，容器中之一或多者呈圓筒、或球體、或立方體或長方體或圓錐實體或棱錐之形狀。 在另一態樣中，使用純化水或濃縮物或兩者預熱給水。 在另一態樣中，系統不具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有後處理系統。 在另一態樣中，系統不具有後處理系統。 在另一態樣中，將純化水或濃縮物閃蒸且將蒸汽遞送至脫氣器中。 在另一態樣中，系統包括用於純化水或濃縮物或兩者之空氣冷卻、水冷卻或其他化學物質冷卻之冷凝器。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔下方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，一些冷凝腔在其對應蒸發腔下方且一些冷凝腔在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，冷凝腔均不包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，一或多個蒸汽噴射器旋轉。 在另一態樣中，蒸發腔在池沸騰下操作。 在另一態樣中，將給水或濃縮物噴霧於一或多個蒸發腔中之熱管上。 在另一態樣中，蒸汽係能量輸入容器之能量之來源。 在另一態樣中，能量輸入容器包括電加熱器、燃料燃燒器或轉移來自以下之熱的熱管：電力、蒸汽、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器與蒸發腔相鄰或鄰近且兩者藉由熱管以熱方式連接。 在另一態樣中，以上能源之組合可一起使用。 在另一態樣中，系統包括僅一個階段。 在另一態樣中，系統包括在中間流體或離開系統之流體或兩者中捕捉能量之熱交換器。 在另一態樣中，一部分離開系統之最終濃縮物與給水循環回系統中，以進一步增加其濃縮。 在另一態樣中，離開蒸發腔之濃縮物中之一些或全部循環回蒸發腔中以有助於減少水垢形成。 在另一態樣中，將一或多個熱管垂直於多孔板安裝。 在另一態樣中，將一或多個熱管以與多孔板呈非九十度角安裝。 在另一態樣中，熱管張開。 在另一態樣中，熱管均以熱管末端距多孔板相同的距離安裝。 在另一態樣中，將熱管以熱管末端距多孔板不同的距離安裝。 在另一態樣中，熱管具有不同長度。 在另一態樣中，熱管均為相同長度。 在另一態樣中，系統包括不同長度之環狀熱管。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金建構。 在另一態樣中，所有系統中之一些由不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他耐腐蝕合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由習知碳鋼或經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈之其他金屬合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由沈積於容器壁上以防止容器腐蝕之金屬、陶瓷或金屬陶瓷複合物塗層建構。 在另一態樣中，熱板形成系統之壁中之一些或全部。 內部組態 具有水噴霧/膜沸騰之系統 給水或中間濃縮物可噴霧於熱管、熱虹吸管、環狀熱管等上，而非使彼等元件靜置於給水或中間濃縮物池中。在此等實施例中，給水或中間濃縮物之噴霧導引於蒸發腔中之熱管上，以產生膜沸騰或蒸發條件。 圖31(a)展示經由噴霧器345 將蒸發腔20 內之中間濃縮物70 之噴霧水平導引於熱管25 上之實施例。圖31(b)展示使用「噴頭」類型之撒佈機345 將給水或中間濃縮物70 噴霧於熱管25 陣列上之實施例。圖31(c)展示具有水平配置之蒸發腔及冷凝器之相似組態。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力在真空(小於大氣壓力)條件下操作。 在另一態樣中，系統在一或多個容器低於大氣壓力且一或多個容器處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統具有脫氣器。 在另一態樣中，系統不具有脫氣器。 在另一態樣中，系統具有一或多個除霧器。 在另一態樣中，系統不具有除霧器。 在另一態樣中，泵使給水或濃縮物或兩者在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者藉由重力在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者使用階段之間由階段溫度差所產生之壓差在各階段間移動。 在另一態樣中，純化水在各冷凝腔間遞送一或多次。 在另一態樣中，純化水個別地離開各冷凝腔。 在另一態樣中，在一些冷凝腔中純化水在各冷凝腔間遞送，且直接離開其他冷凝腔。 在另一態樣中，給水首先饋入至最低溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，首先將給水饋入至最高溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，將給水個別地饋入至蒸發腔中之一者或所有中。 在另一態樣中，系統包括用於蒸汽再壓縮或蒸汽再加熱或兩者之裝置。 在另一態樣中，蒸汽再壓縮系統係機械蒸氣壓縮(MVC)或熱蒸氣壓縮(TVC)。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自最低溫度蒸發腔。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自中間溫度蒸發腔中之一或多者。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至最高溫度冷凝腔。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至一或多個中間冷凝腔。 在另一態樣中，系統在蒸發腔與冷凝腔之間包括一或多個蒸汽再壓縮器或再加熱器。 在另一態樣中，系統具有一個產生純化水之冷凝腔。 在另一態樣中，系統具有多個產生純化水將冷凝腔。 在另一態樣中，將來自能量輸入容器之冷凝物回收至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，使來自能量輸入容器之冷凝物與來自冷凝腔中之一或多者之純化水組合。 在另一態樣中，階段豎直堆疊。 在另一態樣中，階段並列配置。 在另一態樣中，一些階段豎直堆疊且一些並列配置。 在另一態樣中，階段中之一或多者呈水平取向。 在另一態樣中，階段中之一或多者以與水平呈一角度取向。 在另一態樣中，容器中之一或多者呈圓筒、或球體、或立方體或長方體或圓錐實體或棱錐之形狀。 在另一態樣中，使用純化水或濃縮物或兩者預熱給水。 在另一態樣中，系統不具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有後處理系統。 在另一態樣中，系統不具有後處理系統。 在另一態樣中，將純化水或濃縮物閃蒸且將蒸汽遞送至脫氣器中。 在另一態樣中，系統包括用於純化水或濃縮物或兩者之空氣冷卻、水冷卻或其他化學物質冷卻之冷凝器。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔下方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，一些冷凝腔在其對應蒸發腔下方且一些冷凝腔在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，冷凝腔均不包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，一或多個蒸汽噴射器旋轉。 在另一態樣中，蒸發腔在池沸騰下操作。 在另一態樣中，將給水或濃縮物噴霧於一或多個蒸發腔中之熱管上。 在另一態樣中，蒸汽係能量輸入容器之能量之來源。 在另一態樣中，能量輸入容器包括電加熱器、燃料燃燒器或轉移來自以下之熱的熱管：電力、蒸汽、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器與蒸發腔相鄰或鄰近且兩者藉由熱管以熱方式連接。 在另一態樣中，以上能源之組合可一起使用。 在另一態樣中，系統包括僅一個階段。 在另一態樣中，系統包括在中間流體或離開系統之流體或兩者中捕捉能量之熱交換器。 在另一態樣中，一部分離開系統之最終濃縮物與給水循環回系統中，以進一步增加其濃縮。 在另一態樣中，離開蒸發腔之濃縮物中之一些或全部循環回蒸發腔中以有助於減少水垢形成。 在另一態樣中，將一或多個熱管垂直於多孔板安裝。 在另一態樣中，將一或多個熱管以與多孔板呈非九十度角安裝。 在另一態樣中，熱管張開。 在另一態樣中，熱管均安裝於相同高度。 在另一態樣中，熱管安裝於不同高度。 在另一態樣中，熱管具有不同長度。 在另一態樣中，熱管均為相同長度。 在另一態樣中，系統包括不同長度之環狀熱管。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金建構。 在另一態樣中，所有系統中之一些由不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他耐腐蝕合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由習知碳鋼或經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈之其他金屬合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由沈積於容器壁上以防止容器腐蝕之金屬、陶瓷或金屬陶瓷複合物塗層建構。 在另一態樣中，熱板形成系統之壁中之一些或全部。 具有環狀熱管之系統 圖32(a)展示配置環狀熱管640 之本發明之一實施例，每階段一個，在階段冷凝腔35 與階段蒸發腔20 之間運作。 圖32(b)展示本發明之第二實施例，環狀熱管不僅由冷凝腔35 至其對應蒸發腔20 ，且亦由冷凝腔35 至先前蒸發腔20 中之一者運作以在所有階段更類似地產生水。注意：此等實施例係例示性的且不意欲限制本發明之精神。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力在真空(小於大氣壓力)條件下操作。 在另一態樣中，系統在一或多個容器低於大氣壓力且一或多個容器處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統具有脫氣器。 在另一態樣中，系統不具有脫氣器。 在另一態樣中，系統具有一或多個除霧器。 在另一態樣中，系統不具有除霧器。 在另一態樣中，泵使給水或濃縮物或兩者在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者藉由重力在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者使用蒸發腔之間由蒸發腔溫度差所產生的壓差在各蒸發腔間移動。 在另一態樣中，純化水在各冷凝腔間遞送一或多次。 在另一態樣中，純化水個別地離開各冷凝腔。 在另一態樣中，在一些冷凝腔中純化水在各冷凝腔間遞送，且直接離開其他冷凝腔。 在另一態樣中，給水首先饋入至最低溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，首先將給水饋入至最高溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，將給水個別地饋入至蒸發腔中之一者或所有中。 在另一態樣中，系統包括用於蒸汽再壓縮或蒸汽再加熱或兩者之裝置。 在另一態樣中，蒸汽再壓縮系統係機械蒸氣壓縮(MVC)或熱蒸氣壓縮(TVC)。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自最低溫度蒸發腔。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自中間溫度蒸發腔中之一或多者。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至最高溫度冷凝腔。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至一或多個中間冷凝腔。 在另一態樣中，系統在蒸發腔與冷凝腔之間包括一或多個蒸汽再壓縮器或再加熱器。 在另一態樣中，系統具有一個產生純化水之冷凝腔。 在另一態樣中，系統具有多個產生純化水將冷凝腔。 在另一態樣中，將來自能量輸入容器之冷凝物回收至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，使來自能量輸入容器之冷凝物與來自其他階段中之一或多者之純化水組合。 在另一態樣中，階段豎直堆疊。 在另一態樣中，階段並列配置。 在另一態樣中，一些階段豎直堆疊且一些並列配置。 在另一態樣中，階段中之一或多者呈水平取向。 在另一態樣中，階段中之一或多者以與水平呈一角度取向。 在另一態樣中，容器中之一或多者呈圓筒、或球體、或立方體或長方體或圓錐實體或棱錐之形狀。 在另一態樣中，使用純化水或濃縮物或兩者預熱給水。 在另一態樣中，系統不具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有後處理系統。 在另一態樣中，系統不具有後處理系統。 在另一態樣中，將純化水或濃縮物閃蒸且將蒸汽遞送至脫氣器中。 在另一態樣中，系統包括用於純化水或濃縮物或兩者之空氣冷卻、水冷卻或其他化學物質冷卻之冷凝器。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔下方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，一些冷凝腔在其對應蒸發腔下方且一些冷凝腔在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，冷凝腔均不包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，一或多個蒸汽噴射器旋轉。 在另一態樣中，蒸發腔在池沸騰下操作。 在另一態樣中，將給水或濃縮物噴霧於一或多個蒸發腔中之熱管上。 在另一態樣中，蒸汽係能量輸入容器之能量之來源。 在另一態樣中，能量輸入容器包括電加熱器、燃料燃燒器或轉移來自以下之熱的熱管：電力、蒸汽、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器與蒸發腔相鄰或鄰近且兩者藉由熱管以熱方式連接。 在另一態樣中，以上能源之組合可一起使用。 在另一態樣中，系統包括僅一個容器。 在另一態樣中，系統包括在中間流體或離開系統之流體或兩者中捕捉能量之熱交換器。 在另一態樣中，一部分離開系統之最終濃縮物與給水循環回系統中，以進一步增加其濃縮。 在另一態樣中，離開蒸發腔之濃縮物中之一些或全部循環回蒸發腔中以有助於減少水垢形成。 在另一態樣中，將一或多個熱管垂直於多孔板安裝。 在另一態樣中，將一或多個熱管以與多孔板呈非九十度角安裝。 在另一態樣中，熱管張開。 在另一態樣中，系統包括不同長度之環狀熱管。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金建構。 在另一態樣中，所有系統中之一些由不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他耐腐蝕合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由習知碳鋼或經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈之其他金屬合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由沈積於容器壁上以防止容器腐蝕之金屬、陶瓷或金屬陶瓷複合物塗層建構。 在另一態樣中，熱板形成系統之壁中之一些或全部。 具有成角度之熱管之系統 在一些實施例中，一些形式之熱管當其呈略偏離豎直之角度時更有效地發揮作用。圖33(a)展示本發明之一個此類實施例。在此實施例中，熱管25 藉由以角度ϴ440 傾斜整個階段(蒸發腔20 及冷凝器35 )以偏離豎直之角度配置。在另一實施例中，階段中之熱管以偏離豎直之角度安裝。在另一實施例中，圖33(b)，在蒸發腔20 或預熱器中熱管形成為張開配置。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力在真空(小於大氣壓力)條件下操作。 在另一態樣中，系統在一或多個容器低於大氣壓力且一或多個容器處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統具有脫氣器。 在另一態樣中，系統不具有脫氣器。 在另一態樣中，系統具有一或多個除霧器。 在另一態樣中，系統不具有除霧器。 在另一態樣中，泵使給水或濃縮物或兩者在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者藉由重力在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者使用階段之間由階段溫度差所產生之壓差在各階段間移動。 在另一態樣中，純化水在各冷凝腔間遞送一或多次。 在另一態樣中，純化水個別地離開各冷凝腔。 在另一態樣中，在一些冷凝腔中純化水在各冷凝腔間遞送，且直接離開其他冷凝腔。 在另一態樣中，給水首先饋入至最低溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，首先將給水饋入至最高溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，將給水個別饋入至一個或所有階段中。 在另一態樣中，系統包括用於蒸汽再壓縮或蒸汽再加熱或兩者之裝置。 在另一態樣中，蒸汽再壓縮系統係機械蒸氣壓縮(MVC)或熱蒸氣壓縮(TVC)。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自最低溫度蒸發腔。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自中間溫度階段中之一或多者。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至最高溫度冷凝腔。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至一或多個中間冷凝腔。 在另一態樣中，系統在蒸發腔與冷凝腔之間包括一或多個蒸汽再壓縮器或再加熱器。 在另一態樣中，系統具有一個產生純化水之冷凝腔。 在另一態樣中，系統具有多個產生純化水將冷凝腔。 在另一態樣中，將來自能量輸入容器之冷凝物回收至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，使來自能量輸入容器之冷凝物與來自其他階段中之一或多者之純化水組合。 在另一態樣中，階段豎直堆疊。 在另一態樣中，階段並列配置。 在另一態樣中，一些階段豎直堆疊且一些並列配置。 在另一態樣中，階段中之一或多者呈水平取向。 在另一態樣中，階段中之一或多者以與水平呈一角度取向。 在另一態樣中，容器中之一或多者呈圓筒、或球體、或立方體或長方體或圓錐實體或棱錐之形狀。 在另一態樣中，使用純化水或濃縮物或兩者預熱給水。 在另一態樣中，系統不具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有後處理系統。 在另一態樣中，系統不具有後處理系統。 在另一態樣中，將純化水或濃縮物閃蒸且將蒸汽遞送至脫氣器中。 在另一態樣中，系統包括用於純化水或濃縮物或兩者之空氣冷卻、水冷卻或其他化學物質冷卻之冷凝器。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔下方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，一些冷凝腔在其對應蒸發腔下方且一些冷凝腔在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，冷凝腔均不包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，一或多個蒸汽噴射器旋轉。 在另一態樣中，蒸發腔在池沸騰下操作。 在另一態樣中，將給水或濃縮物噴霧於一或多個蒸發腔中之熱管上。 在另一態樣中，蒸汽係能量輸入容器之能量之來源。 在另一態樣中，能量輸入容器包括電加熱器、燃料燃燒器或轉移來自以下之熱的熱管：電力、蒸汽、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器與蒸發腔相鄰或鄰近且兩者藉由熱管以熱方式連接。 在另一態樣中，以上能源之組合可一起使用。 在另一態樣中，系統包括僅一個階段。 在另一態樣中，系統包括在中間流體或離開系統之流體或兩者中捕捉能量之熱交換器。 在另一態樣中，一部分離開系統之最終濃縮物與給水循環回系統中，以進一步增加其濃縮。 在另一態樣中，離開蒸發腔之濃縮物中之一些或全部循環回蒸發腔中以有助於減少水垢形成。 在另一態樣中，將一或多個熱管垂直於多孔板安裝。 在另一態樣中，將一或多個熱管以與多孔板呈非九十度角安裝。 在另一態樣中，熱管張開。 在另一態樣中，熱管均安裝於相同高度。 在另一態樣中，熱管安裝於不同高度。 在另一態樣中，熱管具有不同長度。 在另一態樣中，熱管均為相同長度。 在另一態樣中，系統包括不同長度之環狀熱管。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金建構。 在另一態樣中，所有系統中之一些由不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他耐腐蝕合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由習知碳鋼或經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈之其他金屬合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由沈積於容器壁上以防止容器腐蝕之金屬、陶瓷或金屬陶瓷複合物塗層建構。 在另一態樣中，熱板形成系統之壁中之一些或全部。 具有不同高度之熱管之系統 在系統之一些實施例中，熱管可經配置以使得其處於蒸發腔中之不同高度，其中中心熱管較高或較低，或呈一些無規配置，或呈有序配置(例如交替列)。圖34(a)展示在蒸發腔20 中以中心之熱管高於進一步遠離之熱管安裝的熱管25 。在此組態中，來自蒸汽噴射器之蒸汽噴霧295 可更容易達到冷凝器35 中外部列之熱管。圖34(b)展示具有呈中心熱管低於進一步遠離之熱管的熱管25 之組態。在蒸發腔35 之中心的熱管較低之情況下，腔室中心部分中形成之氣泡可更容易浮動至頂部而不會使相鄰熱管變乾。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力在真空(小於大氣壓力)條件下操作。 在另一態樣中，系統在一或多個容器低於大氣壓力且一或多個容器處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統具有脫氣器。 在另一態樣中，系統不具有脫氣器。 在另一態樣中，系統具有一或多個除霧器。 在另一態樣中，系統不具有除霧器。 在另一態樣中，泵使給水或濃縮物或兩者在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者藉由重力在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者使用階段之間由階段溫度差所產生之壓差在各階段間移動。 在另一態樣中，純化水在各冷凝腔間遞送一或多次。 在另一態樣中，純化水個別地離開各冷凝腔。 在另一態樣中，在一些冷凝腔中純化水在各冷凝腔間遞送，且直接離開其他冷凝腔。 在另一態樣中，給水首先饋入至最低溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，首先將給水饋入至最高溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，將給水個別地饋入至蒸發腔中之一者或所有中。 在另一態樣中，系統包括用於蒸汽再壓縮或蒸汽再加熱或兩者之裝置。 在另一態樣中，蒸汽再壓縮系統係機械蒸氣壓縮(MVC)或熱蒸氣壓縮(TVC)。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自最低溫度蒸發腔。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自中間溫度蒸發腔中之一或多者。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至最高溫度冷凝腔。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至一或多個中間冷凝腔。 在另一態樣中，系統在蒸發腔與冷凝腔之間包括一或多個蒸汽再壓縮器或再加熱器。 在另一態樣中，系統具有一個產生純化水之冷凝腔。 在另一態樣中，系統具有多個產生純化水將冷凝腔。 在另一態樣中，將來自能量輸入容器之冷凝物回收至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，使來自能量輸入容器之冷凝物與來自其他階段中之一或多者之純化水組合。 在另一態樣中，階段豎直堆疊。 在另一態樣中，階段並列配置。 在另一態樣中，一些階段豎直堆疊且一些並列配置。 在另一態樣中，階段中之一或多者呈水平取向。 在另一態樣中，階段中之一或多者以與水平呈一角度取向。 在另一態樣中，容器中之一或多者呈圓筒、或球體、或立方體或長方體或圓錐實體或棱錐之形狀。 在另一態樣中，使用純化水或濃縮物或兩者預熱給水。 在另一態樣中，系統不具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有後處理系統。 在另一態樣中，系統不具有後處理系統。 在另一態樣中，將純化水或濃縮物閃蒸且將蒸汽遞送至脫氣器中。 在另一態樣中，系統包括用於純化水或濃縮物或兩者之空氣冷卻、水冷卻或其他化學物質冷卻之冷凝器。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔下方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，一些冷凝腔在其對應蒸發腔下方且一些冷凝腔在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，冷凝腔均不包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，一或多個蒸汽噴射器旋轉。 在另一態樣中，蒸發腔在池沸騰下操作。 在另一態樣中，將給水或濃縮物噴霧於一或多個蒸發腔中之熱管上。 在另一態樣中，蒸汽係能量輸入容器之能量之來源。 在另一態樣中，能量輸入容器包括電加熱器、燃料燃燒器或轉移來自以下之熱的熱管：電力、蒸汽、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器與蒸發腔相鄰或鄰近且兩者藉由熱管以熱方式連接。 在另一態樣中，以上能源之組合可一起使用。 在另一態樣中，系統包括僅一個階段。 在另一態樣中，系統包括在中間流體或離開系統之流體或兩者中捕捉能量之熱交換器。 在另一態樣中，一部分離開系統之最終濃縮物與給水循環回系統中，以進一步增加其濃縮。 在另一態樣中，離開蒸發腔之濃縮物中之一些或全部循環回蒸發腔中以有助於減少水垢形成。 在另一態樣中，將一或多個熱管垂直於多孔板安裝。 在另一態樣中，將一或多個熱管以與多孔板呈非九十度角安裝。 在另一態樣中，熱管張開。 在另一態樣中，熱管具有不同長度。 在另一態樣中，熱管均為相同長度。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金建構。 在另一態樣中，所有系統中之一些由不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他耐腐蝕合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由習知碳鋼或經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈之其他金屬合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由沈積於容器壁上以防止容器腐蝕之金屬、陶瓷或金屬陶瓷複合物塗層建構。 在另一態樣中，熱板形成系統之壁中之一些或全部。 具有替代性蒸汽注射器之系統 在系統之一些實施例中，蒸汽噴射器(injector/jet)引導蒸汽朝向在冷凝腔中之熱管，以提高蒸汽與熱管之間的熱傳遞。 在一個實施例中(參見圖35)，噴射器180 位於冷凝器20 之頂部且引導蒸汽噴霧295 跨越且沿熱管25 向下以有助於使冷凝物液滴離開管，使更多表面可用於熱傳遞。在其他實施例中，可存在多個蒸汽噴射器以有助於蒸汽分佈在整個冷凝器中。在其他實施例中，噴射器可存在多個出口以將蒸汽跨越熱管撒佈。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力在真空(小於大氣壓力)條件下操作。 在另一態樣中，系統在一或多個容器低於大氣壓力且一或多個容器處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統具有脫氣器。 在另一態樣中，系統不具有脫氣器。 在另一態樣中，系統具有一或多個除霧器。 在另一態樣中，系統不具有除霧器。 在另一態樣中，泵使給水或濃縮物或兩者在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者藉由重力在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者使用階段之間由階段溫度差所產生之壓差在各階段間移動。 在另一態樣中，純化水由冷凝腔至冷凝器遞送一或多次。 在另一態樣中，純化水個別地離開各冷凝腔。 在另一態樣中，在一些冷凝腔中純化水在各冷凝腔間遞送，且直接離開其他冷凝腔。 在另一態樣中，給水首先饋入至最低溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，首先將給水饋入至最高溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，將給水個別地饋入至蒸發腔中之一者或所有中。 在另一態樣中，系統包括用於蒸汽再壓縮或蒸汽再加熱或兩者之裝置。 在另一態樣中，蒸汽再壓縮系統係機械蒸氣壓縮(MVC)或熱蒸氣壓縮(TVC)。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自最低溫度蒸發腔。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自中間溫度蒸發腔中之一或多者。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至最高溫度冷凝腔。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至一或多個中間冷凝腔。 在另一態樣中，系統在蒸發腔與冷凝腔之間包括一或多個蒸汽再壓縮器或再加熱器。 在另一態樣中，系統具有一個產生純化水之冷凝腔。 在另一態樣中，系統具有多個產生純化水將冷凝腔。 在另一態樣中，將來自能量輸入容器之冷凝物回收至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，使來自能量輸入容器之冷凝物與來自其他階段中之一或多者之純化水組合。 在另一態樣中，階段豎直堆疊。 在另一態樣中，階段並列配置。 在另一態樣中，一些階段豎直堆疊且一些並列配置。 在另一態樣中，階段中之一或多者呈水平取向。 在另一態樣中，階段中之一或多者以與水平呈一角度取向。 在另一態樣中，容器中之一或多者呈圓筒、或球體、或立方體或長方體或圓錐實體或棱錐之形狀。 在另一態樣中，使用純化水或濃縮物或兩者預熱給水。 在另一態樣中，系統不具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有後處理系統。 在另一態樣中，系統不具有後處理系統。 在另一態樣中，將純化水或濃縮物閃蒸且將蒸汽遞送至脫氣器中。 在另一態樣中，系統包括用於純化水或濃縮物或兩者之空氣冷卻、水冷卻或其他化學物質冷卻之冷凝器。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔下方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，一些冷凝腔在其對應蒸發腔下方且一些冷凝腔在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，僅一些冷凝腔包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，一或多個蒸汽噴射器旋轉。 在另一態樣中，蒸發腔在池沸騰下操作。 在另一態樣中，將給水或濃縮物噴霧於一或多個蒸發腔中之熱管上。 在另一態樣中，蒸汽係能量輸入容器之能量之來源。 在另一態樣中，能量輸入容器包括電加熱器、燃料燃燒器或轉移來自以下之熱的熱管：電力、蒸汽、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器與蒸發腔相鄰或鄰近且兩者藉由熱管以熱方式連接。 在另一態樣中，以上能源之組合可一起使用。 在另一態樣中，系統包括僅一個階段。 在另一態樣中，系統包括在中間流體或離開系統之流體或兩者中捕捉能量之熱交換器。 在另一態樣中，一部分離開系統之最終濃縮物與給水循環回系統中，以進一步增加其濃縮。 在另一態樣中，離開蒸發腔之濃縮物中之一些或全部循環回蒸發腔中以有助於減少水垢形成。 在另一態樣中，將一或多個熱管垂直於多孔板安裝。 在另一態樣中，將一或多個熱管以與多孔板呈非九十度角安裝。 在另一態樣中，熱管張開。 在另一態樣中，熱管均安裝於相同高度。 在另一態樣中，熱管安裝於不同高度。 在另一態樣中，熱管具有不同長度。 在另一態樣中，熱管均為相同長度。 在另一態樣中，系統包括不同長度之環狀熱管。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金建構。 在另一態樣中，所有系統中之一些由不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他耐腐蝕合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由習知碳鋼或經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈之其他金屬合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由沈積於容器壁上以防止容器腐蝕之金屬、陶瓷或金屬陶瓷複合物塗層建構。 在另一態樣中，熱板形成系統之壁中之一些或全部。 在製程密閉罩殼中安裝熱管之設計 在一些實施例中，熱管及/或熱虹吸管可用於熱管必須通過製程容器或罩殼之壁的應用中。該壁分隔不同溫度及壓力之流體、液體、蒸氣或液體及蒸氣之組合。 在一個實施例中，罩殼係壓力容器。壓力容器可由金屬或非金屬元素或兩者之組合製成。視操作條件而定，壓力容器之特徵可為經燒製或未經燒製的。壓力容器可含有流體、蒸氣或兩相之組合。壓力容器內之溫度及壓力與環境溫度及及不同。 在另一態樣中，製程罩殼係金屬或非金屬的流體管道。流體可為液體、氣體或兩相之混合物。 在另一態樣中，壁可為飛機機身之皮膚或船之殼。 熱管安裝硬體具有若干功能，包括(但不限於)- 1. 機械支撐 2. 罩殼壁之相對側面之間的液密或氣密性環境密封。 3. 防止不同金屬或合金之間的接觸。 安裝方法示以橫截面圖於圖式中。 圖36展示熱管25 及多孔板115 。熱管可具有圓形或非圓形橫截面。 熱管25 可如圖43中所示垂直於安裝表面(多孔板115 )安裝，或如圖44中所示與安裝表面(多孔板115 )以任何角度ϴ安裝。 圖37展示熱管25 、壁或多孔板115 ，該多孔板具有機械加工凹槽以固持藉由保持器445 就地固持之柔性密封件335 。 在另一態樣中，柔性密封件藉由機械加工之凹槽就地固持。 圖38展示藉由組合至螺紋壁或多孔板115 中之螺紋插入物450 固持之熱管25 。螺紋插入物450 固持柔性密封件335 。 在另一態樣中，將螺紋插入物450 焊合或銅焊至熱管25。 在另一態樣中，螺紋插入物450 圍繞熱管25 射出模製。 在另一態樣中，螺紋插入物450 由非導電材料製成以使熱管25 與壁或多孔板115 電隔離。 在另一態樣中，螺紋插入物450 上之螺紋形成液密及氣密密封件。 圖39展示藉由絕緣套管455 與多孔板115 電隔離之熱管25 。熱管25 藉由一個或多重柔性密封件335 密封。 圖40展示熱管25 藉由絕緣套管455 固持之另一態樣。絕緣套管455 藉由一個或多重柔性密封件335 密封。絕緣套管455 藉由保持器445 藉助於摩擦配合就地固持。 在另一態樣中，絕緣套管455 帶螺紋，且藉由螺紋保持器445 就地固持。 圖41展示藉由插入至多孔板115 或壁中之套管460 固持、密封及絕緣之熱管25 。 在另一態樣中，套管460 圍繞熱管25 模製。 在另一態樣中，套管460 模製於壁或多孔板115 中之開口中。 圖42展示熱管25 及多孔板115 或壁，其經相同塗層材料465 塗佈以消除電化學單元之腐蝕可能性。塗層材料465 可藉由多重製程塗覆，該等製程包括(但不限於)電鍍、塗漆、火焰噴塗及氣相沈積。 圖45展示藉由金屬連接固定於熱管25 之套管470 ，該金屬連接包括(但不限於)由各種金屬、合金或金屬及合金之組合焊合、銅焊或焊接。 在另一態樣中，套管470 藉由尺寸干涉壓配固定於熱管25 。 在另一態樣中，套管470 藉由非金屬材料或混合物固定於熱管475 。 套管470 藉由如上文所示之金屬或非金屬連接或尺寸干涉壓配固定於壁或多孔板115 。 圖46展示具有錐形或楔形外表面之套管470 ，其藉由摩擦配合固定於在壁或多孔板115 中之類似錐形容器或楔形物。 在另一態樣中，錐形套管470 藉由金屬或非金屬連接固定於多孔板115 或壁。 熱管25 藉由多重所列舉之方法中之任一者固定於作為圖45之一部分的套管470 。 圖47展示藉由多孔板或壁115 之局部變形480 固定於多孔板或壁115 之熱管25 。 圖48展示在多孔板或壁115 中安裝多重熱管25 之方法。多孔板或壁115 、柔性材料片485 及固定板490 經形成具有同軸孔洞。當固定板490 緊固於多孔板或壁115 從而壓縮柔性材料時，熱管25 藉由柔性材料485 固持。 在另一態樣中，圖49展示將多重熱管25 安裝於安裝板或管片495 上之組態。安裝板或管片包括一個或若干個別多孔板區段115 ，各區段115 含有一個或多重熱管。各個別區段可獨立地使用固定件500 組合或自完整安裝板總成解組合。此幾何結構之優勢係不一定必須移除整個安裝板或管片以維護或替換個別熱管或熱管群組。 在另一態樣中，個別安裝板區段視完整總成所需要可具有非圓形形狀因子，例如矩形、六邊形或橢圓形。 具有熱板之系統 圖50展示將熱板用作熱傳遞裝置之系統之實施例。熱板係橫截面不為圓柱形或矩形之熱管。具有環樣橫截面之圓柱形熱板可替換階段容器之壁，因此避免需要個別熱管以及使清潔更容易。給水45 進入蒸發腔20 且藉由經由熱板壁510 進入之能量加熱。該能量藉由來自先前蒸發腔之除霧器30 之蒸汽50 於冷凝腔35 之熱板壁上冷凝供應。純化水65 離開冷凝腔。板505 使冷凝腔35 與蒸發腔20 分隔。 在另一態樣中，單個熱板形成冷凝腔且擴展至對應蒸發腔中。熱板之外壁由絕緣材料製成，而熱板之內壁由導熱材料製成。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力在真空(小於大氣壓力)條件下操作。 在另一態樣中，系統在一或多個容器低於大氣壓力且一或多個容器處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統具有脫氣器。 在另一態樣中，系統不具有脫氣器。 在另一態樣中，系統具有一或多個除霧器。 在另一態樣中，系統不具有除霧器。 在另一態樣中，泵使給水或濃縮物或兩者在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者藉由重力在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者使用階段之間由階段溫度差所產生之壓差在各階段間移動。 在另一態樣中，純化水在各冷凝腔間遞送一或多次。 在另一態樣中，純化水個別地離開各冷凝腔。 在另一態樣中，在一些冷凝腔中純化水在各冷凝腔間遞送，且直接離開其他冷凝腔。 在另一態樣中，給水首先饋入至最低溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，首先將給水饋入至最高溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，將給水個別地饋入至蒸發腔中之一者或所有中。 在另一態樣中，系統包括用於蒸汽再壓縮或蒸汽再加熱或兩者之裝置。 在另一態樣中，蒸汽再壓縮系統係機械蒸氣壓縮(MVC)或熱蒸氣壓縮(TVC)。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自最低溫度蒸發腔。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自中間溫度蒸發腔中之一或多者。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至最高溫度壓縮腔。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至一或多個中間冷凝腔。 在另一態樣中，系統在蒸發腔與冷凝腔之間包括一或多個蒸汽再壓縮器或再加熱器。 在另一態樣中，系統具有一個產生純化水之冷凝腔。 在另一態樣中，系統具有多個產生純化水將冷凝腔。 在另一態樣中，將來自能量輸入容器之冷凝物回收至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，使來自能量輸入容器之冷凝物與來自其他階段中之一或多者之純化水組合。 在另一態樣中，階段豎直堆疊。 在另一態樣中，階段並列配置。 在另一態樣中，一些階段豎直堆疊且一些並列配置。 在另一態樣中，階段中之一或多者呈水平取向。 在另一態樣中，階段中之一或多者以與水平呈一角度取向。 在另一態樣中，容器中之一或多者呈圓筒、或球體、或立方體或長方體或圓錐實體或棱錐之形狀。 在另一態樣中，使用純化水或濃縮物或兩者預熱給水。 在另一態樣中，系統不具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有後處理系統。 在另一態樣中，系統不具有後處理系統。 在另一態樣中，將純化水或濃縮物閃蒸且將蒸汽遞送至脫氣器中。 在另一態樣中，系統包括用於純化水或濃縮物或兩者之空氣冷卻、水冷卻或其他化學物質冷卻之冷凝器。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔下方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，一些冷凝腔在其對應蒸發腔下方且一些冷凝腔在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，冷凝腔均不包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，一或多個蒸汽噴射器旋轉。 在另一態樣中，蒸發腔在池沸騰下操作。 在另一態樣中，將給水或濃縮物噴霧於一或多個蒸發器中之熱板上。 在另一態樣中，蒸汽係能量輸入容器之能量之來源。 在另一態樣中，能量輸入容器包括電加熱器、燃料燃燒器或轉移來自以下之熱的熱板：電力、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器與蒸發腔相鄰或鄰近且兩者藉由熱板以熱方式連接。 在另一態樣中，以上能源之組合可一起使用。 在另一態樣中，系統包括僅一個階段。 在另一態樣中，系統包括在中間流體或離開系統之流體或兩者中捕捉能量之熱交換器。 在另一態樣中，一部分離開系統之最終濃縮物與給水循環回系統中，以進一步增加其濃縮。 在另一態樣中，離開蒸發腔之濃縮物中之一些或全部循環回蒸發腔中以有助於減少水垢形成。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金建構。 在另一態樣中，所有系統中之一些由不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他耐腐蝕合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由習知碳鋼或經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈之其他金屬合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由沈積於容器壁上以防止容器腐蝕之金屬、陶瓷或金屬陶瓷複合物塗層建構。 在另一態樣中，系統含有熱板與熱管作為傳熱裝置。 在另一實施例中，熱板可用作巢式組態之壁。 用於增加蒸發腔中湍流之熱板 圖51展示使用熱板以增加系統之蒸發腔中湍流之系統之實施例。沸騰效率所湍流而增加(較高雷諾數(Reynolds' number))。此實施例使用呈波紋狀以增加蒸發腔20 中之雷諾數的熱板510 ，因此增加沸騰效率。平坦或波紋熱板亦可比圓形熱管更近堆疊於一起，進一步增加湍流及雷諾數。熱板延伸至冷凝器35 中以自冷凝蒸汽捕捉熱。 在另一態樣中，將凹槽併入熱板中以增加表面積，且因此增加熱傳遞效率。 在另一態樣中，將燒結芯用於熱板之外側以增加表面積及雷諾數。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統在一些或全部容器壓力在真空(小於大氣壓力)條件下操作。 在另一態樣中，系統在一或多個容器低於大氣壓力且一或多個容器處於或高於大氣壓力下操作。 在另一態樣中，系統具有脫氣器。 在另一態樣中，系統不具有脫氣器。 在另一態樣中，系統具有一或多個除霧器。 在另一態樣中，系統不具有除霧器。 在另一態樣中，泵使給水或濃縮物或兩者在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者藉由重力在各階段間移動。 在另一態樣中，給水或濃縮物或兩者使用階段之間由階段溫度差所產生之壓差在各階段間移動。 在另一態樣中，純化水在各冷凝腔間遞送一或多次。 在另一態樣中，純化水個別地離開各冷凝腔。 在另一態樣中，在一些冷凝腔中純化水在各冷凝腔間遞送，且直接離開其他冷凝腔。 在另一態樣中，給水首先饋入至最低溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，首先將給水饋入至最高溫度蒸發腔中。 在另一態樣中，將給水個別地饋入至蒸發腔中之一者或所有中。 在另一態樣中，系統包括用於蒸汽再壓縮或蒸汽再加熱或兩者之裝置。 在另一態樣中，蒸汽再壓縮系統係機械蒸氣壓縮(MVC)或熱蒸氣壓縮(TVC)。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自最低溫度蒸發腔。 在另一態樣中，用於再壓縮或再加熱或兩者之蒸汽來自中間溫度蒸發腔中之一或多者。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至最高溫度冷凝腔。 在另一態樣中，將再壓縮或再加熱之蒸汽遞送至一或多個中間冷凝腔。 在另一態樣中，系統在蒸發腔與冷凝腔之間包括一或多個蒸汽再壓縮器或再加熱器。 在另一態樣中，系統具有一個產生純化水之冷凝腔。 在另一態樣中，系統具有多個產生純化水將冷凝腔。 在另一態樣中，將來自能量輸入容器之冷凝物回收至蒸汽產生器中。 在另一態樣中，使來自能量輸入容器之冷凝物與來自其他階段中之一或多者之純化水組合。 在另一態樣中，階段豎直堆疊。 在另一態樣中，階段並列配置。 在另一態樣中，一些階段豎直堆疊且一些並列配置。 在另一態樣中，階段中之一或多者呈水平取向。 在另一態樣中，階段中之一或多者以與水平呈一角度取向。 在另一態樣中，容器中之一或多者呈圓筒、或球體、或立方體或長方體或圓錐實體或棱錐之形狀。 在另一態樣中，使用純化水或濃縮物或兩者預熱給水。 在另一態樣中，系統不具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有預處理系統。 在另一態樣中，系統具有後處理系統。 在另一態樣中，系統不具有後處理系統。 在另一態樣中，將純化水或濃縮物閃蒸且將蒸汽遞送至脫氣器中。 在另一態樣中，系統包括用於純化水或濃縮物或兩者之空氣冷卻、水冷卻或其他化學物質冷卻之冷凝器。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔下方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，一些冷凝腔在其對應蒸發腔下方且一些冷凝腔在其對應蒸發腔上方。 在另一態樣中，冷凝腔中之一或多者包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，冷凝腔均不包括一或多個蒸汽噴射器。 在另一態樣中，一或多個蒸汽噴射器旋轉。 在另一態樣中，蒸發腔在池沸騰下操作。 在另一態樣中，將給水或濃縮物噴霧於一或多個蒸發器中之熱板上。 在另一態樣中，蒸汽係能量輸入容器之能量之來源。 在另一態樣中，能量輸入容器包括電加熱器、燃料燃燒器或轉移來自以下之熱的熱板：電力、太陽能、化學反應、核反應、地熱來源、熔融鹽、來自工業及其他過程之廢熱、煙道氣、固體廢棄物能量、加熱之熱流體、微波或油、烴、生物燃料、醇或天然氣之燃燒，且其中能量輸入容器與蒸發腔相鄰或鄰近且兩者藉由熱板以熱方式連接。 在另一態樣中，以上能源之組合可一起使用。 在另一態樣中，系統包括僅一個階段。 在另一態樣中，系統包括在中間流體或離開系統之流體或兩者中捕捉能量之熱交換器。 在另一態樣中，一部分離開系統之最終濃縮物與給水循環回系統中，以進一步增加其濃縮。 在另一態樣中，離開蒸發腔之濃縮物中之一些或全部循環回蒸發腔中以有助於減少水垢形成。 在另一態樣中，將一或多個熱板垂直於多孔板安裝。 在另一態樣中，將一或多個熱板以與多孔板呈非九十度角安裝。 在另一態樣中，熱板張開。 在另一態樣中，熱板均安裝於相同高度。 在另一態樣中，熱板安裝於不同高度。 在另一態樣中，熱板具有不同長度。 在另一態樣中，熱板均係相同長度。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由鈦或諸如Ti-CP1或Ti-CP2之鈦合金建構。 在另一態樣中，所有系統中之一些由不鏽鋼合金、鎳合金、銅合金或其他耐腐蝕合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由習知碳鋼或經特定氯氟碳化物聚合物(例如Teflon®)或抵抗沸騰溫度及生理食鹽水或化學環境之多種聚合物材料塗佈之其他金屬合金建構。 在另一態樣中，系統中之一些或全部由沈積於容器壁上以防止容器腐蝕之金屬、陶瓷或金屬陶瓷複合物塗層建構。 在另一態樣中，熱板形成系統之壁中之一些或全部。 水垢抑制、減少或移除 使用超濾(UF)或奈米過濾(NF)降低水硬度之設計 在一些實施例中，本發明可使用來自上述水純化或濃縮系統之廢熱以視膜溫度規範而定將給水流溫熱至最佳膜處理溫度，且接著使經降硬度處理之給水流在其進入水純化或濃縮系統之前進一步升高溫度。 實施例包括使用NF以減少或消除預處理水軟化化學物質向給水流中之添加。 實施例包括捕捉水純化或濃縮系統廢熱以改良水純化系統純化水輸出或濃縮系統效率之方法。 一個實施例示於圖52中。在此實施例中，給水流45 當其流動或泵吸至入口熱交換器515 中時溫度低於40℃。 加熱之給水流95 在既定過濾器或製程之最佳操作溫度下離開入口熱交換器515 ，接著在最佳操作溫度下進入UF或NF系統520 。硬度離子在UF/NF系統中得以捕捉，且在流入廢棄濃縮物排放口530 之濃縮物廢料流525 中消除。 經降硬度處理之給水535 流進入廢棄濃縮物熱交換器515 ，在其中經處理給水溫度藉由來自水純化或給水濃縮系統或最終濃縮物流體55 之能量轉移進一步升高。 高溫UF/NF處理給水流540 進入水純化或濃縮系統545 中。系統輸出物包含最終濃縮物流55 及純化水流65 。 在第二實施例中，來自水純化或濃縮系統545 之最終濃縮物流55 經泵吸或流過廢棄濃縮物熱交換器515 且到達溫度旁路控制閥550 。溫度旁路控制閥550 之設置藉由入口熱交換器515 中之溫度探針555 控制，以將熱濃縮物流55 轉移穿過入口熱交換器515 ， 以獲得給水流45 之最佳溫度(35-40℃)。一旦濃縮物流55 傳遞通過入口熱交換器515 ，則將物流導引至濃縮物出口530 。將任何不流過入口熱交換器515 之濃縮物遞送至濃縮物出口530 。 在另一態樣中，替代方法使用純化水流65 而非最終濃縮物流55 中之廢熱。在另一態樣中，若存在脫氣器，則UF/NF過濾系統位於水純化或濃縮系統預熱器與脫氣器之間，或若不存在脫氣器，則位於水純化或濃縮系統預熱器與下一階段之間。 在另一態樣中，在流入物流之溫度係40℃或大於40℃之情況下，熱交換器或其他熱傳遞機構用以將給水流之溫度降至40℃或更小。一旦給水流傳遞通過UF/NF過濾系統520 ，則經處理給水535 傳遞通過熱交換器515 以在經處理給水流540 進入水純化或濃縮系統545 中之前使經處理給水之溫度升高。 在另一態樣中，入口熱交換器515 之能量輸入可藉由其他能源，例如太陽能、地熱及其他來源之廢熱提供。 自清潔及就地清潔方法 自清潔介質 蒸發腔亦可包括包括複數個粒子之自清潔介質。在此類實施例中，中間濃縮物具有一或多個尺寸不允許粒子傳遞通過中間濃縮物出口之開口。開口可進一步具有與粒子形狀不互補之形狀。粒子可為大體上球形的，或可為針對最佳清潔效率選擇之其他形狀。粒子亦可包括允許粒子在蒸發腔中藉由水之沸騰大體上連續攪動之特徵。特徵可為例如比重、尺寸、形態、群體數目及其類似物。粒子可具有所選硬度，以致該硬度允許藉由粒子摩擦蒸發腔及熱傳遞裝置，而大體上不會侵蝕粒子或蒸發腔或熱傳遞裝置。此外，粒子可由陶瓷、金屬、玻璃或石頭組成。粒子之比重可大於約1.0且小於約8.0。 圖53展示使用此類粒子之一個實施例，其中粒子560 封閉於圍繞各熱管25 之同心所孔圓筒565 內。熱管延伸至蒸發腔20 中之中間濃縮物70 中。 在另一態樣中，蒸發腔包括用於在蒸發腔中至少在接近於熱管之區域中干擾沈澱物積聚之自清潔介質。 在另一態樣中，介質包括複數個粒子。在另一態樣中，粒子係大體上球形的。在另一態樣中，粒子包括允許粒子在蒸發腔中藉由水之沸騰大體上連續攪動之特徵。在另一態樣中，特徵係選自由以下組成之群：比重、尺寸、形態、群體數目及組成。在另一態樣中，粒子具有所選硬度，其中該硬度允許藉由粒子摩擦蒸發腔，而大體上不會侵蝕粒子或蒸發腔。在另一態樣中，粒子由陶瓷、金屬、玻璃、石頭或此等材料之組合構成。在另一態樣中，粒子之比重大於約1.0且小於約8.0。在另一態樣中，粒子之比重可在約2.0與約5.0之間。 自清潔介質可選自多種適合替代物中之任一者。此類替代物包括玻璃或陶瓷珠粒或球、石頭、多種形狀中之任一者之合成結構及其類似物。在各情況下，自清潔介質之特性經選擇以使得藉由沸水攪動將置換自清潔介質之個別粒子，但此類置換將藉由自清潔介質之物理特性克服，從而使各粒子又落於各熱管之側面及蒸發腔之底部，撞擊且移走任何沈積物或水垢。舉例而言，比重相對較高但表面/體積比相對較小之自清潔介質可以與比重較低但表面/體積比相對較高之第二自清潔介質大致相當之方式起作用。在各情況下，熟習此項技術者能夠選擇形態及組成之組合以獲得所需結果。在一些實施例中，使用自清潔之代方法，諸如應用超音波能量。 自清潔介質之設計選擇之另一考慮因素係其硬度。一般而言，硬度應與構成蒸發腔之材料之硬度大致相當。此舉允許長時段持續使用自清潔介質而不會明顯侵蝕介質或蒸發腔之壁或底部。在一些實施例中，其中蒸發腔之加熱元件位於腔室內部，諸如具有熱管之情況，自清潔介質之硬度及其他特性可經選擇以避免對加熱元件以及蒸發腔本身之侵蝕或其他損壞。 一些實施例提供廣效水純化，其完全自動化且極長時段不需要清潔或使用者干預。舉例而言，本文所揭示之系統可在不經使用者控制或干預下運作1、2、4、6、8、10或12個月或更長。在一些實施例中，系統可自動運作1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15年或更長。在其他情況下，可一次一個階段或一次多個階段清潔系統，以此方式使得整個水處理系統不一定必須停止運轉以進行維護。 在另一態樣中，系統使用至少約兩個月不需要清潔。在另一態樣中，系統使用至少約一年或更長不需要清潔。或者，可一次一或多個階段相對經常地清潔系統，以此方式使得整個水處理系統不一定必須停止運轉以進行維護。 一或多個階段停止工作且就地清潔，而其他階段仍在運作 一些實施例示於圖54及55中。在多階段蒸發系統中，各階段具有不同溫度或不同濃度之化學物質或兩者。水中鹽之濃度高可提高形成諸如碳酸鈣、硫酸鈣或矽酸鎂之垢的速率。不同溫度可改變化學沈澱之類型、晶體之特定多晶型或化合物之水合程度。不同溫度及化學組成可導致系統之部分之腐蝕速率不同。因此，在各階段中維護之頻率及類型可能不同。 本發明之實施例提供用於多階段水純化或給水濃縮系統之系統及方法，其中單個腔室或多個腔室可能待修理而其他仍在運作。在一個實施例中，水純化或給水濃縮系統包括兩個或更多個階段90 ，各階段含有冷凝腔35 及蒸發腔20 、一或多個包括(但不限於)熱管25 、管道、桿、板或熱交換器之熱傳遞裝置、使流體在各階段間轉移之管道、視情況存在之在各階段間泵吸流體之泵、引導流體流向系統中之不同位置之一系列閥門、一組傳感器(包括(但不限於)用於溫度、壓力、液位、電導率及操作泵之控制系統的傳感器)、閥門及化學設備中常見之其他驅動裝置。單個階段或多個階段可藉由重引導供應至該或該等階段之冷凝腔的任何蒸氣流向一或多個不同階段之冷凝腔中及重引導供應至該或該等階段之任何液體流向一或多個不同階段之冷凝腔或蒸發腔中而待修理。 在一些實施例中，流動之重定向可藉由手動運作閥門130 實現。在其他實施例中，流動之重定向可藉由控制系統閥門實現。 調節及就地清潔 如先前所提及，水純化或給水濃縮技術藉由形成水垢阻礙其效能。在基於膜之製程中，此水垢可導致膜積垢。在基於熱之水純化或給水濃縮方法中，水垢之形成對跨越諸如熱交換器、熱板、熱管及其他裝置之熱傳遞裝置之熱流產生額外阻力。最常見水垢係沈積於裝置內表面上之鈣及鎂之無機鹽。此類水垢之形成可由於水蒸發時組分離子之濃度增加而增強，或此類形成可由於水溶液之溫度變化時一些化學物種之溶解度改變而增強，或此等作用之兩者。工業水流中常見之兩種水垢係硫酸鈣及碳酸鈣。為避免與水垢形成相關之問題，需要預處理步驟包括以下步驟中之一或多者：絮凝、沈降、過濾、離子交換樹脂及奈米過濾、離心及其他步驟。或者，結垢速率之減小可藉由添加諸如EDTA之錯合劑或諸如多元酸之晶體生長改質劑來實現。此等步驟增加廢水處理操作中之資金及運作成本。減少或消除預處理步驟之水純化技術極理想。 本發明之實施例提供一種甚至在易於形成水垢之給水流，諸如離子(諸如鈣、鎂、碳酸根、碳酸氫根、矽酸根及硫酸根)含量高之彼等物流之情況下無預處理下運作水純化或給水濃縮系統之改良方法。 本發明之實施例提供在不必物理上到達熱傳遞裝置之表面下自該等表面移除水垢之方法，該等熱傳遞裝置包括(但不限於)熱管、管道、桿、板或熱交換器，因此消除對打開含有裝置之容器的需要。 在一些實施例中，方法包括調節步驟，其中薄層特意形成於諸如熱管、管道或板之熱傳遞裝置之表面上；該方法亦包括常規操作該或該等熱傳遞裝置之步驟，其中水垢可形成於該薄層之頂部上；該方法亦包括就地清潔步驟，其中該薄層以化學方式移除，從而使形成於薄層頂部上之任何水垢脫落。 在一些實施例中，方法包括熱管理以機械方式減少水垢。熱傳遞裝置及水垢通常具有不同熱膨脹係數。舉例而言，若將冷混合物添加至系統中，則熱傳遞裝置及水垢以其原始體積之不同分數收縮。與熱傳遞裝置表面之水垢黏著力減弱，且在水垢中機械應力提高，從而導致水垢斷裂及熱傳遞裝置表面再暴露。可將機械能施加於熱傳遞裝置以增強水垢斷裂。可將熱流體供應至熱傳遞裝置之冷凝器側以沿裝置增加熱梯度。 在一些實施例中，方法包括調節步驟、藉由熱管理減少水垢及就地清潔之組合。 本發明之實施例提供水純化或給水濃縮系統，其可包括預處理、脫氣器、預熱器、一或多個蒸發腔及除霧器、一或多個產物冷凝腔、用於液體及氣體流之入口及出口、控制系統、一或多個熱回收單元、用於調節及就地清潔程序之設備及用於移除固體之設備。 圖56係水純化及給水濃縮系統中熱傳遞裝置上調節、結垢及就地清潔步驟之圖式。 在第一態樣中，如圖56中所示，該方法藉由在水純化系統中於熱傳遞裝置25 (熱管、熱交換器、熱板及其他)之蒸發腔20 側表面上特意形成碳酸鈣薄層305 開始。此稱為調節步驟。在一些實施例中，該方法可以用容易形成水垢之元件上，諸如預加熱器、脫氣器、除霧器及熱交換器之部分。層305 足夠薄，亦即僅對熱傳遞裝置25 中及離開其之熱流僅施加小的阻力。在一個態樣中，層305 之厚度小於一奈米。在另一態樣中，層305 之厚度小於10奈米。在另一態樣中，其小於100奈米。在另一態樣中，其小於1微米。在另一態樣中，其小於10微米。在另一態樣中，其小於100微米。在另一態樣中，其小於1毫米。在另一態樣中，其小於1公分。 層305 可由添加含有鈣及碳酸根離子之水溶液及自此溶液蒸發水而形成，因此鈣及硫酸根離子之莫耳濃度之乘積高於溶解度乘積，且形成固相。水之蒸發可藉由將熱供應至水溶液來實現，例如(但不限於)藉由將蒸汽饋入至熱傳遞元件25 之冷凝器側35 中。在另一態樣中，可使用其他熱傳遞機構、或熱傳遞流體、或流體之組合，該等流體包括(但不限於)熱空氣、水、油狀物、聚矽氧、煙道氣及熔融鹽。在另一態樣中，蒸發可藉由對階段之蒸發腔側施加真空來實現。在另一態樣中，蒸發可藉由組合熱及真空來實現。 在另一態樣中，碳酸鈣層305 可由在熱傳遞元件25 之蒸發腔側中自水溶液沈澱而形成，其在鈣及硫酸根離子之莫耳濃度之乘積高於溶解度乘積時發生。此舉可藉由以下之組合來實現：將含鈣之化學物種添加至溶液，將含碳酸根之化學物種添加至溶液，將含碳酸氫根之化學物種及鹼添加至溶液中，以使溶液之pH值增至碳酸根-碳酸氫根平衡開始移向碳酸根之範圍，添加鹼以使得pH值增加且將二氧化碳氣體饋入至腔室中，因此使其吸收於溶液中。在另一態樣中，薄碳酸鈣層305 可由兩種方法之組合形成：在添加化學物質之後沈澱及蒸發以形成固體。 在形成碳酸鈣薄層305 之後，通常可進行水處理或給水濃縮之製程(常規操作)直至水垢300 之形成達到製程最大可允許的厚度，該厚度可藉由各水純化技術之技術經濟分析確定，或直至因其他原因需要移除水垢。為移除水垢，將酸性水溶液供應至蒸發腔。此溶液滲透穿過水垢300 中之孔隙及裂紋且與碳酸鈣薄層305 反應。在薄層305 溶解之後，水垢300 通常呈碎片與熱傳遞裝置之表面物理分離，因此其不再對熱流有阻力。水垢300 碎片可收集於容器之底部或以於液體中之懸浮液留下。酸性溶液可含有以下酸中之一或多者：檸檬酸、氫氯酸、硝酸、甲酸、氫溴酸及其他比碳酸更強之酸。在一個態樣中，酸性溶液之pH值小於7。在另一態樣中，其小於6。在另一態樣中，其小於5。在另一態樣中，其小於4。在另一態樣中，其小於3。在另一態樣中，其小於2。在另一態樣中，其小於1。在另一態樣中，將所選酸或酸之混合物緩慢給藥於水溶液中，而在正常操作期間蒸發腔充滿饋料溶液。或者，給水可在添加就地清潔溶液之前自容器部分或完全排放。在一些態樣中，熱傳遞裝置可在添加就地清潔溶液之前乾燥。 在本發明之另一態樣中，類似薄層305 可由一或多種諸如碳酸鎂、碳酸鍶、碳酸鋇及其他碳酸鹽之水溶性低之碳酸鹽形成。如上文針對碳酸鈣層所述，此層305 可由蒸發及結晶、沈澱或兩者之組合形成。在常規操作之後，水垢300 可藉由上文所述之相同就地清潔製程移除。 在本發明之另一態樣中，將碳酸根離子之來源添加至含有硫酸根陰離子之給水中以促進基於碳酸鹽之水垢而非基於硫酸鹽之水垢之形成。碳酸鹽之來源可為碳酸鹽，諸如碳酸鈉(蘇打灰)。在另一態樣中，可添加諸如碳酸氫鈉(小蘇打)之碳酸氫鹽及鹼之組合，以便使pH值足夠高以使大部分之碳酸氫根離子轉化為碳酸根離子。添加碳酸鹽可致使形成固體碳酸鹽，諸如碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鍶及其他。在此情況下，所得固體可藉助於過濾、沈降、離心或任何其他標準分離技術自給水分離。所得水溶液接著可饋入水處理系統中，例如蒸發腔中。當溶液由於水蒸發濃縮時，沈澱碳酸鹽水垢(碳酸鎂、碳酸鈣及碳酸鍶)將在對應硫酸鹽水垢沈澱物中之任一者之前進行。如上文所闡述，水垢可藉由供應至蒸發腔中之酸性水溶液之作用移除。 在本發明之另一態樣中，含有硫酸根陰離子之給水流在藉由蒸發開始移除水之前在蒸餾系統內用碳酸根離子之來源處理。所得碳酸鹽沈澱物不自水溶液分離。實際上，該等固體由經由蒸餾系統中之一或多個階段循環之給水懸浮，且隨濃縮物流離開系統。在一個實施例中，添加過量碳酸根離子，因此所有沈澱物在蒸餾系統開始處形成，且因此避免在熱傳遞裝置之表面上形成水垢。在另一態樣中，添加最少量之碳酸根離子以致當水在系統中蒸發時，較佳形成碳酸鹽水垢而非硫酸鹽水垢。如上文所闡述，該等碳酸鹽水垢可藉由用酸性溶液處理移除。在另一態樣中，僅添加少量碳酸根離子以致形成之水垢具有碳酸鈣區域嵌入水垢(主要由硫酸鹽構成)中；該等碳酸鹽區域當用如上文所述之酸溶液處理時可充當阻斷點。在另一態樣中，碳酸根離子存在於給水流中。在另一態樣中，碳酸氫根離子存在於給水流中且增加pH值以使碳酸氫根/碳酸根平衡移向第二物種。 如在以上描述中所示，此部分中呈現之方法可應用於熱傳遞裝置係熱管之系統。然而，此方法亦可應用於其他類型之熱傳遞裝置，諸如環狀熱管、熱虹吸管、熱板、熱交換器、降膜式蒸發器、升膜式蒸發器、結晶器、多效蒸餾系統、多階段閃蒸系統、無給水預熱之逆向滲透系統等。 多個脫氣器 - 一次有一或多個進行清潔 基於蒸發之水純化及給水濃縮技術藉由添加熱能或機械能釋放來自給水之蒸氣自污染水分離清潔水。待處理之給水可含有相對低蒸氣壓力之化學物種，諸如氨或可以自給水與蒸汽同時蒸發之揮發性有機化合物，且因此可中止藉由氣體冷凝產生之產物水之污染。 參考圖57，本發明之實施例提供在水饋料藉由熱製程純化之前自水饋料消除揮發性物種系統及方法。 在第一態樣中，給水45 或預處理給水80 傳遞通過平行定位於製程流程中之兩個脫氣腔15 中之第一者，而第二脫氣腔室閒置。在另一態樣中，超過兩個脫氣腔15 可平行或串聯。至少一個腔室處於閒置或自製程流程移除以進行清潔，而另一者或其他保留於系統中以進行脫氣作用。腔室15 可為填充塔、具有多個離散板之塔、多階段蒸發器中各階段中之一者、具有噴頭之空塔或進而使液體流與氣流接觸之任何其他容器。將待處理之水45 / 80 在一個位置饋入容器中，且將氣流100 在同一或另一位置饋入容器中。氣體100 可為水蒸氣(蒸汽)、空氣、氮氣、氬氣、甲烷、此等氣體之混合物或在蒸發腔中在脫氣器下游由產物水冷凝之任何其他不可凝結氣體。 在一個態樣中，氣體100 在室溫下饋入。在另一態樣中，將氣體100 預熱至高於環境之溫度。在另一態樣中，將氣體100 預熱至高於給水45 / 80 沸點之溫度。 給水45 或預處理給水80 及氣體100 當其流過脫氣腔15 時接觸，至少其路徑之一部分在脫氣器內部。在一個態樣中，氣體100 及給水45 / 80 遵循平行路徑。在另一態樣中，其對流流動。在一個態樣中，液體首先與一或多種氣體(例如空氣，以移除揮發性有機化合物)接觸，且接著使液體與另一氣體(例如蒸汽，以將液體除去空氣)接觸。在一個態樣中，兩種或更多種氣體各用於一個脫氣器之不同部分。在另一態樣中，兩種或更多種氣體各用於不同脫氣器中。在另一態樣中，所有脫氣器中僅使用一種氣體。 給水45 或預處理給水80 及氣體100 之流動可在任何時間由第一腔室轉換至第二或額外腔室，因此使第一腔室閒置以清潔或維護。操作持續時，可將給水及氣體之流動導引至兩個或更多個脫氣腔中之任一者，因此使其他脫氣腔閒置以清潔或維護。 在另一態樣中，第一腔室及第二腔室或額外腔室之尺寸或設計不同，因此系統較佳適合於處理具有不同類型或濃度之揮發性化合物之多種給水。 在另一態樣中，脫氣器中之注射點可隨給水中揮發性化合物之類型及濃度而變化。可進行此操作例如以降低脫氣器步驟之能量消耗。 熱及機械衝擊清潔 如先前論述，水純化及給水濃縮技術藉由形成水垢阻礙其效能。在基於膜之製程中，此舉可導致膜積垢。在基於熱之製程中，水垢之形成對跨越諸如熱交換器、熱板、熱管及其他裝置之熱傳遞裝置之熱流產生額外阻力。移除水垢昂且貴緩慢。 參考圖58，本發明之實施例提供不必須物理上達到熱傳遞裝置表面即自該等表面移除水垢之方法，該等熱傳遞裝置包括(但不限於)熱管、管道、桿、板或熱交換器，因此不需要打開含有裝置之容器。 熱傳遞裝置25 及水垢300 通常具有不同熱膨脹係數，且當將混合物添加至系統中時其收縮其原始體積之不同分數。使水垢300 與熱傳遞裝置25 表面之黏著力減弱，且水垢之機械應力提高，導致水垢破裂且使熱傳遞裝置之表面再暴露。 參見圖58，第一方法藉由將液體、液體之混合物或固體及液體之混合物饋入含有具有水垢300 之熱傳遞裝置25 之腔室20 中開始，其方式為使得添加之液體或混合物與水垢300 之表面接觸。該液體或混合物之溫度小於熱傳遞裝置25 及水垢300 之溫度。在一個態樣中，溫度小於10℃。在另一態樣中，溫度小於0℃。在另一態樣中，溫度小於-40℃。在另一態樣中，溫度小於-75℃。下表列舉若干可能的混合物及其溫度。 在另一態樣中，在產生上文所述之熱衝擊之後，將機械能施加至熱傳遞裝置25 以 增強水垢300 破裂。施用呈振動形式、輕拍或使用任何其他適合製程，諸如以產生共振(接近天水垢之然振動頻率)之聲音之能量。 在另一態樣中，如上文所述添加冷液體或混合物，同時將熱提供於熱傳遞裝置25 之冷凝器35 側。此舉促進混合物之閃蒸，產生提供機械能以使水垢300 破裂之局部快速壓力擺動。 在另一態樣中，將冷液體或混合物添加至熱傳遞裝置25 之冷凝器35 側。 在另一態樣中，將冷液體或混合物添加至熱傳遞裝置25 之冷凝器35 側，而降熱流體饋入至熱傳遞裝置25 之蒸發腔20 側。 在本發明之其他實施例中，水垢藉由如『調節及就地清潔』部分中所述及圖56中所示之調節、就地清潔及皆如上文所述之熱及機械處理之組合移除。 表7 - 典型冷卻混合物 機器人清潔器 參考圖59，本發明之實施例提供不必須打開含有熱傳遞裝置之容器即自該等裝置之表面移除水垢之方法，該等熱傳遞裝置包括(但不限於)熱管25 、管道、桿、板或熱交換器。 在第一態樣中，移除水垢之裝置310 在熱傳遞裝置25 之間循環，該等熱傳遞裝置包括(但不限於)熱管、管道、桿板或熱交換器。裝置310 與水垢物理接觸。在一個態樣中，裝置310 具有將機械能轉移至結垢表面之附件，例如(但不限於)旋轉刷、振動電動機、超音波焊頭、產生頻率接近水垢之天然振動頻率之聲音的揚聲器或彼等附件之組合。 在另一態樣中，裝置310 沿熱傳遞裝置之表面移動，拖曳一或多個與水垢接觸之鋒利尖端。在一個態樣中，尖端由比熱傳遞裝置25 之表面軟之材料製成，以便不會刮擦其。在另一態樣中，裝置310 將藉助於彈簧、液壓活塞或類似裝置壓力施加至尖端。在另一態樣中，施加壓力可例如藉由改變液壓流體之壓力來控制。 在另一態樣中，裝置310 在安置熱傳遞裝置25 之容器內部遵循預程式化路徑自主移動。在另一態樣中，將外部信號遞送至裝置以控制其軌跡。 在另一態樣中，裝置以物理方式連接至移動機構，諸如桿、纜線或類似臍帶纜，且該機制藉由一或多個可位於容器內部或外部之電動機驅動。 在另一態樣中，具有孔口之板沿在孔口內部之熱傳遞裝置移動。在一個態樣中，孔口周邊具有可破壞水垢之機械完整性的刷、尖端或其他結構。在另一態樣中，板振動。 塗層 熱管係可用於基於熱之水純化系統的極有效的熱傳遞裝置。熱管當用以改良諸如過濾系統、滲透系統及其他基於膜之系統的不基於熱之水純化系統中之效能時亦係極有效的熱傳遞裝置。市售熱管之結構之材料基於熱傳遞特性及製造容易度進行選擇，但通常其不滿足水純化之效能要求，諸如耐腐蝕性或防結垢能力。 本發明之實施例提供改質待用於水純化之熱管之表面的系統及方法。 在第一態樣中，塗層沈積於整個熱管之表面上。在一個態樣中，塗層之作用可為增加在具有高濃度鹽、高pH值、低pH值、高氧化電勢或彼等之任何組合的水溶液中之耐腐蝕性。在另一態樣中，塗層之作用可為在沸騰期間促進氣泡之形成。在另一態樣中，塗層之作用可為增加表面之疏水性，以增強蒸汽於表面之冷凝。在另一態樣中，例如若塗層之性質使得固體並不黏著於其，則塗層之作用可為避免水垢之形成。在另一態樣中，塗層可具有超過一個上文所列之作用。塗層可藉由電鍍、氣相沈積、熱或電漿噴塗、噴漆、塗漆或任何其他適合方法沈積。 在另一態樣中，僅一部分熱管表面經塗佈。塗層之目的可為來自以上提及之功能之一或多者。舉例而言，水純化或給水濃縮系統中熱管之蒸發腔部分可經塗佈以增加耐腐蝕性。作為另一實例，水純化系統中熱管之冷凝器部分可經塗佈以增加冷凝速率。 在另一態樣中，熱管之不同區域可經不同材料塗佈以達到不同目的。舉例而言，水純化或給水濃縮系統中熱管之蒸發腔部分可經塗佈以增加耐腐蝕性，且同一熱管之冷凝器部分可經塗佈以增加冷凝速率。 在另一態樣中，塗層可塗覆於容器壁，熱管安裝板之一或多個表面、插入物或用於將熱管安裝於板上之任何其他部分、擋板、篩網或水純化或給水濃縮系統中與給水或產物水接觸之任何其他部分。 在另一態樣中，塗層可塗覆於其他熱傳遞裝置，包括散熱器、環狀熱管、平坦熱管、脈衝式熱管及其他。 熱管上之電偏壓 參考圖60及圖61，展示提供用於基於熱管之水純化或給水濃縮系統之系統及方法的本發明之實施例，其中藉由在熱管之表面上施加電偏壓減緩或終止於熱管之表面上之水垢形成。 在一個態樣中，在熱管25 之表面與系統中之另一點(諸如容器壁或置放於正經純化之水溶液(給水)內之一或多個電極315 )之間產生正電壓。電絕緣體320 可用以安裝熱管。熱管表面上之正電荷吸引溶液中之帶負電離子，從而圍繞熱管產生富陰離子之層。當陽離子到達熱管附近時，由於陰離子之密度高，故於熱管之表面上均質沈澱(在懸浮液中形成晶體)而非非均質沈澱水垢之可能性大。 在另一態樣中，可視給水之特徵及容器結構之材料而使用不同範圍之電壓。 在另一態樣中，可使用電極之不同組態。 在另一態樣中，正電壓可施加於一些熱管以吸引陰離子且負電壓施加於其他熱管以吸引陽離子。 在另一態樣中，電壓可施加於使用包括熱板、環狀熱管、脈衝式熱管、平坦熱管及散熱器之其他類型熱裝置之系統。 基於熱管之系統 在替代組態中在MSF及MED中使用熱管 習知MSF及MED設計使用中空管道進行熱傳遞，其中一種流體在管道內部流動，且另一流體圍繞管道，通常噴霧於管道集合(管道束)上。作為密封系統之熱管可以使流體圍繞熱管或熱管束分散之不同手段更有效操作。 參考圖62，左圖係來自MSF美國專利9,393,502 B1之圖的部分重現，其以全文引用的方式併入本文中，其中關於替代組態之註釋描述於下文中。 右圖係來自MED美國專利9,309,129 B1之圖的部分重現，其中關於替代組態之註釋描述於下文中。 一實施例係關於使用來自除霧器30 之蒸汽噴射器或一陣列噴射器將冷凝腔35 中之蒸汽流引導至熱管25 陣列中。改良係將蒸汽流引導至熱管25 束中以例如藉由在高蒸氣線性流速下減少氣體邊界層而改良蒸氣至金屬之熱傳遞係數。 實施例係關於改良管道束(圓形，非矩形)中之蒸汽冷凝的冷凝腔之組態。 實施例係關於一種圍繞熱管束之圓柱形冷凝器腔，其比如現有專利所示之矩形腔室更有效。 參考圖62(左圖)，實施例係關於呈豎直熱管25 組態之非浸沒蒸發腔35 ，包括具有噴霧嘴345 之熱管25 豎直束上之膜沸騰。 其他實施例包括使用散熱器、環狀熱管、脈衝式熱管及平坦熱管製得之系統。 冷凍純化 當水溶液以緩慢速率冷凍時，溶解之物種及懸浮之固體較佳停留於溶液中。因而，可將形成之冰層分離且再融化以獲得清潔水。本發明之實施例提供藉由冷凍自混合物分離水之系統及方法，其中熱管充當熱傳遞裝置。 在第一態樣中，參考圖63，使用熱管25 作為熱傳遞裝置將水45 及其他化學物種之混合物緩慢冷凍。使熱管之一端與水混合物45 接觸，且使熱管之另一末端與溫度低於水融點之流體或表面接觸，該水融點低於純水之融點，該水與溶質濃縮物呈混合物。兩端藉由板115 分隔開。 在一個態樣中，熱管之冷端藉助於基於蒸氣之冰箱、熱電冰箱、使用冰及使用諸如冷空氣之任何其他流體保持寒冷。 在另一態樣中，水混合物定期排放且使熱管上之冰325 融化以回收純化水65 。在另一態樣中，純化水之融化藉由對熱管之另一末端施加熱而加快。在另一態樣中，冰僅部分融化以使其自熱管脫離，且接著以液體-固體混合物形式收集。在另一態樣中，冰定期以機械方式自熱管刮下。在另一態樣中，冰自熱管連續刮下。 在另一態樣中，熱管之熱端與形成冰殼之平坦或圓形表面緊密接觸或焊合。在另一態樣中，使板連續移動，例如旋轉。 在一個態樣中，水溶液係廢水。在另一態樣中，其係海水。在另一態樣中，其係由生物質醱酵產生之混合物。 使用熱管預熱用於超濾及奈米過濾之水 超濾(UF)及奈米過濾(NF)膜過濾製程係已證實的水硬度減小製程(參見例如Izadpaneh/Javidnia, Water 2012, 4, 283-294)。 兩種膜過濾製程在35℃與40℃之間的略高的溫度下最有效地移除水硬度離子(諸如Ca++及SO4-) 本發明可使用熱管捕捉來自單個來源或來自複數個來源之熱，且轉移該熱以將液體流入流溫熱至最佳膜處理溫度(大致15℃至80℃，視膜溫度規範而定)， 參考圖64，在一些實施例中，一個或複數個熱管25 之其長度之一部分(熱部分)570 暴露於熱源，且其長度之不同部分(冷部分)575 暴露於較冷給水45 流。熱自熱源580 (熱部分)轉移至給水45 流(冷部分)以產生待饋入至奈米過濾或超濾系統中之經預熱給水流540 。 熱管安裝於作為罩殼585 之一部分的多孔板115 上。熱管25 可以任何取向(豎直、水平或任何其他角度)安裝。熱管之長度可不同。熱部分中熱管之長度可不同。冷部分中熱管之長度可不同。熱部分中熱管之安裝取向可與冷部分中熱管之安裝取向相同或不同。對於熱部分或冷部分或兩者，可將罩殼閉合及加壓或向氛圍開放。冷部分可與熱部分相鄰，或兩個部分可分隔開。 熱可由單個或複數個來源提供，亦即熱流體(hot fluid)或氣體、蒸汽、熱水、煙道氣、排出氣體、熱流體(thermal fluid)、地熱流體或氣體、熔融鹽、電熱源、經由輻射或光伏打捕捉之太陽能加熱或此等來源之組合。 使用熱管預熱用於逆向滲透(RO)系統之水 逆向滲透膜過濾製程係已證實的水硬度減小製程(參見例如Izadpaneh/Javidnia, Water 2012, 4, 283-294)。 RO膜過濾製程在35℃與40℃之間的略高的溫度下最有效地移除水硬度離子(諸如Ca++及SO4-)。本發明可使用熱管捕捉來自單個來源或來自複數個來源之熱，且轉移該熱以將液體給水流溫熱至最佳膜處理溫度(大致15℃至80℃，視膜溫度規範而定)， 又參考圖64，在一些實施例中，一個或複數個熱管25 之其長度之一部分(熱部分)570 暴露於熱源，且其長度之不同部分(冷部分)575 暴露於較冷給水45 流。熱自熱源580 (熱部分)轉移至給水45 流(冷部分)以產生待饋入至逆向滲透系統中之經預熱給水流540 。 熱管安裝於作為罩殼585 之一部分的多孔板115 上。熱管25 可以任何取向(豎直、水平或任何其他角度)安裝。熱管之長度可不同。熱部分570 中熱管之長度可不同。冷部分575 中熱管之長度可不同。熱部分中熱管之安裝取向可與冷部分中熱管之安裝取向相同或不同。冷部分可與熱部分相鄰，或兩個部分可分隔開。 熱可由單個或複數個來源提供，亦即熱流體(hot fluid)或氣體、蒸汽、熱水、煙道氣、排出氣體、熱流體(thermal fluid)、地熱流體或氣體、熔融鹽、電熱源、經由輻射或光伏打捕捉之太陽能加熱。 用於煙道氣型水純化或給水濃縮系統之環狀熱管熟知煙道氣，諸如藉由化石燃料燃燒或藉由工業發熱反應產生之煙道氣含有大量熱能。煙道氣溫度可在20℃或更低至300℃或更高之範圍內。通常需要降低煙道氣溫度。冷卻煙道氣之典型方案係將一定長度之金屬管路插入煙道氣管中，其中煙道氣將熱能轉移穿過管路壁以使流過管路之流體的溫度升高。在本發明之一個態樣中，可使用環狀熱管而非管路以自煙管回收熱。可將回收之熱接著施加至其他地方。 在一些實施例中，其中使用回收之熱為水純化系統提供熱能(如圖65中所示)，一或多個環狀熱管640 之其長度之一部分(熱部分)處於煙道氣管610 中。環狀熱管640 長度之另一部分(冷部分)如本發明其他地方所述在蒸發腔20 內部與給水45 接觸。蒸發腔20 壓力可經設定以使得在環狀熱管之冷部分之溫度下發生沸騰。可將蒸發腔20 中產生之蒸汽50 如本發明其他地方所述導引至由冷凝腔35 、熱管25 總成及蒸發腔20 組成之另外一或多個階段(圖65)。在其他態樣中，使用其他類型之熱管。在本發明之另一態樣中(圖66)，可將蒸發腔20 中產生之蒸汽50 導引至除霧器30 及冷凝腔35 中，或直接導引至冷凝腔35 ，以使得蒸汽冷凝以產生純化水65 。在另一態樣中，來自蒸發腔20 (有或無除霧器30 )之蒸汽可直接用於應用，諸如需要蒸汽之化學工業或其他工業應用中之加熱。用於地熱能捕捉之環狀熱管 在本發明之一個態樣中，環狀熱管可用作熱傳遞裝置以將來自地熱來源之熱轉移至離開一定距離之位置(包括大地表面)，以使得可將回收之熱施加於其他製程。環狀熱管之效率使得更多能量轉移比習知地熱捕捉技術更長的距離。環狀熱管使得在極少損失下熱傳遞小於2 m至大於20 km範圍內之距離。在一個實施例中，一或多個環狀熱管之其長度之一部分(熱部分)與地熱來源接觸。環狀熱管長度之另一部分(冷部分)如本發明其他地方所述在蒸發腔內部與給水接觸。給水可以為產生用於有益用途之蒸汽之鍋爐給水、或用於如本發明其他地方所述水純化系統之給水。在另一實施例中，環狀熱管之冷部分可處於含有熱油之容器中，以使得地熱轉移至熱油中用於存儲或用於需要熱能之其他製程。 用於水純化或給水濃縮系統之低級長距離熱捕捉之環狀熱管 在本發明之另一態樣中，用於水純化之系統可使用環狀熱管由離開一定距離之位置的熱能操作。環狀熱管之效率使得更多能量轉移比習知熱能轉移技術更長的距離。環狀熱管使得在極少損失下熱傳遞小於2 m至大於20 km範圍內之距離。在一個實施例中，一或多個環狀熱管之其長度之一部分(熱部分)與熱源接觸。熱源可為蒸汽、電力、天然氣爐、油爐、煤爐、化學物質、化學反應、太陽能、核能、地熱能、熔融鹽、熱流體、生物質、堆肥、醱酵、微波、煙道氣、固體廢棄物或來自工業或其他製程之其他廢熱。熱部分可在第一腔室內部、在地下或向氛圍開放之容器內部。環狀熱管長度之另一部分(冷部分)如本發明其他地方所述在水純化系統之第一蒸發腔內部與給水接觸。單流蒸汽產生器中之熱管 在本發明之一個態樣中，熱管用作單流蒸汽產生器中之熱傳遞裝置。在一個實施例中，一或多個熱管之其長度之一部分(熱部分)與熱源接觸。熱源可為蒸汽、電力、天然氣爐、油爐、煤爐、化學物質、化學反應、太陽能、核能、地熱能、熔融鹽、熱流體、生物質、堆肥、醱酵、微波、煙道氣、固體廢棄物、酒精爐及來自工業或其他製程之廢熱。熱部分可在第一腔室內部、在地下或向氛圍開放之容器內部。熱管長度之另一部分(冷部分)在蒸發腔內部與水接觸。此部分可呈任何取向(豎直、水平或一定角度)。蒸發腔中熱管之取向不需要與熱區之取向相同。若使用多個熱管，則其可以具有不同取向。冷部分可以浸沒於水池中，或可將水噴霧於冷部分上，或水膜可流過冷部分之表面。來自噴霧或降膜之水可回收且又再用於噴霧或用以形成降膜。熱由熱部分轉移至冷部分。在冷部分，將熱轉移至水，導致水蒸發及蒸汽形成。水可連續或隔一段時間饋入以使蒸發腔中之水含量維持在指定數值內。蒸發腔中可使用除水外之流體。除熱及冷部分以外，熱管可具有一或多個中間部分，例如穿過蒸發腔之壁運作的部分或連通不彼此直接接觸之熱及冷區之絕緣部分，因此可使用遠離蒸發腔之熱源。 用於驅動蒸餾塔之單階段鍋爐中之熱管及再沸器中之熱管 在本發明之一個態樣中，熱管用作再沸器中之熱傳遞裝置以將熱供應蒸餾塔。在一個實施例中，一或多個熱管之其長度之一部分(熱部分)與熱源接觸。熱源可為蒸汽、電力、天然氣爐、油爐、煤爐、化學物質、化學反應、太陽能、核能、地熱能、熔融鹽、熱流體、生物質、堆肥、醱酵、微波、煙道氣、固體廢棄物、酒精爐及來自工業或其他製程之廢熱。熱部分可在第一腔室內部、在地下或向氛圍開放之容器內部。熱管長度之另一部分(冷部分)在蒸發腔內部與蒸餾塔底部之流體接觸。在一個態樣中，熱部分在蒸餾塔之底部內。由於與熱管相關之熱傳遞之效率高，故與在使用習知熱交換器之再沸器之情況下相比，小塔尺寸不大可能成為限制因素。在另一態樣中，熱部分處於腔室中與蒸餾塔底部相鄰，其中至少兩個管道連接兩個容器，一個管道將蒸餾底部物轉移至蒸發腔，且另一管道將蒸氣或蒸氣-液體混合物由蒸發腔轉移至蒸餾塔。冷部分可浸沒於蒸餾底部物之液體池中，或可將液體噴霧於冷部分上，或液體膜可流過冷部分之表面。來自噴霧或降膜之液體可回收且又再用於噴霧或用以形成降膜。熱由熱管之熱部分轉移至冷部分。在冷部分，將熱轉移至蒸餾底部物液體，從而導致蒸發。液體可連續或隔一段時間饋入以使蒸發腔中之液體含量維持在指定數值內。除熱及冷部分以外，熱管可具有一或多個中間部分，例如穿過蒸發腔之壁運作的部分或連通不彼此直接接觸之熱及冷區之絕緣部分，因此可使用遠離蒸發腔之熱源。用於氨移除系統之熱管 在本發明之另一態樣中，用於水純化之系統可在不使給水傳遞通過蒸發腔下操作。系統可包括預處理、預熱器及脫氣器。脫氣器之作用可為自給水分離揮發性物種。在一個態樣中，揮發性物種可為氨、揮發性有機化合物或彼等物種之混合物。預處理可包括與本發明之其他實施例中所述相同的步驟。預熱器可包括熱管、熱板、熱交換器或其他熱傳遞裝置。舉例而言，預熱器可包括具有熱管之容器，其中各熱管之一部分可與給水接觸，且熱管之其餘部分在容器外部與熱源接觸，該熱源包括(但不限於)蒸汽、電力、天然氣爐、油爐、煤爐、化學物質、化學反應、太陽能、核能、地熱能、熔融鹽、熱流體、生物質、堆肥、醱酵、微波、煙道氣、固體廢棄物、酒精爐、來自工業或其他過程之其他廢熱。脫氣器可包括一或多個容器，諸如在本申請案之其他實施例中所述之容器，包括填充塔、具有板之容器、具有噴頭之空塔或其他氣液接觸器。使用氣流分離自水移除之物種且載運其離開脫氣器。氣體可為蒸汽、空氣、惰性氣體、CO2、甲烷、天然氣、煙道氣及彼等氣體之混合物。可在脫氣腔之一或多個位置注射氣體。 用於果汁及其他濃縮器之熱管 在本發明之一些實施例中，濃縮液體饋料之系統可包括預處理、脫氣器、預熱器、一或多個蒸發腔及除霧器、一或多個產物冷凝腔、用於液體及氣體流之入口及出口、控制系統及一或多個熱回收單元。此等組件可以與用於水純化之系統中所述相同的組態使用。本發明之其他實施例不必須包括所有列舉之組件，且省略之組件將由進行之純化之性質指定，包括給水之性質、產物及濃縮物之預期用途及其類似物。液體饋料傳遞通過一或多個蒸發腔以分離呈氣體形式之一或多種物種之一部分(或全部)；因而，饋料中其他物種之濃度增加，且獲得可藉由重力、藉由泵吸作用、藉由靜水壓力作用或藉由任何其他適合製程獲自系統之流體產物。舉例而言，果汁可為液體饋料且果汁濃縮物係產物。作為另一實例，乳汁可為饋料且濃縮乳汁係產物。 結晶器中之熱管 結晶器係發生由液體溶液至固體結晶相之溶質質量轉移之單元。在一些應用中，結晶器經由蒸發水自鹽水/濃縮物分離溶質，因此所得濕固體可容易在無液體排出(ZLD)應用中處理(有或無進一步乾燥)。給水濃縮器及蒸發器係藉由蒸發一部分溶質濃縮給水之單元。結晶器、給水濃縮器及蒸發器可由若干能量來源操作，該等能量來源包括蒸汽再壓縮、來自其他單元之蒸汽、電動加熱器或習知熱交換器。 在圖67中所示之一個實施例中，蒸發溶劑及誘導結晶需要之熱藉由管25 提供，該熱管之其長度之一部分(熱部分)與熱源580 接觸。熱源580 可為蒸汽、電力、天然氣爐、油爐、煤爐、化學物質、化學反應、太陽能、核能、地熱能、熔融鹽、熱流體、生物質、堆肥、醱酵、微波、煙道氣、固體廢棄物、酒精爐及來自工業或其他製程之廢熱。熱部分可在第一腔室內部、在地下或向氛圍開放之容器內部。熱管長度之另一部分(冷部分)在第結晶器590 內部。冷部分可置於結晶器或主要結晶腔室或兩者中之再循環迴路中。將結晶器饋料625 饋入結晶器中，在其中其經由蒸發進一步濃縮。將產生之蒸汽245 遞送至產生純化水65 之冷凝器595 中。將離開結晶器之漿料饋入過濾器700 中，在其中移除更多水，從而形成更多容易拋棄之濾餅705 。在其他實施例中，可將漿料離心，於池中乾燥，再用於其他應用或以任何其他習知方式處理。在其他實施例中，在冷凝器595 中回收之熱可藉助於熱管道、熱交換器或其他熱傳遞裝置用以預熱結晶器饋料625 。在其他實施例中，於結晶器中之溶液或懸浮液可經由熱交換器或熱管熱交換器再循環。在其他實施例中，可使用擋板及導流管控制晶體生長速率及晶體尺寸分佈。 結晶器亦可用作水純化系統之一部分。在此情況下，饋入結晶器中之濃縮鹽水/溶液係來自如前所述之水純化系統之最終濃縮物。結晶器之輸出物流係待轉化為純化水及固體之蒸汽。結晶器可具有熱管、熱交換器或蒸氣再壓縮。 在圖68所示之另一實施例中，將熱管25 用於冷凝器595 中以回收自結晶器590 釋放之蒸汽245 之氣化熱，以將來自水純化系統之最終濃縮物55 在其作為結晶器饋料625 進入結晶器590 之前預熱。此外，冷凝水65 可用作產物。在所示實施例中，離開結晶器590 之一些溶液或懸浮液經由再循環迴路620 回收以輸入至結晶器590 中。熱管可存在於結晶器590 之主體中、再循環迴路620 中之熱管熱交換器615 中及冷凝器595 中。其亦可僅存在於此等位置中之一些。熱源580 可為圖69之描述中所列舉者中之任一者。 圖69更詳細展示熱管熱交換器615 。熱管熱交換器615 具有藉由多孔板115 分隔開之兩個部分及穿過多孔板115 運作之熱管25 ，以使得其填充多孔板中之孔口，將空隙密封且兩個部分之間無流體連通。在熱管熱交換器615 之一個部分中，熱源580 與熱管25 接觸。熱源580 可為圖69之描述中所列舉者中之任一者。熱管25 將熱轉移至熱管熱交換器615 之另一部分中循環之流體中，該流體載送一些經由再循環迴路620 回收之溶液或懸浮液離開結晶器590 。熱管熱交換器615 之此部分具有圍繞熱管25 之套管460 。套管460 減小流體流動之橫截面積，導致流體之線性流速較高，流體中之邊界層較薄，流體中之雷諾數較高，熱管25 至流體之熱傳遞係數較佳及熱管25 表面上之水垢形成速率較低。熱管25 之外表面與套管460 之內表面之間的典型距離可小於1 mm。在其他實施例中，其可小於1 cm。在其他實施例中，其可小於5 cm。 在圖70中所示之另一實施例中，將來自水純化系統之最終濃縮物55 饋入閃蒸腔635 中，在其中其進行閃蒸。閃蒸腔635 中產生之蒸汽245 自最終濃縮物55 分離。冷凝器595 中使用熱管25 以回收自結晶器590 及閃蒸腔635 釋放之蒸汽245 之氣化熱，且使用該熱預熱給水245 。將經預熱給水95 遞送至水純化系統。冷凝水65 可用作產物。最終濃縮物55 在閃蒸腔635 中進一步濃縮且以結晶器饋料625 離開，該結晶器饋料可為溶液(在一些情況下過飽和)或懸浮液。在所示實施例中，離開結晶器590 之一些溶液或懸浮液經由再循環迴路620 回收以輸入至結晶器590 中。熱管可存在於結晶器590 之主體中、再循環迴路620 中之熱管熱交換器615 中及冷凝器595 中。其亦可僅存在於此等位置中之一些。熱源580 可為圖69 之描述中所列舉者中之任一者。 膜蒸餾 加熱膜蒸餾系統中之給水可改良蒸餾製程之總效率。另外，控制沿膜之溫度亦可藉由在整個系統中使給水保持於最佳溫度來改良效率。 圖71 (來源：「Advances in Membrane Distillation for Water Desalination and Purification Applications」, Camacho等人)展示可用於本發明之實施例中之多種不同類型之膜蒸餾組態。組態(a)係直接接觸膜蒸餾，其中590 係膜，715 係膜孔隙，45 係給水且654 係純化水。組態(b)係Gor-Tex膜蒸餾，其中720 係熱給水，45 係冷給水，725 係冷卻板且65 係純化水。組態(c)係真空膜蒸餾，其中45 係給水，730 係真空環境，且65 係純化水。組態(d)係吹掃氣體膜蒸餾，其中45 係給水，735 係吹掃氣體且740 係純化水蒸氣。 標準膜蒸餾組態假定給水比純化水熱。較大溫度差產生效率改良。 圖72展示可在本發明之一些實施例中使用之兩種類型之膜組態，中空纖維(a)及平坦薄片(b)。中空纖維組態中之膜係圓筒壁745 。平坦薄片組態具有兩個元件，活性層750 及支撐層755 。為緊湊起見，亦可將平坦薄片捲軋成卷。 在膜蒸餾下使用熱管之兩種基本方式可為以下： i) 用熱管熱交換器替換習知熱交換器以加熱給水。 ii) 在捲軋膜中使用一或多個熱管以使經加熱液體較佳分佈。 圖73展示可在本發明之一些實施例中使用之具有給水管道760 及離開卷之純化水65 流之典型膜卷765 。圖74 展示此類型配置，其中將一或多個熱管25 置放於膜卷765 中以沿卷之軸線維持相對恆定的溫度。圖74展示類似配置，但其中改將熱管25 插入至給水管道760 中。將熱580 施加至熱管25 以致熱管可使給水之溫度升高，以改良膜卷765 之效率。 熱板亦可用於膜蒸餾系統以在薄片膜上維持相對恆定的溫度或預熱給水。因為亦可使用熱管及熱板移除熱，可建構一或多個熱管或一或多個熱板作為冷卻板725 或用以冷卻冷板(參見圖71)。 上文所述之組態可以用於單膜系統或多效膜蒸餾系統。熱管、脈衝式熱管、熱板、散熱器、熱虹吸管及熱桿係此等實施例之所有候選者。 用於熱管及熱板之熱可來自多種來源，包括蒸汽、電力、天然氣爐、油爐、煤爐、化學物質、化學反應、太陽能、核能、地熱能、熔融鹽、熱流體、生物質、堆肥、醱酵、微波、煙道氣、固體廢棄物或來自工業或其他製程之其他廢熱。冷卻可來自加壓空氣、水蒸發、製冷及其他來源。 電滲析系統中所用之熱管 電滲析效率隨給水溫度增加而改良。高溫電滲析係充分研究之領域。電滲析可由單組單元或多單元群組進行。電滲析亦可在將氣體注入至單元中以有助於防止膜上之水垢堆積之製程中進行(參見例如美國專利4,311,575)。 在本發明之一些實施例中，熱管及熱板可以各種方式用於電滲析系統中。圖75展示電滲析，其包括陽極770 、陰極775 、純化水65 、最終濃縮物55 、陽極電解液795 、陰極電解液800 、給水45 、濃縮物溶液790 、陰離子交換膜785 及陽離子交換膜780 。在此實施例中，熱管(或熱板)熱交換器615 置換標準熱交換器加熱溶液45 及790 ，之後將其注射至單元中。亦示於圖75中之另一實施例包括單元內維持整個單元中相對恆定的溫度以改良總效率之熱板(或熱管)。此等實施例可一起或個別使用。 圖76展示電滲析系統之另一實施例，其中將氣體805 注入至單元中以減小水垢形成。在此實施例中，使用熱管(或熱板)熱交換器615 加熱氣體805 ，之後將其注射至單元中。亦展示熱板(或熱管)25 在單元內部以在整個單元中維持相對恆定的溫度。此外，在一個實施例中熱管熱交換器615 及熱板25 可一起使用，或在其他實施例中可個別地使用任一者。熱管、熱板、散熱器或熱桿係用於此等實施例之所有候選者。 露水蒸發中之熱板 露水蒸發之製程使用空氣作為載氣，其將來自上升蒸發通道之水蒸氣傳遞至相鄰下降露水形成通道。流過阻擋物之熱使得藉由於露水形成側上冷凝釋放之熱充分滿足蒸發能量需求。保持小壓力差以使冷凝較冷空氣保持於冷側上。 本發明將熱板用於露水蒸發系統中。露水蒸發系統之詳述可見於例如美國專利US 8444829 B2「Systems, Processes and Methodologies for Producing Clean Water」中，其以引用的方式併入本文中。 圖77展示本發明之一種可能實施例。藉由熱板510 將露水蒸發罩殼815 分成蒸發部分820 及冷凝部分825 。熱板由單個或複數個經密封金屬結構之熱傳遞元件構成。視耐腐蝕性需要，金屬罩殼可經接種或未經接種。各元件經密封含有部分真空、單個或複數個芯結構及工作流體。熱板可豎直或以替代角度安裝。 熱空氣835 或空氣及其他氣體或氣體混合物之混合物進入罩殼815 中。入口空氣流可藉由以下加熱：蒸汽、電力、天然氣爐、油爐、煤爐、酒精爐、化學物質、化學反應、太陽能、核能、地熱能、熔融鹽、熱流體、生物質、堆肥、醱酵、微波、煙道氣、固體廢棄物或來自工業或其他製程之廢熱。 當熱空氣流升高時，其接觸熱板510 之蒸發面上之給水45 降膜。給水亦可藉由與上文所列相同的來源中之一或多者加熱。給水溫度可在20℃與99℃之間變化。降膜水之一些部分藉由熱空氣流蒸發，且將所得潮濕空氣流840 載送越過熱板/熱傳遞壁510 之頂部。當潮濕空氣流在熱板之冷凝側825 上向下流動時，水蒸氣之一些部分將於熱板之冷凝面上冷凝。冷凝焓或熱將經由熱板轉移至熱板510 之蒸發側820 。熱板中之能量轉移機制與熱管中之能量轉移機制類似。能量接著可用於使給水降膜蒸發。可將較冷空氣或混合氣體845 再加熱且返回至罩殼之蒸發側，轉移至相鄰罩殼，或釋放至周圍環境。濃縮物流850 及純化水65 自其安裝板之各別側進行收集。 露水蒸發中之熱管 本發明之一些實施例在露水蒸發系統中使用安裝於安裝板中提供具有蒸發側及露水形成側之熱傳遞壁的熱管。露水蒸發系統之詳述可見於例如美國專利US 8444829 B2「Systems, Processes and Methodologies for Producing Clean Water」中，其以引用的方式併入本文中。 圖78展示一種可能的實施例。藉由安裝板830 將露水蒸發罩殼815 分成蒸發部分820 及冷凝部分825 。安裝板可由金屬、非金屬或材料之組合製成。熱管25 以可由水平至豎直之角度安裝於安裝板中。熱管之長度可不同。蒸發部分中熱管之長度可不同。冷凝部分中熱管之長度可不同。熱管之直徑可相等或直徑可不同。安裝板經形成以引導降水膜覆蓋蒸發部分中熱管之表面。 熱空氣835 或空氣及其他氣體或氣體混合物之混合物進入罩殼815 中。入口空氣流可藉由以下加熱：蒸汽、電力、天然氣爐、油爐、煤爐、酒精爐、化學物質、化學反應、太陽能、核能、地熱能、熔融鹽、熱流體、生物質、堆肥、醱酵、微波、煙道氣、固體廢棄物或來自工業或其他製程之廢熱。 當熱空氣流升高時，其接觸安裝板830 之蒸發側上之熱管表面上之給水降膜。給水45 亦可藉由與上文所列相同的來源中之一或多者加熱。給水溫度可在20℃與99℃之間變化。降膜水之一些部分將藉由升高熱空氣流蒸發，且所得潮濕空氣流840 將載送越過安裝板830 之頂部。當潮濕空氣流840 在安裝板之冷凝側825 上向下流動時，水蒸氣之一些部分將於安裝板之冷凝面上冷凝，且一些部分將於熱管之冷凝側上冷凝。冷凝焓或熱將主要經由熱管轉移至熱管25 之蒸發側820 。來自冷凝之能量接著可用於蒸發給水降膜。可將較冷空氣或混合氣體845 再加熱且返回至罩殼之蒸發側，轉移至相鄰罩殼，或釋放至周圍環境。濃縮物流850 及純化水65 自其安裝板之各別側進行收集。 本文中所說明性地描述之本發明可在不存在本文中未特定揭示之任何一或多個元件、一或多個限制之情況下合適地實踐。所用術語及表述用作描述之術語且不為限制性的，且在使用此類術語及表述中，不欲指排除所示及所述特徵之等效物或其部分。應認識到，各種修改可能在本發明之範疇內。因此，應瞭解儘管本發明已藉由較佳實施例及視情況選用之特徵特定揭示，但熟習此項技術者可採用本文所揭示之概念的修改及變化，且該等修改及變化視為處於由本發明所界定的本發明之範疇內。 熟習此項技術者認識到，本文所闡述之本發明之態樣及實施例可彼此單獨或彼此結合實施。因此，個別實施例之組合在如本文所揭示之本發明之範疇內。 所有專利及公開案以引用的方式併入本文中，其引用的程度如同特定且個別地將各個別公開案以引用的方式併入一般。

10‧‧‧預熱器

15‧‧‧脫氣器

20‧‧‧蒸發腔

25‧‧‧熱管或熱虹吸管

30‧‧‧通用除霧器

35‧‧‧冷凝器

40‧‧‧能量輸入容器

45‧‧‧給水

50‧‧‧來自蒸發腔之蒸汽

55‧‧‧最終濃縮物

60‧‧‧輸入系統之能量

65‧‧‧純化水

70‧‧‧中間濃縮物

75‧‧‧經脫氣給水

80‧‧‧預處理給水

85‧‧‧固體

90‧‧‧階段

95‧‧‧預熱給水

100‧‧‧進入脫氣器之氣流

105‧‧‧脫氣器廢棄物

110‧‧‧熱傳遞裝置

115‧‧‧多孔板

120‧‧‧就地清潔溶液

125‧‧‧泵

130‧‧‧閥門

135‧‧‧曲折路徑

140‧‧‧蒸汽產生器

145‧‧‧來自能量輸入容器之冷凝物

150‧‧‧來自蒸汽產生器之蒸汽

155‧‧‧給水入口

160‧‧‧用於熱管之安裝孔

165‧‧‧降流管

170‧‧‧外殼

175‧‧‧油或氣體燃燒器

180‧‧‧蒸汽噴射器

185‧‧‧預熱給水出口

190‧‧‧蒸汽捕捉腔室(圖9)

195‧‧‧大脫氣器粒子

200‧‧‧中等脫氣器粒子

205‧‧‧小脫氣器粒子

210‧‧‧脫氣器噴嘴

215‧‧‧用於中間濃縮物之排出管

220‧‧‧除霧器廢棄物

225‧‧‧襯墊除霧器

230‧‧‧凹槽

235‧‧‧除霧器液滴

240‧‧‧擋扳

245‧‧‧受污染之蒸汽

250‧‧‧頂部蒸發腔

255‧‧‧漩渦除霧器

260‧‧‧漩渦除霧器入口

265‧‧‧漩渦器區域

270‧‧‧經除霧清潔蒸汽出口

275‧‧‧除霧器廢棄物出口

280‧‧‧熱流

285‧‧‧冷凝器入口

290‧‧‧純化水出口

295‧‧‧蒸汽噴霧

300‧‧‧水垢

305‧‧‧薄層(調節)

310‧‧‧用於水垢移除之裝置(亦稱為機器人清洗器)

315‧‧‧電極

320‧‧‧電絕緣體

325‧‧‧純化冰

330‧‧‧中間濃縮物出口

335‧‧‧柔性密封件

340‧‧‧中間濃縮物入口

345‧‧‧中間濃縮物噴霧器

350‧‧‧熱管密封管

355‧‧‧熱管工作流體

360‧‧‧毛細芯

365‧‧‧熱管熱源

370‧‧‧振動能量

375‧‧‧疏水性塗層

380‧‧‧薄箔

385‧‧‧金屬篩網

390‧‧‧電阻加熱器

395‧‧‧絕緣套管

400‧‧‧電力供應

405‧‧‧廢棄物熱

410‧‧‧熱流體

415‧‧‧蒸汽噴射器

420‧‧‧動力蒸汽

425‧‧‧來自噴射器之蒸汽

430‧‧‧機械蒸氣壓縮機

435‧‧‧進入蒸汽產生器中之冷凝物

440‧‧‧傾角

445‧‧‧保持器

450‧‧‧螺紋插入物

455‧‧‧柔性絕緣套管

460‧‧‧套管

465‧‧‧塗層

470‧‧‧金屬套管

475‧‧‧連接材料

480‧‧‧變形

485‧‧‧柔性材料

490‧‧‧固定板

495‧‧‧安裝板

500‧‧‧固定件

505‧‧‧分離板

510‧‧‧熱板

515‧‧‧熱交換器

520‧‧‧NF或UF系統

525‧‧‧濃縮物廢料流

530‧‧‧廢棄濃縮物排放口

535‧‧‧NF/UF處理之給水

540‧‧‧NF/UF預熱之給水

545‧‧‧水純化濃縮系統

550‧‧‧溫度旁路控制閥

555‧‧‧溫度探針

560‧‧‧清潔粒子

565‧‧‧多孔圓筒

570‧‧‧暴露於熱之長度

575‧‧‧暴露於給水之長度

580‧‧‧通用熱源

585‧‧‧加熱罩殼

590‧‧‧結晶器

595‧‧‧通用冷凝器

600‧‧‧煙道氣入口

605‧‧‧煙道氣出口

610‧‧‧煙道氣管

615‧‧‧熱管熱交換器

620‧‧‧再循環迴路

625‧‧‧熱輸入部分出口

630‧‧‧閃蒸腔

635‧‧‧環型熱管

700‧‧‧過濾器

705‧‧‧固體

710‧‧‧膜

715‧‧‧孔隙

720‧‧‧MD預熱饋料

725‧‧‧冷卻板

730‧‧‧真空

735‧‧‧吹掃氣體

740‧‧‧純化水蒸氣

745‧‧‧膜壁

750‧‧‧活性層

755‧‧‧支撐層

760‧‧‧給水管道

765‧‧‧膜卷

770‧‧‧陽極

775‧‧‧陰極

780‧‧‧陽離子交換膜K

785‧‧‧陰離子交換膜A

790‧‧‧電滲析濃縮物

795‧‧‧陽極電解液

800‧‧‧陰極電解液

805‧‧‧注射氣體ED

810‧‧‧注射氣體ED加熱器

815‧‧‧露水蒸發罩殼

820‧‧‧露水蒸發之蒸發部分

825‧‧‧露水蒸發之冷凝部分

830‧‧‧露水蒸發安裝板

835‧‧‧熱空氣

840‧‧‧潮濕空氣

845‧‧‧冷卻空氣

850‧‧‧露水蒸發濃縮物

855‧‧‧過濾及淡化水

860‧‧‧線增壓泵

865‧‧‧混合器-沈降器容器

870‧‧‧計量泵

875‧‧‧苛性鹼儲槽

880‧‧‧可變閥門

885‧‧‧Mg(OH)2漿料

890‧‧‧第一過濾濾餅

895‧‧‧靜態混合器

900‧‧‧CO2儲槽

905‧‧‧第二過濾濾餅

910‧‧‧去垢水

在一些情況下，本發明之實施例在本文中在例示性形成中或參考一或多個圖式揭示。然而，一特定實施例之任何此類揭示內容僅係例示性的，且不指示本發明之完整範疇。 圖1係純化或給水濃縮系統之典型實施例之示意圖。 圖2展示純化系統之通用組態。 圖3係具有兩個純化水產生階段之水純化或給水濃縮系統之示意圖。 圖4係水純化或給水濃縮系統階段之示意圖。 圖5係具有五個純化水產生階段之水純化或給水濃縮系統之示意圖。 圖6係具有兩個純化水產生階段及純化水反饋之水純化或給水濃縮系統之示意圖。 圖7係多孔板之圖式。 圖8係具有降流管之水純化或給水濃縮系統階段之圖式。 圖9展示具有堆疊配置之階段的純化或給水濃縮系統之正視圖。 圖10展示以逆流模式操作且具有堆疊配置之階段的純化或給水濃縮系統之正視圖。 圖11係預處理過程之示意流程圖。 圖12係純化或給水濃縮系統中給水預加熱腔之示意圖。 圖13係純化或給水濃縮系統中給水脫氣器之示意圖。 圖14展示純化或給水濃縮系統中給水脫氣器之橫截面圖。 圖15係純化或給水濃縮系統中具有脫氣器之蒸發腔之示意圖。 圖16係純化或給水濃縮系統中無脫氣器之蒸發腔之示意圖。 圖17展示具有保護擋扳、凹槽及除霧墊之除霧器配置。 圖18係蒸發腔之示意圖。 圖19係漩渦除霧器之示意圖。 圖20係具有螺旋葉之冷凝腔之示意圖。 圖21係具有螺旋葉之冷凝器腔之示意性俯視圖。 圖22係習知熱管之示意圖。 圖23係高效熱管之示意圖。 圖24係純化或給水濃縮系統中控制電路之圖式。 圖25展示若干能量輸入組態。 圖26展示在真空下操作及使用熱蒸氣壓縮之純化或給水濃縮系統之示意圖。 圖27展示在真空下操作及使用機械蒸氣壓縮之純化或濃縮系統之示意圖。 圖28展示具有單個水產生蒸發腔之純化或濃縮系統之示意圖。 圖29展示使用熱管及機械蒸氣壓縮之純化或濃縮系統之示意圖。 圖30展示呈水平組態之純化或濃縮系統操作之示意圖。 圖31係將給水或中間濃縮物噴霧於熱管表面上之蒸發腔之示意圖。 圖32展示在各階段中及各階段之間的使用環狀熱管之純化或濃縮系統之示意圖。 圖33係具有傾斜熱管之水純化或給水濃縮系統階段之示意圖。 圖34係具有不同高度之熱管之水純化或給水濃縮系統階段之示意圖。 圖35係具有替代性蒸汽注入之水純化或給水濃縮系統階段之示意圖。 圖36展示安裝於多孔板上之熱管之示意圖。 圖37展示安裝於具有機械加工凹槽之多孔板上之熱管之示意圖。 圖38展示藉由穿入多孔板中之插入物固持之熱管之示意圖。 圖39展示藉由安裝於多孔板上之電絕緣套管固持之熱管之示意圖。 圖40展示藉由安裝於多孔板上之另一電絕緣套管固持之熱管之示意圖。 圖41展示藉由安裝於多孔板上之另一套管固持之熱管之示意圖。 圖42展示安裝於經塗佈多孔板上之熱管之示意圖。 圖43展示豎直安裝於多孔板上之熱管之示意圖。 圖44展示以一定角度安裝於多孔板上之熱管之示意圖。 圖45展示連接至安裝於多孔板上之套管之熱管之示意圖。 圖46展示藉由安裝於多孔板上之錐形套管固持之熱管之示意圖。 圖47展示藉由多孔板之局部變形固持之熱管之示意圖。 圖48展示在多孔板上安裝多重熱管之組態。 圖49展示在多孔板上安裝多重熱管之組態。 圖50係使用熱板之水純化或給水濃縮系統之示意圖。 圖51係使用波紋熱板之水純化或給水濃縮系統階段之示意圖。 圖52展示使用超濾或奈米過濾過程減低水硬度之系統。 圖53係說明熱管自清潔之特徵之圖式。 圖54係展示純化或濃縮系統之一個階段停止工作進行清潔或進行維護工作時管道及閥門配置之圖式。 圖55係展示純化或濃縮系統之一個階段停止工作進行清潔或進行維護工作時管道及閥門配置之圖式。 圖56係清潔沈積於熱傳遞裝置表面上之水垢的調節及就地清潔過程之示意圖。 圖57係展示一個脫氣器停止工作進行清潔或進行維護工作時管道及閥門配置之圖式。 圖58係清潔沈積於熱傳遞裝置表面上之水垢的熱衝擊過程之示意圖。 圖59係清潔沈積於熱傳遞裝置表面上之水垢的機器人之示意圖。 圖60係將電偏壓施加於熱管上以減低在熱傳遞裝置之表面上形成水垢之速率的配置之示意圖。 圖61係將電偏壓施加於熱管上以減低在熱傳遞裝置之表面上形成水垢之速率的配置之示意圖。 圖62係具有熱管之多階段閃蒸器及多效蒸餾系統之示意圖。 圖63係使用熱管之冷凍-淡化過程之示意圖。 圖64係用於奈米過濾、超濾或逆滲透之使用熱管作為加熱器之系統之示意圖。 圖65係將環狀熱管用於管道氣型水純化或溶液濃縮系統之系統的示意圖。 圖66係將環狀熱管用於管道氣類型水純化或溶液濃縮系統之系統的另一示意圖。 圖67為具有熱管之結晶器之示意圖。 圖68係具有熱管、由熱管熱交換器進行之液體再循環及對預熱結晶器饋料之蒸汽能量回收之結晶器的示意圖。 圖69展示熱管熱交換器之示意圖。 圖70係具有熱管、由熱管熱交換器進行之液體再循環、對用於純化或濃縮系統之預熱給水之蒸汽能量回收及自純化或濃縮系統之最終濃縮物蒸發一些水之閃蒸腔之結晶器的示意圖。 圖71係膜蒸餾組態之示意圖。 圖72展示兩個類型之膜的示意圖。 圖73係無熱管之捲膜之示意圖。 圖74係具有熱管之捲膜之示意圖。 圖75係在電滲析中使用熱管之系統之示意圖。 圖76係在電滲析中在注射氣體下使用熱管之系統之示意圖。 圖77係在露水蒸發中使用熱管之系統之示意圖。 圖78係在露水蒸發中使用熱管之系統之另一示意圖。

Claims (9)

1. 一種水純化及淡化系統，其在至少一個階段及控制系統中包含複數個流體處理組件、熱傳遞組件，其中： 該至少一個階段之該等流體處理組件界定由一或多個水入口至至少一種產物之至少一個出口及至少一種廢棄物之至少一種產物的流體流動之流體處理路徑，且其中沿該流體處理路徑之各組件可與至少一個相鄰流體處理組分流體連通，且其中該等流體處理組件依流體流動次序可包含：水入口、蒸發腔、純化水冷凝腔及該等出口； 以使得在操作中，該等熱傳遞組件可提供蒸餾能量； 其中該等熱傳遞組件包含以下中之至少一者：熱管、熱板、散熱器、環狀熱管或脈衝式熱管或此等裝置之組合，且其中該等熱傳遞組件界定熱回收機構；及 其中該系統進一步包含至少一個選自以下之額外特徵：(a)製程變化；(b)階段中之硬體組態；(c)用於水垢預防、清潔或維護之調適；(d)佐劑純化方案；及(e)其任何組合。
2. 如請求項1之系統，其中該製程變化係選自由以下組成之群：施加真空、蒸汽再壓縮、產物水反饋、單級核心、蒸氣壓縮蒸發及其任何組合。
3. 如請求項1之系統，其中該硬體組態處於至少一個階段中且其中該組態係選自由以下組成之群：水噴霧、環狀熱管、水平取向、呈水平與豎直之間的角度或沿不同於水平及豎直軸之軸線取向、不相等高度之熱管、階段之至少一個腔室中不相等位置之熱管、蒸汽噴射變化、熱管安裝方案、呈板組態之熱管、作為腔室壁之熱板及其任何組合。
4. 如請求項1之系統，其中該用於水垢預防、清潔或維護之調適係選自由以下組成之群：藉由超濾或奈米過濾軟化，藉由離子交換軟化、藉由沈澱軟化、自一個階段之運作中移除、化學處理、雙重脫氣器、熱衝擊、機器人清潔、塗層、熱管上之電偏壓及其任何組合。
5. 如請求項1之系統，其中該佐劑純化方案係選自由以下組成之群：多效蒸餾(MED)、多階段閃蒸(MSF)、冷凍、膜蒸餾、逆向滲透、正向滲透及其任何組合。
6. 如請求項1之系統，其包含至少兩個額外特徵。
7. 如請求項6之系統，其中該至少兩個額外特徵係選自相同群組。
8. 如請求項6之系統，其中該至少兩個額外特徵係選自不同群組。
9. 如請求項6之系統，其包含至少一個來自各群組之額外特徵。