專利名稱：新型多效蒸餾海水淡化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型多效蒸餾海水淡化裝置，主要用于海水(或苦咸水)淡 化。屬于海水淡化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)海水或苦咸水進(jìn)行淡化的方法很多，常規(guī)的方法有蒸餾法、離子交換法、滲析 法、反滲透膜法以及冷凍法等。在蒸餾法中最為廣泛被研究和使用的方法主要是多級(jí)閃蒸 (MSF)海水淡化裝置和多效蒸餾(MED)海水淡化裝置。多級(jí)閃蒸(MSF)海水淡化裝置是利用電廠、化工廠的余熱連續(xù)不斷的從海水中提 取總固體物質(zhì)含量很小的高品質(zhì)淡水，作為生產(chǎn)過程的工藝用水以及大規(guī)模的市政用水。多效蒸餾(MED)海水淡化技術(shù)的特征是將水平管降膜蒸發(fā)器(或垂直管降膜蒸發(fā) 器)串聯(lián)起來，用一定量的蒸汽輸入，通過多次蒸發(fā)和冷凝，得到多倍于加熱蒸汽量的蒸餾 水。附圖1是一種多效蒸餾(MED)海水淡化裝置的原理圖。在上述兩種方式海水淡化裝置中，多級(jí)閃蒸海水淡化裝置需要輸入的蒸汽溫度較 高，溫度過低導(dǎo)致級(jí)數(shù)減少，效率降低。由于多級(jí)閃蒸海水淡化裝置每淡化1噸淡水需要8 噸海水循環(huán)經(jīng)過這個(gè)裝置，因此必須需要大功率的循環(huán)水泵，其最大的缺點(diǎn)就是能耗高。而 多效蒸餾海水淡化裝置則需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的海水噴淋(或布水)系統(tǒng)，噴淋(布水)系統(tǒng)是 多效蒸餾海水淡化裝置的關(guān)鍵部件，在蒸發(fā)器內(nèi)噴淋區(qū)域內(nèi)噴淋量均勻使傳熱管表面很好 的潤(rùn)濕，噴淋不均勻就會(huì)引起傳熱面局部干壁，易結(jié)垢，導(dǎo)致冷凝器過早損壞和傳熱效果惡 化。由于傳統(tǒng)的多效蒸餾海水淡化裝置在運(yùn)行過程中，海水依次從上一效的蒸發(fā)室底 部通過噴淋裝置(或布水裝置)進(jìn)入到下一效，因此為了滿足噴淋裝置對(duì)海水流量的要求， 海水流經(jīng)各效的流量是不能隨意調(diào)節(jié)的，流量過大和流量過小都會(huì)影響蒸發(fā)效率和蒸發(fā)器 的壽命。因此，現(xiàn)有多效蒸餾海水淡化裝置排出的濃海水的濃度都比較低(一般在5-6%左 右)，這樣的結(jié)果就是生產(chǎn)1噸淡水大約就要排出1噸濃海水。

發(fā)明內(nèi)容為了克服上述兩種海水淡化裝置的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種帶有流量調(diào)節(jié)和 淡水余熱回收的多效蒸餾海水淡化裝置，其排出濃海水的溫度低、流量可調(diào)節(jié)；而淡水余熱 回收提高了為下一效蒸發(fā)器的補(bǔ)水溫度，消除了過冷現(xiàn)象。因而具有排出濃海水濃度低、流 量可調(diào)節(jié)，排出的淡水溫度低，熱效率高的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的新型多效蒸餾海水淡化裝置由若干組串聯(lián)的降膜蒸發(fā)器、淡水槽、加熱器、冷卻 器，以及各效的淡水余熱回收換熱器、濃海水排出流量調(diào)節(jié)閥組成，每一效降膜蒸發(fā)器由蒸 發(fā)器、噴淋(布水)裝置、輸水泵、除沫器組成；相鄰兩效蒸發(fā)器之間經(jīng)過流量調(diào)節(jié)閥或者輸 水泵相連，每一效的噴淋(布水)裝置通過本效的輸水泵連接到本效蒸發(fā)器的底部。
圖1是多效蒸餾(MED)海水淡化裝置的原理圖。圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。圖3是本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例。圖2中1是加熱器、2是第一效降膜蒸發(fā)器、3是第一效噴淋裝置、4是第一效噴淋 裝置的輸水泵、5是第一效蒸發(fā)器向第二效蒸發(fā)器補(bǔ)水的流量調(diào)節(jié)閥、6是第一效冷凝器、7 是第二效降膜蒸發(fā)器、8是第二效噴淋裝置、9是第二效噴淋裝置的輸水泵、10是第二效蒸 發(fā)器向第三效蒸發(fā)器補(bǔ)水的流量調(diào)節(jié)閥、11是第二效冷凝器、12是第三效降膜蒸發(fā)器、13 是第三效的噴淋裝置、14是第三效噴淋裝置的輸水泵、15是第三效蒸發(fā)器向第四效蒸發(fā)器 補(bǔ)水的流量調(diào)節(jié)閥、16是倒數(shù)第二效的冷凝器、17是最后一效降膜蒸發(fā)器、18是最后一效 噴淋裝置、19是最后一效噴淋裝置的輸水泵、20是最后一效的濃海水排出流量調(diào)節(jié)閥，21 是最后一效的冷凝器，22是最后一效的冷卻器，23是最后一效蒸餾器的淡水槽，24是最后 一效的淡水余熱回收換熱器，25是倒數(shù)第二效的淡水槽，26是倒數(shù)第二效的淡水余熱回收 換熱器，27是第二效的淡水槽，28是第二效的淡水余熱回收換熱器，29是第一效的淡水槽， 30是第一效的淡水余熱回收換熱器，31是第一效蒸發(fā)器的補(bǔ)水流量調(diào)節(jié)閥。圖3中1是加熱器、2是第一效降膜蒸發(fā)器、3是第一效噴淋裝置、4是第一效噴 淋裝置的輸水泵、5是第二效蒸發(fā)器向第一效蒸發(fā)器補(bǔ)水的輸水泵、6是第一效冷凝器、7是 第二效降膜蒸發(fā)器、8是第二效噴淋裝置、9是第二效噴淋裝置的輸水泵、10是第三效蒸發(fā) 器向第二效蒸發(fā)器補(bǔ)水的輸水泵、11是第二效冷凝器、12是第三效降膜蒸發(fā)器、13是第三 效的噴淋裝置、14是第三效噴淋裝置的輸水泵、15是第四效蒸發(fā)器向第三效蒸發(fā)器補(bǔ)水的 輸水泵、16是倒數(shù)第二效的冷凝器、17是最后一效降膜蒸發(fā)器、18是最后一效噴淋裝置、19 是最后一效噴淋裝置的輸水泵、20是為最后一效蒸發(fā)器補(bǔ)水輸水泵，21是最后一效的冷凝 器，22是最后一效的冷卻器，23是最后一效蒸餾器的淡水槽，24是最后一效的淡水余熱回 收換熱器，25是倒數(shù)第二效的淡水槽，26是倒數(shù)第二效的淡水余熱回收換熱器，27是第二 效的淡水槽，28是第二效的淡水余熱回收換熱器，29是第一效的淡水槽，30是為第一效蒸 發(fā)器補(bǔ)水的加熱換熱器，31是第一效蒸發(fā)器排出濃海水的流量調(diào)節(jié)閥。
具體實(shí)施方式
圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。首先，第一效降膜蒸發(fā)器(2)被加熱器(1)加熱而沸騰，產(chǎn)生的蒸汽通過管路進(jìn)入 第一效冷凝器(6)后，被第二效降膜蒸發(fā)器(7)中的海水冷卻后凝結(jié)為蒸餾水進(jìn)入第一效 淡水槽(29)，同時(shí)第二效降膜蒸發(fā)器(7)中的海水吸收凝結(jié)潛熱直至沸騰，產(chǎn)生的蒸汽流 入第二效冷凝器(11)，被第三效降膜蒸發(fā)器(12)中的海水冷卻后凝結(jié)，冷凝水流入第二效 淡水槽(27)中。第三效降膜蒸發(fā)器被加熱沸騰。以此類推，后面各效降膜蒸餾器依次被前 一效加熱沸騰。最后一效蒸發(fā)器(17)沸騰產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入最后一效的冷凝器(21)，而被冷 卻器(22)中的海水冷卻后凝結(jié)，凝結(jié)的蒸餾水進(jìn)入最后一效淡水槽(23)。第一效降膜蒸發(fā)器(2)底部的海水通過第一效的輸水泵(4)打入第一效的噴淋 (布水)裝置(3)中，形成穩(wěn)定的降膜蒸餾器，第一效內(nèi)的海水在第一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)反復(fù)循環(huán)蒸發(fā)；同理，第二效降膜蒸發(fā)器(7)底部的海水通過第二效的輸水泵(9)打入第二效的 噴淋(布水)裝置(8)中，形成穩(wěn)定的降膜蒸餾器，第二效內(nèi)的海水在第二效內(nèi)反復(fù)循環(huán)蒸 發(fā)；其它各效完全相同。第一效的淡水槽(29)、第二效的淡水槽(27)，倒數(shù)第二效的淡水槽(25)、最后一 效的淡水槽(23)以及其它各效淡水槽中的淡水分別經(jīng)過各效淡水余熱換熱器(30、28、26、 24)依次連接，最后由抽淡水裝置從E 口抽走。而常溫海水首先從C 口進(jìn)入冷卻器(22)，以 吸收最后一效冷凝器(21)產(chǎn)生的凝結(jié)熱，再依次流經(jīng)各效淡水余熱換熱器(24、26、28、30) 被逐步加熱，最后通過第一效蒸發(fā)器的補(bǔ)水流量調(diào)節(jié)閥(31)進(jìn)入地一效的蒸發(fā)室(2)中。 海水依次被各效產(chǎn)生的淡水加熱，從而使進(jìn)入第一效的海水溫度與第一效的沸點(diǎn)接近。被各效淡水余熱換熱器加熱的海水經(jīng)過為第一級(jí)蒸發(fā)器補(bǔ)水的流量調(diào)節(jié)閥(31) 進(jìn)入第一效蒸發(fā)器(2)，而第一效蒸發(fā)器(2)內(nèi)的海水通過為第二效蒸發(fā)器(7)補(bǔ)水的流 量調(diào)節(jié)閥(5)為第二效蒸發(fā)器(7)補(bǔ)水，而第二效蒸發(fā)器(7)內(nèi)的海水通過為第三效蒸發(fā) 器(12)補(bǔ)水的流量調(diào)節(jié)閥(10)為第三效蒸發(fā)器(12)補(bǔ)水；依次類推，前一效的蒸發(fā)器分 別通過流量調(diào)節(jié)閥為后一效蒸發(fā)器補(bǔ)水。由于前一效蒸發(fā)器內(nèi)的壓力高于后一效的壓力， 因此補(bǔ)水過程只需要適當(dāng)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥即可自動(dòng)完成。在補(bǔ)水過程中，由于前一效蒸發(fā) 器的沸騰溫度高于后一效蒸發(fā)器，因此前一效蒸發(fā)器的海水進(jìn)入下一效蒸發(fā)器后，首先有 一部分海水發(fā)生閃蒸，而后與該效蒸發(fā)器內(nèi)的海水一同沸騰蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入該效的 冷凝器內(nèi)冷凝。整個(gè)補(bǔ)水裝置依靠流量調(diào)節(jié)閥將各效蒸發(fā)器底部的海水液面保持在適當(dāng)位 置。各效蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽首先通過該效的除沫器除去海水液滴，而后進(jìn)入冷凝器。圖2中20是濃海水排出的流量調(diào)節(jié)閥，通過該流量調(diào)節(jié)閥將濃海水抽出?？刂屏?量調(diào)節(jié)閥(20)可以控制抽走濃海水的流量，從而控制該效蒸發(fā)器內(nèi)的海水濃度；抽走濃海 水的流量越大，濃海水的濃度越低，流量越小濃海水的濃度越高。適當(dāng)控制流量調(diào)節(jié)閥(20) 可以將排出濃海水的濃度控制在最有利于提高蒸發(fā)效率和淡水品質(zhì)的濃度區(qū)間。圖3是基于逆流方式的另一個(gè)實(shí)施例。首先，第一效降膜蒸發(fā)器(2)被加熱器(1)加熱而沸騰，產(chǎn)生的蒸汽通過管路進(jìn)入 第一效冷凝器(6)后，被第二效降膜蒸發(fā)器(7)中的海水冷卻后凝結(jié)為蒸餾水進(jìn)入第一效 淡水槽(29)，同時(shí)第二效降膜蒸發(fā)器(7)中的海水吸收凝結(jié)潛熱直至沸騰，產(chǎn)生的蒸汽流 入第二效冷凝器(11)，被第三效降膜蒸發(fā)器(12)中的海水冷卻后凝結(jié)，冷凝水流入第二效 淡水槽(27)中。第三效降膜蒸發(fā)器被加熱沸騰。以此類推，后面各效降膜蒸餾器依次被前 一效加熱沸騰。最后一效蒸發(fā)器(17)沸騰產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入最后一效的冷凝器(21)，而被冷 卻器(22)中的海水冷卻后凝結(jié)，凝結(jié)的蒸餾水進(jìn)入最后一效淡水槽(23)。第一效降膜蒸發(fā)器(2)底部的海水通過第一效的輸水泵(4)打入第一效的噴淋 (布水)裝置(3)中，形成穩(wěn)定的降膜蒸餾器，第一效內(nèi)的海水在第一效降膜蒸發(fā)器內(nèi)反復(fù) 循環(huán)蒸發(fā)；同理，第二效降膜蒸發(fā)器(7)底部的海水通過第二效的輸水泵(9)打入第二效的 噴淋(布水)裝置(8)中，形成穩(wěn)定的降膜蒸餾器，第二效內(nèi)的海水在第二效內(nèi)反復(fù)循環(huán)蒸 發(fā)，其它各效完全相同。海水首先通過D 口進(jìn)入冷卻器(22)中，吸收最后一效的凝結(jié)熱，而后經(jīng)過最后一 效的淡水余熱換熱器(24)被加熱，最后通過最后一效的補(bǔ)水輸水泵(20)打入最后一效的 蒸發(fā)器(17)中。最后一效的海水通過倒數(shù)第二效的淡水換熱器(26)，再經(jīng)過輸水泵打入到倒數(shù)第二效的蒸發(fā)器中。同理，第三效蒸發(fā)器(12)中的海水經(jīng)過第二效的淡水余熱換熱器 (28)，再通過為第二效補(bǔ)水的輸水泵(10)打入第二效的蒸發(fā)器(7)中。第二效的海水通過 第一效的濃海水換熱器(30)，在經(jīng)過為第一效補(bǔ)水的輸水泵(5)打入第一效的蒸發(fā)器(2) 中。第一效中的濃海水通過換熱器(30)，再經(jīng)過排出濃海水的流量調(diào)節(jié)閥(31)從C 口排
出ο第一效的淡水槽(29)、第二效的淡水槽(27)，倒數(shù)第二效的淡水槽(25)、最后一 效的淡水槽(23)以及其它各效淡水槽中的淡水分別經(jīng)過各效淡水余熱換熱器(28、26、24) 依次連接，最后由抽淡水裝置從E 口抽走。為各效補(bǔ)水的輸水泵(20、15、10、5)通過液面控制裝置，始終讓各效蒸發(fā)器底部 的海水液面保持在適當(dāng)高度。通過調(diào)節(jié)排出濃海水的流量調(diào)節(jié)閥(31)可以控制濃海水的 排出量和排出濃度。上述兩個(gè)實(shí)施例中，加熱器(1)的熱源可以是化工廠或電廠的余熱，也可以是太 陽(yáng)能系統(tǒng)產(chǎn)生的熱水，在特殊情況下也可以直接用電、煤或天然氣加熱。
權(quán)利要求一種新型多效蒸餾海水淡化裝置，由加熱器(1)、若干組串聯(lián)的降膜蒸發(fā)器、淡水槽(29、27、25、23)、冷卻器(22)，以及各效的淡水余熱回收換熱器(24、26、28、30)組成，每一效降膜蒸發(fā)器由蒸發(fā)器(2、7、12、17)、噴淋或布水裝置(3、8、13、18)、輸水泵(4、9、14、19)、除沫器組成，其特征是每一效的噴淋或布水裝置(3、8、13、18)通過本效的輸水泵(4、9、14、19)連接到本效蒸發(fā)器的底部，相鄰兩效蒸發(fā)器(2與7、7與12等)之間經(jīng)過流量調(diào)節(jié)閥或者輸水泵相連，濃海水通過流量調(diào)節(jié)閥從最后一效或第一效排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多效蒸餾海水淡化裝置，其特征在于，前一效蒸發(fā)器通 過流量調(diào)節(jié)閥與后一效蒸發(fā)器相連，最后一效蒸發(fā)器通過流量調(diào)節(jié)閥排出濃海水；新鮮海 水首先進(jìn)入最后一效的冷卻器，然后依次通過各效淡水余熱回收換熱器，最后通過流量調(diào) 節(jié)閥進(jìn)入第一效的蒸發(fā)器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多效蒸餾海水淡化裝置，其特征在于，后一效的蒸發(fā)器 通過前一效的淡水余熱換熱器，再通過輸水泵與前一效蒸發(fā)器相連；新鮮海水首先進(jìn)入最 后一效的冷卻器，然后通過最后一效的淡水余熱換熱器，再通過輸水泵與最后一效的蒸發(fā) 器相連；第二效蒸發(fā)器通過一個(gè)換熱加熱器，再通過輸水泵與第一效的蒸發(fā)器相連；第一 效蒸發(fā)器的濃海水經(jīng)過濃海水余熱換熱器，再通過流量調(diào)節(jié)閥排出濃海水。
專利摘要一種新型多效蒸餾海水淡化裝置，屬于海水淡化技術(shù)領(lǐng)域。由加熱器(1)、若干組串聯(lián)的降膜蒸發(fā)器、淡水槽(29、27、25、23)、冷卻器(22)，以及各效的淡水余熱回收換熱器(24、26、28、30)組成；每一效降膜蒸發(fā)器由蒸發(fā)器(2、7、12、17)、噴淋(布水)裝置(3、8、13、18)、輸水泵(4、9、14、19)、除沫器組成；每一效的噴淋(布水)裝置(3、8、13、18)通過本效的輸水泵(4、9、14、19)連接到本效蒸發(fā)器的底部，相鄰兩效蒸發(fā)器(2與7、7與12等)之間經(jīng)過流量調(diào)節(jié)閥或者輸水泵相連，濃海水通過流量調(diào)節(jié)閥從最后一效(或第一效)排出。外界熱源通過加熱器為本裝置提供熱能，對(duì)海水進(jìn)行淡化，其優(yōu)點(diǎn)是排出的濃海水流量小、濃度可調(diào)節(jié)，熱效率高。
文檔編號(hào)C02F1/04GK201660457SQ20092029305
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者李星煜 申請(qǐng)人:李星煜