一種海水淡化裝置制造方法
【專利摘要】一種海水淡化裝置，包括第一噴射循環(huán)泵、第一冷凝噴射器、第一淡水循環(huán)箱和第一蒸發(fā)器；第一淡水循環(huán)箱下部與第一蒸發(fā)器的入口端相連，第一蒸發(fā)器的出口端與第一噴射循環(huán)泵的入口端相連，第一噴射循環(huán)泵的出口端與第一冷凝噴射器的入口端相連，第一冷凝噴射器的出口端設(shè)有管口伸入第一淡水循環(huán)箱內(nèi)的管道；第一淡水循環(huán)箱內(nèi)部置有第三換熱器；第三換熱器的出口端接至第一蒸發(fā)器，第一換熱器的出口端與第二換熱器的入口端相連，第二換熱器的出口端與第三換熱器的入口端相連，第二換熱器的出口端亦接至第一蒸發(fā)器。本實(shí)用新型體積小，占用空間少，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，無需配置抽吸空氣裝置，工作效率高，蒸發(fā)量也大，所耗動(dòng)力能源少，產(chǎn)出淡水品質(zhì)好。
【專利說明】一種海水淡化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種海水淡化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]“水”是個(gè)很大的課題。政治家說“世界未來爭(zhēng)奪資源的戰(zhàn)爭(zhēng)將會(huì)由水引發(fā)”;科學(xué)家說“水是不可替代的”，“水是永遠(yuǎn)也做不完的科學(xué)命題”;經(jīng)濟(jì)學(xué)家預(yù)言“能源危機(jī)之后，下一場(chǎng)危機(jī)將輪到水危機(jī)”。大量資料和論著表明，如果人類還像現(xiàn)在這樣取水和用水，將會(huì)產(chǎn)生一系列的嚴(yán)重后果；資源一旦耗盡，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、各種生態(tài)系統(tǒng)以及人類健康與生存都將受到威脅。預(yù)計(jì)在21世紀(jì)，水對(duì)人類的重要性將和石油在20世紀(jì)對(duì)人類的重要性一樣，水將成為一種決定國(guó)家富裕程度的珍貴商品。水業(yè)將是21世紀(jì)最大的行業(yè)。地球上的水資源總量中淡水僅占2.5 %，而海水占到97.5 % 了，從某種意義上說，海水才是取之不盡、用之不竭的主要水源。因此，發(fā)展海水淡化技術(shù)，向海洋要淡水是解決淡水資源供需矛盾最有效的手段。我國(guó)是一個(gè)水資源極其短缺的國(guó)家。水資源總量只有2.81萬億立方米，居世界第6位，但人均水資源為世界第108位，是世界上21個(gè)貧水國(guó)家之一。特別在北方沿海地區(qū)是我國(guó)最缺水地區(qū)之一。考慮到北方沿海地區(qū)人口增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境用水需求等因素，預(yù)測(cè)近十年，我國(guó)北方沿海4省(市)人均綜合用水量將分別達(dá)到325?365 M3和350?400 M3，缺水總量將分別達(dá)到166?255億M3和273?393億M3;同時(shí)，考慮到南方沿海部分地區(qū)的水質(zhì)較差和資源性缺水狀況，沿海地區(qū)的缺水形勢(shì)將更趨嚴(yán)峻。海水淡化是解決沿海地區(qū)水資源緊缺的根本途徑之一，淡水資源緊缺已成為制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的瓶頸。
[0003]現(xiàn)有海水淡化方法主要有蒸餾法、高壓反滲透法、低溫多效法、冷凍法、多級(jí)閃蒸法、電滲析法、離子交換法等。這些方法均存在一定缺陷。使用的裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高，而且運(yùn)行能耗高。目前主流方法是:低溫多效法、多級(jí)閃蒸法、高壓反滲透法這三種方法。據(jù)2007年度海水淡化市場(chǎng)的情況統(tǒng)計(jì)，在中東地區(qū)，多級(jí)閃蒸法(MSF)的市場(chǎng)占有率超過了 70 %，低溫多效法(MED)與反滲透法(R0)的市場(chǎng)占有率基本持平；而在其他各洲，反滲透法(R0)的市場(chǎng)占有率都是最高的。由于中東市場(chǎng)份額占據(jù)國(guó)際市場(chǎng)的74 %，所以多級(jí)閃蒸法(MSF)在三種主流技術(shù)中的比重還是最大的。多級(jí)閃蒸(MSF)與低溫多效(MED)還有反滲透法(RO)的主要技術(shù)特性是:多級(jí)閃蒸(MSF)耗電量4.0?5.5 kW*h/噸，它的規(guī)模及容量是當(dāng)今最大的，對(duì)原料水質(zhì)要求也比較低，換熱器結(jié)垢中等，運(yùn)行最高溫度是在90?112 °C，但設(shè)備成本較高。低溫多效法(MED)耗電量是2.5?3.5kff.h/噸，生產(chǎn)規(guī)模及容量只能是中等，換熱器結(jié)垢程度比較低，對(duì)原料水質(zhì)要求中等，運(yùn)行溫度達(dá)70 °C左右。反滲透法(RO)的耗電量是4.5?5.5kW*h/噸，淡水生產(chǎn)規(guī)模及容量只能是中等，設(shè)備結(jié)垢程度中等，對(duì)原料水質(zhì)要求非常高，運(yùn)行成本也很高，可在常溫下進(jìn)行。
[0004]多效和多級(jí)海水淡化技術(shù)都需要蒸汽噴射泵，能耗高，引射效率較低，且大多需增設(shè)抽吸空氣裝置和增設(shè)專用冷凝器專門用于水汽的冷凝，工作效率較低。使用較多的多級(jí)閃蒸法海水淡化設(shè)備，也需增設(shè)抽吸空氣裝置，且抽吸量較小，真空度較低、蒸發(fā)量也低，能耗高，真空持續(xù)狀態(tài)較差。目前，我國(guó)海水淡化成本大約是5元/噸左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自來水成本。當(dāng)今世界上大規(guī)模海水淡化裝置就是采用多級(jí)閃蒸法，雖然該技術(shù)運(yùn)用了減壓發(fā)生進(jìn)行技術(shù)，但還是需要注入較多的熱能，去冷凝水汽的冷卻水溫度基本上與環(huán)境溫度差不多，其出來的淡水產(chǎn)品溫度一般是高于環(huán)境溫度的，其排出的濃鹽水溫度也在43°C以上。而目前使用較多的海水淡化技術(shù)是高壓反滲透技術(shù)，該技術(shù)成本雖有所下降，但依然要消耗較多的電能，還要消耗其他的物料，其成本也不可小覷，而且制出的淡水品質(zhì)也不夠理想。中國(guó)專利201210276447.2公開了 “一種用熱泵提高海水淡化效率的裝置及方法”，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)備制造維修成本也相對(duì)較高，能耗高，運(yùn)行成本雖然比起當(dāng)今三大主流海水淡化技術(shù)有所降低，但依然不是很理想，熱能循環(huán)利用較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種熱能循環(huán)利用率高，能耗低，工作效率高，運(yùn)行成本低的海水淡化裝置。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種海水淡化裝置，包括第一噴射循環(huán)泵、第一冷凝噴射器、第一淡水循環(huán)箱和第一蒸發(fā)器；第一淡水循環(huán)箱下部通過管道與第一蒸發(fā)器的入口端相連，第一蒸發(fā)器的出口端通過管道與第一噴射循環(huán)泵的入口端相連，第一噴射循環(huán)泵的出口端通過管道與第一冷凝噴射器的入口端相連，第一冷凝噴射器的出口端設(shè)有管口伸入第一淡水循環(huán)箱內(nèi)的管道，第一冷凝噴射器的引射端接口通過管道接至第一蒸發(fā)器的真空室；第一淡水循環(huán)箱內(nèi)部置有第三換熱器；第三換熱器的出口端通過管道接至第一蒸發(fā)器，第一換熱器的出口端通過管道與第二換熱器的入口端相連，第二換熱器的出口端通過管道與置于第一淡水循環(huán)箱內(nèi)部的第三換熱器的入口端相連，第一換熱器的入口端為海水流入端，第二換熱器的出口端亦通過管道接至第一蒸發(fā)器；所述第一蒸發(fā)器通過管道一次濃鹽水排出泵相連。
[0008]進(jìn)一步，所述第一淡水循環(huán)箱下部通過管道與第一換熱器的另一入口端相連，第一換熱器的另一出口端為淡水收集端。
[0009]進(jìn)一步，所述第二換熱器的出口端與第一蒸發(fā)器相連的管道上設(shè)有第一閥門。
[0010]進(jìn)一步，所述第二換熱器的出口端與置于第一淡水循環(huán)箱內(nèi)部的第三換熱器的入口端相連的管道上設(shè)有第二閥門。
[0011]進(jìn)一步，所述第一淡水循環(huán)箱下部與第一換熱器的另一入口端相連的管道上設(shè)有第二閥I?。
[0012]進(jìn)一步，本實(shí)用新型還包括至少一個(gè)再次循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，一次濃鹽水排出泵輸出端與再次循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)相連。
[0013]進(jìn)一步，所述再次循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)包括第四換熱器，一次濃鹽水排出泵的輸出端通過管道與第四換熱器的入口端相連，第四換熱器的出口端通過管道與置于第二淡水循環(huán)箱內(nèi)的第五換熱器的入口端相連，第五換熱器的出口端通過管道接至第二蒸發(fā)器，第二蒸發(fā)器的真空室通過管道接至第二冷凝噴射器的引射端接口，第二冷凝噴射器的出口端設(shè)有管口伸入第二淡水循環(huán)箱內(nèi)的管道，第二淡水循環(huán)箱下部通過管道與第二蒸發(fā)器的入口端相連，第二蒸發(fā)器的出口端通過第二噴射循環(huán)泵與第二冷凝噴射器的入口端相連，第二蒸發(fā)器通過管道與二次濃鹽水排出泵相連。
[0014]進(jìn)一步，所述第二淡水循環(huán)箱下部通過管道亦與第一換熱器的另一入口端相連。
[0015]進(jìn)一步，所述第二淡水循環(huán)箱與第一換熱器的另一入口端相連的管道上設(shè)有第四閥門。所述第三閥門為一次淡水產(chǎn)出調(diào)節(jié)閥，第四閥門為二次淡水產(chǎn)出調(diào)節(jié)閥。
[0016]進(jìn)一步，所述第一蒸發(fā)器用一個(gè)內(nèi)置有冷凝器的第三蒸發(fā)器替代。
[0017]進(jìn)一步，所述第三蒸發(fā)器內(nèi)的冷凝器的入口端為海水流入端，第三蒸發(fā)器內(nèi)的冷凝器的出口端通過管道與加熱器的入口端連接，第三蒸發(fā)器內(nèi)的冷凝器下方設(shè)有凝結(jié)水抽吸泵，加熱器的出口端通過管道接至第三蒸發(fā)器，第三蒸發(fā)器通過管道與循環(huán)泵的入口端相連，循環(huán)泵的出口端與通過管道第三冷凝噴射器的入口端相連，第三冷凝噴射器的出口端設(shè)有管口伸入第三淡水循環(huán)箱內(nèi)的管道，第三淡水循環(huán)箱下部通過管道接至第三蒸發(fā)器，第三冷凝噴射器的引射端接口通過管道接至第三蒸發(fā)器。
[0018]進(jìn)一步，所述第三蒸發(fā)器和冷凝器為整體式結(jié)構(gòu)。
[0019]進(jìn)一步，所述第三蒸發(fā)器通過另一濃鹽水排出泵外接濃鹽水排出管道。
[0020]進(jìn)一步，所述第三淡水循環(huán)箱通過單向閥外接淡水排出管道。
[0021]本實(shí)用新型利用冷凝噴射器使蒸發(fā)器內(nèi)部形成相對(duì)真空，使進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)的海水在相對(duì)真空環(huán)境下進(jìn)行較低溫度的蒸發(fā)。我們知道，冷凝噴射器已廣泛應(yīng)用于食品、化工、輕工、制藥、染料、制糖、脫臭等工業(yè)的真空蒸發(fā)，真空蒸餾，真空濃縮，真空結(jié)晶，真空干燥等各種工藝生產(chǎn)場(chǎng)合。冷凝噴射器主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):①以多噴嘴結(jié)構(gòu)形式使水與汽接觸面積大，有利于能量交換，能夠使汽充分凝結(jié)成水并且釋放潛熱給噴射流體；②冷凝噴射器體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，工作效率高，耗電量低；③使用操作簡(jiǎn)便，維修方便，無機(jī)械傳動(dòng)，且噪音低；④占地面積小，可室內(nèi)低位安裝，節(jié)約建筑面積及安裝費(fèi)用；⑤可取代大型塔類、釜類、機(jī)械真空泵及冷凝設(shè)備。然而，要提高冷凝噴射器的工作效率，由于冷凝噴射器的性能與效率變動(dòng)較大，所其既和整套裝置的結(jié)構(gòu)型式、尺寸和制造質(zhì)量有關(guān)，也和工作條件有很大關(guān)系。需要深入研究和掌握有關(guān)的規(guī)律，才能實(shí)現(xiàn)高效率的運(yùn)行。整套裝置的工作效率不僅取決于冷凝噴射器設(shè)計(jì)優(yōu)化程度，還取決于該裝置工作流程中各主要參數(shù)點(diǎn)的大小，如被引射介質(zhì)流體溫度、噴射流體的溫度，還有噴射流體的流速及壓力的大小等；從滬江噴射真空泵廠所生產(chǎn)的PLB2000型號(hào)參數(shù)看到:所配用離心泵功率是22kw，工作水量是80m3/h,進(jìn)出水溫差是18°C，工作水溫是25°C，當(dāng)被引射流體容積內(nèi)真空度是660mmHg時(shí)，該冷凝噴射器抽吸二次蒸汽量是2000kg/h，隨著真空度逐漸降低到200mmHg時(shí)，其抽吸量增大到了 20000kg/h，但是蒸發(fā)腔里必須維持91°C以上溫度才可以使蒸發(fā)腔內(nèi)絕對(duì)壓力達(dá)到560mmHg (真空度是200mmHg)，這就需要給蒸發(fā)腔內(nèi)注入較多熱能了。型號(hào)為PSB-500的所配循環(huán)泵功率同樣也是22kw,當(dāng)真空度是710mmHg時(shí),其抽氣量是5 m3/h,若真空度降低至525mmHg時(shí),該冷凝噴射器抽氣量可達(dá)到50 m3/h,可以看出真空度下降73%左右時(shí),其抽吸量增加1000% 了。應(yīng)當(dāng)指出，與單噴咀的冷凝噴射相比，高位多噴咀的冷凝噴射器雖然效率高，但在常用的較高的真空度下(如84?89kpa即630?670mmhg)，它的效率還是明顯降低。因此，在高真空下用冷凝噴射器抽真空要耗用較大的功率。冷凝噴射器的種類很多，工作方式與用途很廣泛，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、管理操作方便。其實(shí)，海水淡化是不需要很高的真空環(huán)境，為了獲得到淡水，而不是海水濃縮后的鹽水，我們僅需把海水濃縮至6%左右就已足夠。冷凝噴射器用于海水淡化也具有十分重要意義，這是基于和其他各種海水淡化技術(shù)進(jìn)行比較所得出來的，即使真空度降低到14Kpa以下，都可以很好實(shí)現(xiàn)海水蒸發(fā)問題，通過不斷向海水注入熱能實(shí)現(xiàn)，該熱能可采用循環(huán)方式實(shí)現(xiàn)。降低噴射流體溫度和升高被引射流體溫度能提高引射效率，但是考慮到對(duì)被引射流體加溫要消耗較多熱能，而降低噴射流體溫度也要消耗較多的電能，因此是不劃算的。然而，本實(shí)用新型把噴射引射出來的水汽在冷凝噴射器處冷凝成液態(tài)而釋放出潛熱，這部分潛熱重新反饋給噴射運(yùn)行中的淡水，使該部分潛熱充分得到循環(huán)利用，并通過噴射循環(huán)泵又重新把該部分熱能吸入蒸發(fā)器內(nèi)，讓海水吸收循環(huán)中的淡水潛熱而得以蒸發(fā)，那么這部分熱能又還原給海水，所以從蒸發(fā)器流出的淡水溫度變得較低，這樣，有利于提高引射和冷凝水汽的效率，海水獲此潛熱后得以蒸發(fā)，并把該部分熱能在冷凝噴射器重新反饋給淡水，這樣，周而復(fù)始地循環(huán)，而無須給流入蒸發(fā)器的海水注入較多的熱量，也無須給進(jìn)入冷凝噴射器的淡水進(jìn)行降溫，既能得到想要的用于噴射的低溫淡水，同時(shí)也可獲得海水蒸發(fā)時(shí)所應(yīng)具備的蒸發(fā)潛熱，從而實(shí)現(xiàn)大部分熱能的循環(huán)，我們只需一次性注入熱能，在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，在噴射器內(nèi)冷凝，實(shí)現(xiàn)熱能周而復(fù)始的循環(huán)過程。且以冷凝和蒸發(fā)方式進(jìn)行的換熱可以節(jié)約換熱器的換熱面積?，F(xiàn)有冷凝噴射器沒有將熱能循環(huán)利用，只是簡(jiǎn)單地對(duì)所需干燥物進(jìn)行加溫，或?qū)娚淞黧w進(jìn)行涼水塔冷卻，也可以是風(fēng)冷。該高效海水淡化及污水處理裝置與方法，它包括蒸發(fā)器、冷凝噴射器、噴射循環(huán)泵、熱交換器、淡水循環(huán)箱、濃鹽水抽出泵。
[0022]使用本實(shí)用新型，還可用作污水處理，污水處理時(shí)需要把水成分大部分蒸發(fā)出來，才這樣就可實(shí)現(xiàn)污水的零排放，使得污水中絕大部分水得到循環(huán)利用。所以污水處理成本要比海水淡化成本要高，因?yàn)闈舛仍礁?，吸水性就越高，水蒸發(fā)難度就加大，且由于污水濃度越大堵塞換熱器可能性就越大。
[0023]本實(shí)用新型的裝置體積小，占用空間少，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，無需配置抽吸空氣裝置，工作效率高，蒸發(fā)量也大，所耗動(dòng)力能源少，真空持續(xù)狀態(tài)好，產(chǎn)出淡水品質(zhì)好。使用本實(shí)用新型，不僅可降低設(shè)備制造成本，同時(shí)還可將海水淡化能耗降至1.5度電/噸以下，更節(jié)能；不僅適宜規(guī)模制取淡水，也特別適用于潛艇、輪船、海島及我國(guó)西部水質(zhì)較差等地方用作制取飲用的淡水，適用范圍廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的海水淡化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的海水淡化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3的海水淡化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例包括第一噴射循環(huán)泵2、第一冷凝噴射器3、第一淡水循環(huán)箱4和第一蒸發(fā)器I ;第一淡水循環(huán)箱4下部通過管道與第一蒸發(fā)器I的入口端相連，第一蒸發(fā)器I的出口端通過管道與第一噴射循環(huán)泵2的入口端相連，第一噴射循環(huán)泵2的出口端通過管道與第一冷凝噴射器3的入口端相連，第一冷凝噴射器3的出口端設(shè)有管口伸入第一淡水循環(huán)箱4內(nèi)的管道，第一冷凝噴射器3的引射端接口通過管道接至第一蒸發(fā)器I的真空室；第一淡水循環(huán)箱4內(nèi)部置有第三換熱器；第三換熱器的出口端通過管道接至第一蒸發(fā)器I，第一換熱器7的出口端通過管道與第二換熱器6的入口端相連，第二換熱器6的出口端通過管道與置于第一淡水循環(huán)箱4內(nèi)部的第三換熱器的入口端相連，第一換熱器7的入口端為海水流入端9，第二換熱器6的出口端亦通過管道接至第一蒸發(fā)器I ;
[0030]所述第一蒸發(fā)器I通過管道一次濃鹽水排出泵5相連。
[0031]所述第一淡水循環(huán)箱4下部通過管道與第一換熱器7的另一入口端相連，第一換熱器7的另一出口端為淡水收集端8。
[0032]所述第二換熱器6的出口端與第一蒸發(fā)器I相連的管道上設(shè)有第一閥門10。
[0033]所述第二換熱器6的出口端與置于第一淡水循環(huán)箱4內(nèi)部的第三換熱器的入口端相連的管道上設(shè)有第二閥門11。
[0034]所述第一淡水循環(huán)箱4下部與第一換熱器7的另一入口端相連的管道上設(shè)有第三閥門12。
[0035]所述第一噴射循環(huán)泵2、第一冷凝噴射器3、第一淡水循環(huán)箱4和第一蒸發(fā)器I構(gòu)成淡水循環(huán)回路。
[0036]過濾后的海水從海水流入端9流入第一換熱器7，海水在第一換熱器7內(nèi)進(jìn)行初步升溫后，再流入第二換熱器6，第二換熱器6主要用于為海水注入熱量，海水通過第二換熱器6后有兩條水流經(jīng)路線可供選擇:第一條海水流經(jīng)路線為，當(dāng)循環(huán)淡水溫度過高時(shí)，將第一閥門10關(guān)閉，第二閥門11打開，海水通過第一淡水循環(huán)箱4內(nèi)部的換熱器時(shí)，第一淡水循環(huán)箱4中的淡水將其大部分熱量傳遞給海水，海水依靠自身的熱量和從淡水處獲得熱量，進(jìn)入第一蒸發(fā)器I內(nèi)實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)，海水自身溫度下降，由此完成海水的前段蒸發(fā)工作；待海水完成前段蒸發(fā)工作后，海水在第一蒸發(fā)器內(nèi)吸收淡水循環(huán)回路中循環(huán)的淡水的潛熱，實(shí)現(xiàn)海水的蒸發(fā)，由此完成海水的后段蒸發(fā)工作。另一條海水流經(jīng)路線為，將第一閥門10打開，第二閥門11關(guān)閉，海水通過第一閥門10直接進(jìn)入第一蒸發(fā)器I內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生水汽，此時(shí)，海水在第一蒸發(fā)器I的蒸發(fā)工作同樣也分前后兩段完成(海水的前段蒸發(fā)工作:海水依靠自身的熱量在第一蒸發(fā)器I內(nèi)實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)；海水的后段蒸發(fā)工作:海水在第一蒸發(fā)器內(nèi)吸收淡水循環(huán)回路中循環(huán)的淡水的潛熱，實(shí)現(xiàn)海水的蒸發(fā))。第一冷凝噴射器3通過第一噴射循環(huán)泵2提供的動(dòng)力，把第一淡水循環(huán)箱4內(nèi)的淡水吸出后，流經(jīng)第一蒸發(fā)器I時(shí)，把淡水的熱能轉(zhuǎn)化為海水蒸發(fā)所需的潛熱(即前文中提到“海水在第一蒸發(fā)器內(nèi)吸收淡水循環(huán)回路中循環(huán)的淡水的潛熱”)，使淡水溫度降低并打入第一冷凝噴射器3內(nèi)進(jìn)行冷凝噴射，通過第一冷凝噴射器3噴射至第一淡水循環(huán)箱4 ;同時(shí)，第一蒸發(fā)器I內(nèi)部的水汽被引射到第一冷凝噴射器3進(jìn)行冷凝，從而使水汽潛熱又重新反饋給淡水。被濃縮了的海水通過與第一蒸發(fā)器I相連的一次濃鹽水排出泵5排出(此時(shí)，也可將把該部分濃鹽水又進(jìn)行第二次蒸發(fā)與濃縮，詳見實(shí)施例2)。通過第一冷凝噴射器3噴射至第一淡水循環(huán)箱4的淡水，經(jīng)第三閥門12流至第一換熱器7，通過第一換熱器7將淡水溫度下降后由淡水收集端8流出，通過外部設(shè)備淡水備用池進(jìn)行收集。第一換熱器7在對(duì)淡水進(jìn)行降溫時(shí)，淡水產(chǎn)出的熱量可供從海水流入端9流入的海水吸收，實(shí)現(xiàn)對(duì)從海水流入端9流入的海水的初步升溫。
[0037]實(shí)施例2:
[0038]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:還包括至少一個(gè)再次循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，一次濃鹽水排出泵5輸出端與再次循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)相連。[0039]本實(shí)施例以一個(gè)再次循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。
[0040]參照?qǐng)D2，所述再次循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)包括第四換熱器18，一次濃鹽水排出泵5的輸出端通過管道與第四換熱器18的入口端相連，第四換熱器18的出口端通過管道與置于第二淡水循環(huán)箱16內(nèi)的第五換熱器的入口端相連，第五換熱器的出口端通過管道接至第二蒸發(fā)器13，第二蒸發(fā)器13的真空室通過管道接至第二冷凝噴射器15的引射端接口，第二冷凝噴射器15的出口端設(shè)有管口伸入第二淡水循環(huán)箱16內(nèi)的管道，第二淡水循環(huán)箱16下部通過管道與第二蒸發(fā)器13的入口端相連，第二蒸發(fā)器13的出口端通過第二噴射循環(huán)泵14與第二冷凝噴射器15的入口端相連，第二蒸發(fā)器13通過管道與二次濃鹽水排出泵19相連。
[0041]所述第二淡水循環(huán)箱16下部通過管道與第一換熱器7的另一入口端相連。
[0042]所述第二淡水循環(huán)箱16與第一換熱器7的另一入口端相連的管道上設(shè)有第四閥門17。所述第三閥門12為一次淡水產(chǎn)出調(diào)節(jié)閥，第四閥門17為二次淡水產(chǎn)出調(diào)節(jié)閥。
[0043]一次濃鹽水排出泵5把第一次蒸發(fā)排出的濃縮海水，打入第四換熱器18進(jìn)行加溫后，在第二淡水循環(huán)箱16內(nèi)進(jìn)行熱量平衡，然后再流入第二蒸發(fā)器13內(nèi)進(jìn)行第二次蒸發(fā)與濃縮，蒸發(fā)了的水汽通過第二冷凝噴射器15引射冷凝后進(jìn)入到第二淡水循環(huán)箱16內(nèi)，大部分淡水流出第二淡水循環(huán)箱16由第二噴射循環(huán)泵14吸入第二蒸發(fā)器13內(nèi)釋放潛熱，降溫后再?gòu)牡诙舭l(fā)器13出來，并被第二噴射循環(huán)泵14壓入第二冷凝噴射器15內(nèi)進(jìn)行工作，去引射并冷凝第二蒸發(fā)器13內(nèi)的水汽，這樣，周而復(fù)始地完成循環(huán)過程，最后，通過二次濃鹽水排出泵19把再次濃縮了的海水排出或壓入第三個(gè)循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中。
[0044]第一次蒸發(fā)濃縮出來的海水濃度一般可達(dá)6%左右，為生產(chǎn)淡水一般采用一次蒸發(fā)與濃縮就已足夠，若需進(jìn)一步高濃縮，用戶可根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的再次循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，再次循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的數(shù)量由用戶根據(jù)需求確定。
[0045]各淡水循環(huán)箱不僅具有蓄水功能，以提供相應(yīng)噴射循環(huán)泵可用的淡水外，還能起到與海水進(jìn)行換熱的作用，且各淡水循環(huán)箱位置高于相應(yīng)蒸發(fā)器，這樣，蒸發(fā)器內(nèi)不會(huì)存在氣堵，也便于噴射循環(huán)泵不會(huì)產(chǎn)生氣蝕情況。
[0046]所述第一蒸發(fā)器1、第二蒸發(fā)器13中的淡水在其內(nèi)部循環(huán)方向必須和海水形成逆流，并且海水在相應(yīng)蒸發(fā)器上部噴淋下來具有蒸發(fā)空間，在蒸發(fā)一部分水汽后并降了溫的海水落入可進(jìn)一步獲得循環(huán)淡水的潛熱而繼續(xù)蒸發(fā)，這樣，才能確保海水具有足夠的蒸發(fā)潛熱，并使得蒸發(fā)器內(nèi)有足夠的壓力(指絕對(duì)壓力)，以便與引射壓力的差值變小，從而有利于提高相應(yīng)冷凝噴射器工作的效率。
[0047]其余同實(shí)施例1。
[0048]實(shí)施例3:
[0049]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:
[0050]所述第一蒸發(fā)器用一個(gè)內(nèi)置有冷凝器的第三蒸發(fā)器28替代。
[0051]參照?qǐng)D3，本實(shí)施例通過在第三蒸發(fā)器28內(nèi)設(shè)置冷凝器，第三蒸發(fā)器28內(nèi)的冷凝器的入口端為海水流入端，第三蒸發(fā)器28內(nèi)的冷凝器的出口端通過管道與加熱器30的入口端連接，第三蒸發(fā)器28內(nèi)的冷凝器下方設(shè)有凝結(jié)水抽吸泵24，加熱器30的出口端通過管道接至第三蒸發(fā)器28，第三蒸發(fā)器28通過管道與循環(huán)泵20的入口端相連，循環(huán)泵20的出口端與通過管道第三冷凝噴射器21的入口端相連，第三冷凝噴射器21的出口端設(shè)有管口伸入第三淡水循環(huán)箱22內(nèi)的管道，第三淡水循環(huán)箱22下部通過管道接至第三蒸發(fā)器28，第三冷凝噴射器21的引射端接口通過管道接至第三蒸發(fā)器28。
[0052]第三蒸發(fā)器28通過另一濃鹽水排出泵25外接濃鹽水排出管道26。
[0053]第三淡水循環(huán)箱22通過單向閥23外接淡水排出管道27。
[0054]海水29直接進(jìn)入蒸發(fā)器28內(nèi)的冷凝器，冷凝水汽，從而使得海水溫度得到升高，被冷凝了的水汽通過凝結(jié)水抽吸泵24抽出；加熱器30用于海水蒸發(fā)前的進(jìn)一步升溫，當(dāng)海水依次通過第三蒸發(fā)器28內(nèi)的冷凝器、加熱器30進(jìn)行前后兩次升溫后，在蒸發(fā)器28內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)過程分成兩步，第一步是海水通過自身熱量讓一部分水在相對(duì)真空情況下蒸發(fā)，第二步是通過海水吸收第三蒸發(fā)器28內(nèi)部循環(huán)淡水的潛熱而蒸發(fā)，海水蒸發(fā)產(chǎn)生的水汽被第三冷凝噴射器21通過循環(huán)泵20所提供的動(dòng)力引射到第三淡水循環(huán)箱22內(nèi)，在淡水循環(huán)箱22里的淡水分成兩個(gè)部分，一小部分通過管道及單向閥23由淡水排出管道27流入淡水備用箱，而另一部分則繼續(xù)由循環(huán)泵20吸入第三蒸發(fā)器28內(nèi)釋放潛熱后作為第三冷凝噴射器21的噴射流體。而被濃縮的海水則通過另一濃鹽水排出泵25由濃鹽水排出管道26排出。
[0055]本實(shí)施例采用的是另一種熱能循環(huán)利用方式，一部分熱能的循環(huán)利用是靠海水在蒸發(fā)器內(nèi)預(yù)熱實(shí)現(xiàn)的。
[0056]本實(shí)用新型利用冷凝噴射器冷凝水汽，并利用海水吸收循環(huán)過程中淡水的潛熱實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)，過濾后的海水經(jīng)換熱器一次性注入熱能后，在保證循環(huán)熱量足夠情況下，后續(xù)流入的海水就無須注入那么多熱量，只是彌補(bǔ)循環(huán)過程中散失掉的那部分熱能就可以，其實(shí)，注入海水中的熱能都轉(zhuǎn)移至循環(huán)中的淡水，而產(chǎn)出的淡水熱量通過與剛流入整個(gè)裝置的海水進(jìn)行熱量交換，使淡水溫度降下來，就可以流入外部設(shè)備淡水備用池。蒸發(fā)與冷凝是傳熱最快捷的方式，這樣，不僅可以節(jié)約許多換熱器面積，減少設(shè)備投資費(fèi)用，還可以加速熱能循環(huán)過程，節(jié)約能源，發(fā)揮冷凝噴射器引射和冷凝水汽的雙重作用，把海水蒸發(fā)出來的水汽在相應(yīng)冷凝噴射器內(nèi)迅速冷凝下來，同時(shí)，冷凝所釋放的潛熱又不斷進(jìn)入到循環(huán)過程中的淡水里，這樣，又為海水蒸發(fā)提供足夠的潛熱，讓熱能得到循環(huán)利用。使用本實(shí)用新型，不僅能保證各蒸發(fā)器內(nèi)部流體足夠的溫度，使得海水蒸發(fā)時(shí)有足夠蒸發(fā)潛熱，而且還能保證蒸發(fā)器內(nèi)部有足夠壓力(這里是指相對(duì)大氣壓為真空情況下的絕對(duì)壓力)，保證冷凝噴射器所引射的壓力不至于過低而影響噴射器引射效率。高效海水淡水實(shí)現(xiàn)過程必須是淡水循環(huán)量大于海水流入量,這樣,才可以避免過大海水流量會(huì)浪費(fèi)掉海水循環(huán)泵功率以及注入海水中的熱能，且海水淡化率為30%左右為宜，海水流量是淡水循環(huán)量75%左右為宜。
[0057]現(xiàn)有技術(shù)中，冷凝噴射器只用于進(jìn)行干燥和抽吸水汽，由于其引射壓力(蒸發(fā)器內(nèi)絕對(duì)壓力)過低而無法實(shí)現(xiàn)高引射比率，由于冷凝噴射器前段工作效率可以很高，但是當(dāng)真空度升高很多時(shí)，其效率也就相應(yīng)降低，并且在引射過程中會(huì)帶走被引射物許多熱量，以致溫度過低，造成真空度過高，而噴射壓差就會(huì)過大，這樣，就會(huì)加大噴射流速，而消耗許多電機(jī)功率，只有向被引射流體進(jìn)行加溫才可以使蒸發(fā)室壓力提上來，并使引射比率提高，但這無疑將消耗更多能量。而本實(shí)用新型本實(shí)用新型則通過將熱能循環(huán)利用起來，使得蒸發(fā)器內(nèi)流體溫度保證的同時(shí)，相應(yīng)的使真空度降下來，引射量得到保證。
[0058]本實(shí)用新型的裝置體積小，占用空間少，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，無需配置抽吸空氣裝置，工作效率高，蒸發(fā)量也大，所耗動(dòng)力能源少，真空持續(xù)狀態(tài)好，產(chǎn)出淡水品質(zhì)好。使用本實(shí)用新型，不僅可降低設(shè)備制造成本，同時(shí)還可將海水淡化能耗降至1.5度電/噸以下；不僅適宜規(guī)模制取淡水，也特別適用于潛艇、輪船、海島及我國(guó)西部水質(zhì)較差等地方用作制取飲用的淡水，適用范圍廣。
【權(quán)利要求】
1.一種海水淡化裝置，其特征在于，包括第一噴射循環(huán)泵、第一冷凝噴射器、第一淡水循環(huán)箱和第一蒸發(fā)器；第一淡水循環(huán)箱下部通過管道與第一蒸發(fā)器的入口端相連，第一蒸發(fā)器的出口端通過管道與第一噴射循環(huán)泵的入口端相連，第一噴射循環(huán)泵的出口端通過管道與第一冷凝噴射器的入口端相連，第一冷凝噴射器的出口端設(shè)有管口伸入第一淡水循環(huán)箱內(nèi)的管道，第一冷凝噴射器的引射端接口通過管道接至第一蒸發(fā)器的真空室；第一淡水循環(huán)箱內(nèi)部置有第三換熱器；第三換熱器的出口端通過管道接至第一蒸發(fā)器，第一換熱器的出口端通過管道與第二換熱器的入口端相連，第二換熱器的出口端通過管道與置于第一淡水循環(huán)箱內(nèi)部的第三換熱器的入口端相連，第一換熱器的入口端為海水流入端，第二換熱器的出口端亦通過管道接至第一蒸發(fā)器；所述第一蒸發(fā)器通過管道與一次濃鹽水排出泵相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述第一淡水循環(huán)箱下部通過管道與第一換熱器的另一入口端相連，第一換熱器的另一出口端為淡水收集端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述第二換熱器的出口端與第一蒸發(fā)器相連的管道上設(shè)有第一閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述第二換熱器的出口端與置于第一淡水循環(huán)箱內(nèi)部的第三換熱器的入口端相連的管道上設(shè)有第二閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述第一淡水循環(huán)箱下部與第一換熱器的另一入口端相連的管道上設(shè)有第三閥門。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的海水淡化裝置，其特征在于，還包括至少一個(gè)再次循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，一次濃鹽水排出泵輸出端與再次循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)相連；所述再次循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)包括第四換熱器，一次濃鹽水排出泵的輸出端通過管道與第四換熱器的入口端相連，第四換熱器的出口端通過管道與置于第二淡水循環(huán)箱內(nèi)的第五換熱器的入口端相連，第五換熱器的出口端通過管道接至第二蒸發(fā)器，第二蒸發(fā)器的真空室通過管道接至第二冷凝噴射器的引射端接口，第二冷凝噴射器的出口端設(shè)有管口伸入第二淡水循環(huán)箱內(nèi)的管道，第二淡水循環(huán)箱下部通過管道與第二蒸發(fā)器的入口端相連，第二蒸發(fā)器的出口端通過第二噴射循環(huán)泵與第二冷凝噴射器的入口端相連，第二蒸發(fā)器通過管道與二次濃鹽水排出泵相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述第二淡水循環(huán)箱下部通過管道亦與第一換熱器的另一入口端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述第二淡水循環(huán)箱與第一換熱器的另一入口端相連的管道上設(shè)有第四閥門。
【文檔編號(hào)】C02F103/08GK203582533SQ201320826634
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】劉小江, 劉赟 申請(qǐng)人:湖南創(chuàng)化低碳環(huán)保科技有限公司