專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，特別是一種海水淡化和劣質(zhì)水凈化的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
眾所周知，欲將海水、苦咸水和其他劣質(zhì)水直接轉(zhuǎn)變?yōu)榭娠嬘玫募兯请y度很大 的工作。從世界范圍看，淡化方法有許多種，目前苦咸水淡化大多采用反滲透法和電滲析 法，海水淡化主要是蒸餾法和反滲透法。蒸餾法(包括多效蒸發(fā)ME，閃蒸FLASH和壓汽蒸餾 VC等)就是把苦咸水或海水加熱使之沸騰蒸發(fā)，再把蒸汽冷凝成淡水的過(guò)程。蒸餾法主要 優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、操作容易、所得淡水水質(zhì)好。缺點(diǎn)是初期投資大，能耗高(一般適合于 有余熱可利用的場(chǎng)合，如熱電站)，為降低運(yùn)行成本，必須靠規(guī)模效應(yīng)。不適合中小型設(shè)備開(kāi) 發(fā)。電滲析法(電滲析ED和電去離子EDI)是利用離子交換膜在電場(chǎng)作用下，分離鹽水中的 陰、陽(yáng)離子，使淡水室中鹽分濃度降低而得到淡水的一種膜分離技術(shù)。電滲析過(guò)程的能耗與 給水含鹽量有密切關(guān)系。給水含鹽量越高，能耗越大。因此電滲析比較適合低濃度苦咸水 的淡化。該技術(shù)成熟，工藝簡(jiǎn)單、除鹽率較高、操作方便、不污染環(huán)境。但對(duì)原水水質(zhì)要求嚴(yán) 格、需進(jìn)行多步驟預(yù)處理和經(jīng)常更換離子交換膜。此外，電滲析不能去除水中有機(jī)物和細(xì) 菌，設(shè)備運(yùn)行能耗較大，使其在海水淡化中的應(yīng)用受到限制，已逐漸被反滲透技術(shù)所取代。
反滲透法是在選擇透過(guò)性膜的一側(cè)加上比自然滲透更高的壓力，把溶液中的水分 子壓到半透膜的另一邊，從而獲得淡溶液的技術(shù)。反滲透技術(shù)可以從水中除去90%以上的 溶解性鹽類(lèi)和99%以上的膠體微生物及有機(jī)物。與其他水處理方法相比具有無(wú)相態(tài)變化、 常溫操作、設(shè)備簡(jiǎn)單、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、適應(yīng)范圍廣、自動(dòng)化程度高和 出水質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。但反滲透技術(shù)需要嚴(yán)格的原水質(zhì)量，如不能滿(mǎn)足要求，則需復(fù)雜的預(yù)處 理工藝和較貴的預(yù)處理設(shè)備。昂貴的反滲透膜組件的更換成本很高。有關(guān)部件(如高壓泵) 的成本和消耗也不低。反滲透的原水利用率不到50%，濃水的處理和由此帶來(lái)的能耗也不能 不考慮。如果完全采用海水膜淡化海水，除膜成本外，能耗也很高。 常規(guī)反滲透法工藝流程是原水一預(yù)處理系統(tǒng)一高壓水泵一反滲透膜組件一凈化 水。其中預(yù)處理系統(tǒng)視原水的水質(zhì)情況和出水要求可采取粗濾、活性炭吸附、精濾等。必不 可少的精濾過(guò)程，是為了保護(hù)反滲透膜、延長(zhǎng)其使用壽命而設(shè)立的。另外，復(fù)合膜對(duì)水中的 游離氯非常敏感。因而預(yù)處理系統(tǒng)中通常都需配備活性炭來(lái)吸附。此外，不同膜材料具有 不同的化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)pH值、余氯、溫度、細(xì)菌和某些化學(xué)物質(zhì)的敏感性不同，因而原水預(yù) 處理的要求也不同。 —些新的發(fā)明力圖將反滲透技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合，以降低成本和能耗。比如將 太陽(yáng)能，風(fēng)能和潮汐能引入反滲透，以解決無(wú)電和常規(guī)能源短缺地區(qū)人們的生活用水問(wèn)題。
4但由于這些能源形式的低密度和不穩(wěn)定性，至今為止，開(kāi)發(fā)出的設(shè)備并未具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
現(xiàn)有海水淡化及水凈化領(lǐng)域的相關(guān)專(zhuān)利有
1、發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN1279191A提出一種小型船用反滲透海水淡化器，該裝置是采用高 壓泵直接由船上的動(dòng)力柴油機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)輪帶動(dòng)，皮帶傳動(dòng)輪與船上動(dòng)力柴油機(jī)之間設(shè) 有離合器。淡化器采用濃水循環(huán)再利用的方式，以減少淡化器對(duì)海水的預(yù)處理量。但該技 術(shù)用于船舶仍然有很多實(shí)際困難，包括海水預(yù)處理和部件結(jié)垢。運(yùn)行成本和銷(xiāo)售價(jià)格等問(wèn) 題。 2、發(fā)明專(zhuān)利CN110422043C提出一種利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管尾氣余熱進(jìn)行海水淡化的 方法，該方法是將排氣管余熱引入曲面蒸發(fā)器，使蒸發(fā)器的溫度上升到IO(TC以上，然后用 噴頭將海水噴灑在蒸發(fā)板表面產(chǎn)生水蒸汽，水蒸汽通過(guò)冷凝器時(shí)產(chǎn)生淡水，蒸發(fā)器蒸發(fā)海 水時(shí)結(jié)晶的鹽垢用未蒸發(fā)完的水流和水流帶動(dòng)的空氣流沖刷而清除，然后流入海洋。該方 法有兩個(gè)主要不足， 一是高溫蒸發(fā)器表面的結(jié)垢和腐蝕。采用水流和空氣流沖洗不能解決 問(wèn)題，因結(jié)垢一旦形成，就極難去除。正如燒水壺底部的水垢用水沖不掉一樣。另一不足是 傳熱效率受排氣阻力的限制。內(nèi)燃機(jī)氣缸排氣阻力須嚴(yán)格控制，否則工況惡化。效率將急 劇下降。但為提高傳熱效率，必須增加傳熱面積，由此又會(huì)導(dǎo)致排氣阻力過(guò)大。這是該技術(shù) 的實(shí)質(zhì)性矛盾。 3、發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN101303186A涉及一種采用船舶柴油機(jī)余熱為驅(qū)動(dòng)熱源的吸收 式制冰機(jī)，主要由柴油機(jī)排煙轉(zhuǎn)換器、煙氣式再生器、吸收器、附制冰器的蒸發(fā)器、冷凝器組 成。煙氣式再生器分別與吸收器和冷凝器相連接，吸收器和附制冰器的蒸發(fā)器相連接，柴油 機(jī)排煙轉(zhuǎn)換器與船舶柴油機(jī)煙閨或排煙管相連接。通過(guò)附制冰器的蒸發(fā)器利用冷劑蒸發(fā)所 提供的冷量，將泵入的海水制成二元冰。 4、發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN101131268A也提出一種類(lèi)似的利用漁船柴油機(jī)尾氣的海水制 冰機(jī)。這兩個(gè)專(zhuān)利與前述專(zhuān)利2具有同樣不足之處。 5、發(fā)明專(zhuān)利CN1253377C提出一種常溫蒸餾海水淡化裝置，包括電機(jī)、冷凝裝置和 至少一個(gè)汽化葉輪的蒸發(fā)器。該技術(shù)需額外能源加熱蒸發(fā)，存在由此帶來(lái)的各種局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化方法及設(shè)備，以解決
當(dāng)前的海水淡化及劣質(zhì)水凈化過(guò)程中存在的設(shè)備成本高、對(duì)原水水質(zhì)要求偏高、設(shè)備運(yùn)行 不穩(wěn)定、不易清理，以及處理后的水質(zhì)不易達(dá)標(biāo)的技術(shù)問(wèn)題。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
這種內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化方法，其特征在于有如下步驟 步驟一，將內(nèi)燃機(jī)排煙管排出的高溫尾氣進(jìn)行凈化；
步驟二，使凈化后的高溫尾氣從蒸發(fā)室的下部進(jìn)入蒸發(fā)室內(nèi)，同時(shí)將原水經(jīng)加溫后變 成高溫原水，再經(jīng)蒸發(fā)室中部的霧化噴頭噴出變成霧化高溫原水，高溫尾氣與霧化高溫原 水在蒸發(fā)室內(nèi)相遇后產(chǎn)生沸騰蒸發(fā)，變成高溫水蒸汽；
步驟三，高溫水蒸汽經(jīng)過(guò)蒸發(fā)室上部的冷凝換熱室變成冷凝水；
5步驟四，冷凝水自冷凝水排出管排出，經(jīng)凈化后輸入淡水箱。
所述的原水可以是海水、河水、湖水、地下水、地表水、具有高濃度鹽堿成分、高硬 度、高氟、高砷、高鐵錳、低碘、低硒等不適合飲用的劣質(zhì)水、工廠排放的工業(yè)污水或居民區(qū) 排放的生活污水。 所述高溫原水變成霧化高溫原水的方法可以是噴射霧化法、超聲霧化法或機(jī)械霧 化法。 所述步驟二中原水經(jīng)加溫后變成高溫原水的方法可以采用將原水經(jīng)過(guò)蒸發(fā)室上 部的冷凝換熱室與高溫水蒸汽進(jìn)行換熱后升溫的方法，或是采用內(nèi)燃機(jī)開(kāi)式冷卻系統(tǒng)排 出的熱海水或劣質(zhì)水的方法，或是采用內(nèi)燃機(jī)閉式冷卻系統(tǒng)中與循環(huán)淡水換熱后升溫的方 法，或是采用將海水、劣質(zhì)水直接加熱的方法。 所述原水與高溫水蒸汽進(jìn)行換熱的方法可以是高溫尾氣和高溫水蒸汽從冷凝管 內(nèi)通過(guò)，常溫原水從冷凝管外流過(guò)，或者常溫原水從冷凝管內(nèi)流過(guò)，高溫尾氣和高溫水蒸汽 在冷凝管外流過(guò)。 所述步驟四所述的凈化包括活性炭濾層過(guò)濾吸附法、反滲透法或調(diào)整淡水/凈化 水pH值的方法。 這種內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化的設(shè)備，包括原水管、蒸發(fā)室、冷凝換熱室 和淡水箱，所述蒸發(fā)室的下部有進(jìn)氣口 ，蒸發(fā)室的中部有霧化噴頭，冷凝換熱室位于蒸發(fā)室 的上部，蒸發(fā)室的頂部有排煙口 ，所述蒸發(fā)室下部的進(jìn)氣口與設(shè)于蒸發(fā)室內(nèi)側(cè)或外側(cè)的尾 氣凈化器連接，尾氣凈化器的尾氣入口與內(nèi)燃機(jī)排煙管連通，所述原水管與冷凝換熱室內(nèi) 的水腔或冷凝管連通，冷凝換熱室的冷凝水自冷凝水排出管排出，冷凝水排出管與淡水箱 連通，淡水箱下部有出水口。 所述尾氣凈化器設(shè)于蒸發(fā)室內(nèi)部，尾氣凈化器內(nèi)豎向排布有電暈管，各電暈管與 直流高壓發(fā)生器的正極相連，電暈管之間設(shè)有金屬絲，各金屬絲與直流高壓發(fā)生器的負(fù)極 相連；尾氣凈化器頂部有錐形帽，錐形帽下方有凈化尾氣出口，蒸發(fā)室側(cè)壁在與凈化室頂部 相對(duì)處設(shè)有窗口 ；尾氣凈化器底部有尾氣顆粒物排口 ；尾氣顆粒物排口與蒸發(fā)室底部的活 動(dòng)底板之間留有間距；蒸發(fā)室上部一側(cè)由法蘭盤(pán)與冷凝換熱室一側(cè)連接，冷凝換熱室內(nèi)豎 向排布有冷凝管，冷凝管內(nèi)壁分布有換熱肋片，原水管上串聯(lián)有粗濾器和泵，原水管與冷凝 換熱室的原水腔連通，其原水腔出水口經(jīng)管道與伸入蒸發(fā)室內(nèi)部的霧化噴頭連通，冷凝換 熱室的冷凝水自冷凝管排出，再經(jīng)冷凝水排出管排入淡水箱內(nèi)，淡水箱內(nèi)部設(shè)有活性碳濾 層。 所述尾氣凈化器設(shè)于蒸發(fā)室外部，尾氣凈化器內(nèi)豎向間隔分布有過(guò)濾材料層和電 熱絲，電熱絲與加熱電源連接，蒸發(fā)室底部有活動(dòng)底板，蒸發(fā)室的中部的霧化噴頭與柴油機(jī)
氣缸套冷卻水出水口連接，原水管一端連接在柴油機(jī)氣缸套冷卻水進(jìn)水管上，原水管上連 接有控制閥，原水管另一端與冷凝換熱室內(nèi)的冷凝管連通，冷凝管在冷凝換熱室內(nèi)斜向排 布，冷凝管外壁分布有換熱肋片，冷凝管最低處與排水管連接，冷凝管最低處下方設(shè)有淡水 收集槽，淡水收集槽與冷凝水排出管連接，冷凝水排出管再經(jīng)反滲透器與淡水箱連接。
所述尾氣凈化器可以是高溫尾氣凈化器、三效催化凈化器、過(guò)濾器或靜電除塵器； 所述高溫尾氣凈化器，包括筒形外殼，外殼一端為尾氣入口 ，另一端為尾氣出口 ，外殼內(nèi)部 沿軸向間隔分布有電暈管和金屬絲，二者分別由電線與高壓發(fā)生器的正極和負(fù)極相連，外殼內(nèi)部臨近尾氣出口處豎向分布有電熱絲，電熱絲轉(zhuǎn)彎處由陶瓷件與外殼內(nèi)壁固定；電熱 絲經(jīng)整流器與電源連接。 與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果 1、基本原理
本發(fā)明用凈化后的內(nèi)燃機(jī)高溫尾氣直接加熱原水(包括內(nèi)燃機(jī)冷卻水或尾氣冷卻水)， 通過(guò)沸騰蒸發(fā)，冷凝和后處理工序產(chǎn)生淡水或凈化水。
2、原水來(lái)源
對(duì)于海水淡化，所用原水包括 (l)內(nèi)燃機(jī)開(kāi)式冷卻系統(tǒng)排出的具有一定溫度的熱海水，溫度一般為60-90°C。內(nèi)燃機(jī) 冷卻方式分為風(fēng)冷和水冷兩大類(lèi)，風(fēng)冷多用于小型發(fā)動(dòng)機(jī)上。船用柴油機(jī)多采用水冷卻系 統(tǒng)，它又可分為兩類(lèi)開(kāi)式冷卻系統(tǒng)是用海水泵將海水從舷外吸入送至柴油機(jī)缸套冷卻空 腔，冷卻換熱后又排至舷外。閉式冷卻系統(tǒng)是用淡水循環(huán)冷卻柴油機(jī)，而受熱的淡水再用海 水來(lái)冷卻。 (2)內(nèi)燃機(jī)閉式冷卻系統(tǒng)中，用于冷卻循環(huán)淡水的海水。水溫約40-6(TC。 (3)本發(fā)明提出的海水淡化系統(tǒng)中，通過(guò)換熱以冷卻水蒸汽的海水(或稱(chēng)尾氣冷卻
水)。水溫范圍為50-80°C。 (4)直接抽取的海水，水溫取決于地理位置和季節(jié)。 所謂劣質(zhì)水是指各種具有高濃度鹽堿成分，高硬度、高氟、高砷、高鐵錳、低碘、低 硒等特征的不適合飲用的地下或地表水，以及工廠或居民區(qū)排放的工業(yè)和生活污水。
劣質(zhì)水凈化的原水包括
(1)內(nèi)燃機(jī)開(kāi)式冷卻系統(tǒng)排出的具有一定溫度的熱劣質(zhì)水。溫度一般為60-95t:。
(2)內(nèi)燃機(jī)閉式冷卻系統(tǒng)中，用于冷卻循環(huán)淡水的劣質(zhì)水。水溫約40-6(TC。
(3)本發(fā)明提出的凈化系統(tǒng)中，通過(guò)換熱以冷卻水蒸汽的劣質(zhì)水(尾氣冷卻水)。水 溫范圍為50-80°C。 (4)直接抽取的或排放出的劣質(zhì)水。水溫取決于具體情況。
3、主要熱源
(l)原水自帶的熱能。 按200馬力船用柴油機(jī)開(kāi)式冷卻系統(tǒng)排出的熱海水(水溫75°C ，流量6t/h)計(jì)算，
可用熱能達(dá)33000千卡/h。 (2)內(nèi)燃機(jī)燃燒后的尾氣所含余熱。 該部分能量能占燃油燃燒總能的30%以上。柴油機(jī)尾氣的溫度一般可達(dá) 300-650°C。怠速時(shí)也有20(TC以上。汽油機(jī)尾氣溫度更高。這部分能是本發(fā)明設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的 主要能源。 4.換熱方式
分為兩個(gè)步驟經(jīng)凈化后的高溫尾氣進(jìn)入蒸發(fā)室后，直接吹向呈霧狀噴出的具有 較高溫度的原水，使絕大部分原水立即沸騰蒸發(fā)成為水蒸汽。只要原水噴出方向和尾氣吹 送的方向，速度和風(fēng)壓恰當(dāng)，蒸發(fā)后留下結(jié)晶鹽和其他固體雜質(zhì)將直接堆積在蒸發(fā)室并被 定期清除。而溫度下降的尾氣與大量水蒸汽一道上升，進(jìn)入冷凝換熱室。
這種不通過(guò)換熱器，將尾氣高溫?zé)崮苤苯愚D(zhuǎn)換為原水相變能(汽化熱)的方式，屬于直接接觸傳熱。高溫尾氣與霧狀原水直接接觸，使得氣液混合與攪動(dòng)十分強(qiáng)烈，與常規(guī)間 接傳熱相比，大大增加了氣液間的傳熱面積，強(qiáng)化了傳熱過(guò)程，熱效率接近100%。且排煙 阻力小，最終排放的煙氣溫度低，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，適合大流量的液體蒸發(fā)和連 續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。更重要的是，由于沒(méi)有固定的傳熱面，不存在傳熱面上的結(jié)晶、結(jié)垢和腐蝕等問(wèn)題。 特別適于易結(jié)晶和易結(jié)垢的液體(如海水和苦咸水)的加熱蒸發(fā)。 原水的霧化程度是傳熱效率高低的關(guān)鍵。霧化后的液滴越細(xì)，與高溫尾氣接觸面 積就越大，蒸發(fā)就越徹底而迅速。傳熱效率就越高。霧化方式有如下幾種
(l)超聲霧化。超聲霧化是成熟的技術(shù)，霧化后的液滴尺寸小而均勻?？梢灾苯討?yīng)用， 但需一定能耗，且流量有一定限制。 (2)噴射霧化。即原水在高壓下通過(guò)多個(gè)微孔噴射形成霧狀。該方法需要用壓力 泵將原水加壓。原水如采用直接來(lái)自?xún)?nèi)燃機(jī)的冷卻水，可能壓力不足。 (3)機(jī)械霧化。即采用各種機(jī)械方式將流動(dòng)的原水打碎或攪碎成微小的液滴。這 種方式雖然簡(jiǎn)單，但霧化效果不好。
本發(fā)明將采用前兩種霧化方式。 在冷凝換熱室中，含有大量水蒸汽的尾氣通過(guò)換熱部件，間接與冷海水或劣質(zhì)水 換熱，水蒸汽冷凝為淡水或凈化水并被收集。尾氣溫度進(jìn)一步下降后排放到大氣。被加熱 的海水或劣質(zhì)水或者直接排放，或者作為系統(tǒng)的原水，被新的高溫尾氣加熱蒸發(fā)成為淡水 或凈化水。 在此換熱過(guò)程中，既可采用常規(guī)煙道式鍋爐換熱方法，即尾氣和水蒸汽從多根煙 道內(nèi)通過(guò)，常溫海水或劣質(zhì)水從煙道外流過(guò)。二者通過(guò)金屬煙道壁換熱。也可反過(guò)來(lái)進(jìn)行， 即冷卻水從多根換熱管道內(nèi)流過(guò)，尾氣和水蒸汽在管道外流過(guò)。前一種方法，煙道內(nèi)不易結(jié) 垢，但尾氣排放阻力稍大。后一種方法，阻力小，但長(zhǎng)期使用后管道內(nèi)可能結(jié)垢。因?yàn)楹Ｋ?中的某些物質(zhì)的溶解度與溫度成反比關(guān)系，比如CaS04，溫度超過(guò)95t:就會(huì)從水中析出，形 成堅(jiān)實(shí)的垢層粘附在器件表面，導(dǎo)致熱傳遞效率降低。所以需在此換熱過(guò)程中，將管壁溫度 控制在80-9(TC以下。盡管如此，仍不能完全避免冷凝管內(nèi)壁結(jié)構(gòu)。所以冷凝管設(shè)計(jì)成可以 拆卸，等使用一段時(shí)間后，拆下用化學(xué)除垢劑沖洗去垢后，安裝上重新使用。其他有結(jié)垢傾 向的部件，如原水噴頭，也可作類(lèi)似設(shè)計(jì)和處理。
5、尾氣凈化方式
一方面，各國(guó)對(duì)內(nèi)燃機(jī)尾氣排放已日趨嚴(yán)格。如國(guó)標(biāo)GB/T15097-2008， GB/8840-2009 中，對(duì)船用柴油機(jī)煙度，CO，NO (氮氧化物)和HC的排放上限已有明確規(guī)定。所以尾氣應(yīng)凈 化后才能排放。另一方面，尾氣是直接與原水接觸，也必須先凈化后才能用于蒸發(fā)原水，以 避免污染生產(chǎn)的淡水或凈化水。 內(nèi)燃機(jī)尾氣中有兩類(lèi)污染物， 一是C0， S0，N0 (氮氧化物)和HC等氣態(tài)污染物。二 是顆粒物(大多是未燃燒的碳顆粒)，是柴油機(jī)排放黑煙中的主要污染物。
本發(fā)明中，尾氣的凈化有四種方式。 (1)采用三效催化凈化器將上述氣態(tài)污染物凈化為C02， H20和N2等無(wú)害物質(zhì)。這
類(lèi)內(nèi)燃機(jī)用的凈化器已完全商品化，可以根據(jù)內(nèi)燃機(jī)型號(hào)直接購(gòu)買(mǎi)或定制。 (2)采用過(guò)濾法去除顆粒物。即用固體濾材，通過(guò)攔截方式將顆粒物截流在濾材
中。但由于顆粒物的積累，濾材的風(fēng)阻會(huì)越來(lái)越大?？刹捎秒娂訜岱绞綄⒔亓鞯念w粒物燃燒掉，以定期恢復(fù)原有的通暢。過(guò)濾體可以采用了陶瓷濾芯。過(guò)濾體上纏繞電阻絲。工作 一段時(shí)間后，通過(guò)電加熱，對(duì)沉積在過(guò)濾體上的微粒進(jìn)行加熱、著火、燃燒，使排氣背壓恢復(fù) 正常。在加熱期間，應(yīng)關(guān)閉尾氣進(jìn)氣閥，以避免再生時(shí)氣流對(duì)過(guò)濾體的直接沖擊，確保過(guò)濾 體再生過(guò)程穩(wěn)定、有效地進(jìn)行。 (3)用常規(guī)的靜電除塵法去除顆粒物。靜電除塵器的工作原理是含有顆粒物的 煙氣，從接有高壓直流電源的陰極線(又稱(chēng)電暈極)和接地的陽(yáng)極板或管之間所形成的高 壓電場(chǎng)通過(guò)時(shí)，由于陰極發(fā)生電暈放電、氣體被電離，帶負(fù)電的氣體離子，在電場(chǎng)力的作用 下，向陽(yáng)板運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中與顆粒物相碰，使其荷以負(fù)電，荷電后的微粒在電場(chǎng)力的作用下， 向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，到達(dá)陽(yáng)極后，放出所帶電子，沉積于陽(yáng)極上，凈化后的氣體排出除塵器外。
靜電除塵器有下列優(yōu)點(diǎn)
a、凈化效率高，能夠鋪集0. 01微米以上的細(xì)粒。在設(shè)計(jì)中可以通過(guò)不同的操作參數(shù)， 來(lái)滿(mǎn)足所要求的凈化效率。 b、阻力損失小，一般在20毫米水柱以下，這對(duì)于內(nèi)燃機(jī)排煙很重要。 c、耗電較小，和旋風(fēng)除塵器比較，即使考慮供電機(jī)組和振打機(jī)構(gòu)耗電，其總耗電量
仍比較小。 d、允許操作溫度高，如S冊(cè)B型電塵器的允許操作溫度為25(TC，其他類(lèi)型還有達(dá) 到350 40(TC或者更高的，完全可用于內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化。 e、處理氣體流量范圍大。但靜電除塵器的性能受粉塵性質(zhì)、設(shè)備構(gòu)造和煙氣流速 等三個(gè)因素的影響。粉塵的比電阻過(guò)低，塵粒難以保持在集塵電極上，致使其重返氣流。比 電阻過(guò)高，到達(dá)集塵電極的塵粒電荷不易放出，在塵層之間形成電壓梯度會(huì)產(chǎn)生局部擊穿 和放電現(xiàn)象，都會(huì)造成除塵效率下降。柴油機(jī)尾氣中的顆粒物的比電阻大小合適，完全能用 靜電法去除。靜電除塵器的電源由控制箱、升壓變壓器和整流器組成。靜電除塵器運(yùn)行電 壓一般保持在40 75kV乃至100kV左右。 為了有效截留顆粒物，又不因顆粒物積累產(chǎn)生阻塞，可以將電熱絲制成網(wǎng)絡(luò)狀，放 置于電暈管后端的出口附近，并讓其連接高壓正極。帶負(fù)電的顆粒物從電暈場(chǎng)出來(lái)后，即使 絲網(wǎng)不夠細(xì)密，也極易被帶正電的絲網(wǎng)吸引并截留。待顆粒物積累到一定程度后，讓電熱絲 通電發(fā)熱，使積累的顆粒物(多為未燃燒的碳粒)氧化燃燒，生成C02和H20排放。這一再生 過(guò)程只需持續(xù)幾分鐘，顆粒物清除完后，可重新裝入淡水機(jī)使用。 (4)采用改進(jìn)的靜電法，同時(shí)去除顆粒物和部分氣態(tài)污染物。即將常規(guī)靜電除塵 所需電壓提高到能產(chǎn)生較高濃度臭氧的水平(一般在100KV以上)，一方面，尾氣中的顆粒 物在這樣的電暈場(chǎng)中帶負(fù)電后，能被帶正電的集塵極吸引而沉積，另一方面，尾氣中的氧氣 (或引入的部分新鮮空氣中的氧氣)能轉(zhuǎn)變?yōu)楦邼舛瘸粞?，使氣態(tài)污染物能被氧化成為C02 和H20，以及S03和N02等物質(zhì)，后二者易溶于水生成酸，和原水中的各種陽(yáng)離子結(jié)合后生成 鹽類(lèi)，最終蒸發(fā)后作為固態(tài)雜質(zhì)堆積在蒸發(fā)室，并被定期清除。其反應(yīng)過(guò)程如下
CO+0(臭氧作用下)一C02
HC (化合物)+0(臭氧作用下)一C02+H20
N0+0(臭氧作用下)一N02
S0+0(臭氧作用下)一S02
S09+H90 — H9S04H2S04+Ca — CaS04 6、原水凈化方式
原水中含有多種溶解物和污染物，在上述過(guò)程中可得到不同程度凈化。
(1)可溶性無(wú)機(jī)鹽類(lèi)(NaCl， MgCl2， CaS04等)通過(guò)蒸發(fā)析出，堆積在蒸發(fā)室，被定期清除。 (2)不溶性固態(tài)物(泥沙，海藻等懸浮物或膠體)通過(guò)蒸發(fā)分離，堆積在蒸發(fā)室，被 定期清除。 (3)可溶性有機(jī)污染物通過(guò)高溫蒸發(fā)，與臭氧接觸反應(yīng)，大部分被氧化分解成無(wú)害 物質(zhì)。 (4)微生物與高溫尾氣和臭氧接觸一定時(shí)間后，絕大部分已被殺死。
7、淡水或凈化水的后處理
通過(guò)上述工藝過(guò)程生成的淡水或凈化水中，仍含有少量可溶性污染物或固態(tài)雜質(zhì)，作 為直接飲用水，口感也需調(diào)整?？刹捎贸Ｒ?guī)的飲用水凈化方法作后處理，有以下幾種方式。
(1)采用活性炭濾層過(guò)濾?；钚蕴繉幽軌蛭酱罅咳芙庑杂袡C(jī)物，截留微小顆粒 物，改善口感。使用一段時(shí)間后再根據(jù)出水狀況，決定是否更換濾層和調(diào)整酸堿度。
(2)pH值調(diào)整。與大多數(shù)水凈化方法(如蒸餾或反滲透)一樣，本發(fā)明技術(shù)生成的 淡水或凈化水，PH值會(huì)略偏酸性，可以根據(jù)具體情況，加堿進(jìn)行調(diào)整。 (3)對(duì)于直飲水(直接由海水或劣質(zhì)水生產(chǎn)飲用水)的情況(如供大型郵船或海島 駐軍的飲水)，可以采用反滲透方式進(jìn)行后處理。在這一階段使用反滲透技術(shù)，不需任何預(yù) 處理工序，膜部件可以長(zhǎng)期使用，基本不用維護(hù)，非常方便。換言之，本發(fā)明設(shè)備可以作為反 滲透海水淡化的高效前處理器。 8、采用內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化設(shè)備的部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下 (1)自制食鹽水淡化
原水:TDS :15，010mg/L，pH=7. 6， Conductivity :〉l，500ii s。水溫23。C，細(xì)菌數(shù)(略不 計(jì))。 —次水TDS :350mg/L， pH=6. 6， Conductivity :55 ii s。水溫19。C，細(xì)菌數(shù)(略不 計(jì))。 二次水:TDS :340mg/L， pH=6. 5， Conductivity :15ii s。水溫22。C，細(xì)菌數(shù)(略不 計(jì))。 (2)淺層地下水凈化
原水:TDS :13，405mg/L，pH=7. 51， Conductivity :〉l，500ii s。水溫21°C ，細(xì)菌數(shù)〉100/ mL，濁度=5NTU。 一次水:TDS :250mg/L， pH=5. 6， Conductivity :43 ii s。水溫19。C，細(xì)菌數(shù)〈100/ mL。濁度〈1NTU。 二次水:TDS :246mg/L， pH=5. 5， Conductivity :14ii s。水溫20。C，細(xì)菌數(shù)(略不 計(jì))。濁度〈1NTU。
(3)海水淡化
原水TDS :>35，000mg/L， pH=7. 21， Conductivity :>1， 500 ii s。水溫25。C，細(xì)菌 數(shù)〉300/mL，濁度〉5NTU。
10
一次水:TDS :390mg/， pH=5. 6， Conductivity :65 ii s。水溫19。C，細(xì)菌數(shù)〈100/ mL。濁度〈1NTU。 二次水:TDS :376mg/L， pH=5. 7， Conductivity :19"。水溫20。C，細(xì)菌數(shù)(略 不計(jì))。濁度〈1NTU。 上述所謂一次水，是指從冷凝換熱室出來(lái)的未經(jīng)活性炭后處理的水。二次水則是 經(jīng)活性炭處理的水。 部分水質(zhì)對(duì)比數(shù)據(jù)對(duì)比如下
水質(zhì)海水自來(lái)水名牌礦泉水蒸餾水鹽水鹽水處理水自來(lái)水處理水海水處
理水
pH 7.217.067.25 6.937.6 6.5
4. 83 5. 7
ii s 〉1500 455 80 〈10〉1500 15 〈10
19
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1.充分利用內(nèi)燃機(jī)冷卻水和尾氣余熱，傳熱效率非常高，非常節(jié)能。有些設(shè)計(jì)方案除 了冷卻水泵外，幾乎無(wú)能耗。所以產(chǎn)水成本比自來(lái)水還低。是其他技術(shù)難以相比的。 2.產(chǎn)水量大，與200馬力柴油機(jī)相配的淡水機(jī)，產(chǎn)水率可達(dá)100kg/h以上。用于 裝有400馬力以上柴油機(jī)的海船，海島或鉆井單位，每小時(shí)可產(chǎn)直飲水200kg左右，足以維 持150-200人的飲水或20-30人的生活用水。 3.出水水質(zhì)良好，對(duì)鐵、鎂、鈣、鉀、氯化物等溶解性無(wú)機(jī)鹽類(lèi)及毒理學(xué)指標(biāo)砷、氟 化物的去除率達(dá)90%以上。對(duì)耗氧量、NH32N、 N0-32N、 N022N及硅的去除率稍低，但如能完 善后處理程序，完全能達(dá)到直飲水標(biāo)準(zhǔn)。 4.原水基本不需預(yù)處理。對(duì)海水水質(zhì)無(wú)任何要求。與反滲透相比，有明顯優(yōu)勢(shì)。
5.由于結(jié)構(gòu)和工序簡(jiǎn)單，無(wú)高壓部件，工作條件寬松，設(shè)備可靠性非常高。
6.除后處理所需活性炭濾材外，不需其他耗材，不用任何膜材料。設(shè)備運(yùn)行成本 極低。 7.沒(méi)有高溫傳熱面，不存在傳熱面結(jié)晶、結(jié)垢和腐蝕等問(wèn)題。設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單。
8.能附帶改善內(nèi)燃機(jī)排放狀況，排放煙氣能得到完全凈化。 9.設(shè)備的原材料和部件制造成本很低，與其他水處理產(chǎn)品相比，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明 顯。 10.設(shè)備體積小，可以不改變?cè)袃?nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)，容易安裝，適應(yīng)范圍很廣。 根據(jù)本技術(shù)開(kāi)發(fā)的設(shè)備主要用于使用內(nèi)燃機(jī)的地方或單位，如各類(lèi)船舶，采用柴
油機(jī)發(fā)電的海島或內(nèi)陸村落，海上或陸地鉆井隊(duì)，用內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力源的中小型工廠等地方。
也可以作為各種規(guī)模的反滲透系統(tǒng)的前處理設(shè)備，可廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)洋航船或者出海漁船等
在海上航行時(shí)間較長(zhǎng)的中小型船。
1

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例一一種可用于中小型船用淡化/凈化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例二一種可用于中型船用或單位用的海水/苦咸水直飲設(shè)備的 結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明所用的高溫尾氣凈化器的結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標(biāo)記1 一蒸發(fā)室、2 —進(jìn)氣口、3 —電暈管、4 一金屬絲、5 —直流高壓發(fā)生 器、6 —直流電源插頭、7 —錐形帽、8 —霧化噴頭、9 一法蘭盤(pán)、10 —冷凝換熱室、11 一冷凝 管、12 —換熱肋片、13 —泵、14 一粗濾器、15 —原水管、16 —排煙口、17 —冷凝水排出管、 18 —淡水箱、19 一活性炭濾層、20 —凈化室底開(kāi)口、21 —窗口、22 —活動(dòng)底板、23 —出水 口、24-尾氣凈化器、25-凈化尾氣出口、26—柴油機(jī)、27 —內(nèi)燃機(jī)排煙管、28—過(guò)濾材料層、 29 —電熱絲、30 —電熱絲加熱電源、31 —柴油機(jī)冷卻水泵、32 —柴油機(jī)氣缸套冷卻水進(jìn)水 管、33 —控制閥、34 —反滲透器、35 —排水管、36 —柴油機(jī)氣缸套冷卻水出水口 、37 —淡水 收集槽、38 —尾氣入口、39 —高壓發(fā)生器、40 —整流器、41 一尾氣出口、42-陶瓷件、43-外 殼。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一，參見(jiàn)圖1所示，本實(shí)施例是一種可用于中小型船用的淡化/凈化設(shè)備，它包 括原水管15、蒸發(fā)室1、冷凝換熱室10和淡水箱18，所述蒸發(fā)室的下部有進(jìn)氣口 2，蒸發(fā)室 的中部有霧化噴頭8，冷凝換熱室10位于蒸發(fā)室的上部，蒸發(fā)室的頂部有排煙口 16，所述蒸 發(fā)室下部的進(jìn)氣口與設(shè)于蒸發(fā)室內(nèi)側(cè)的尾氣凈化器24連接，尾氣凈化器24的尾氣入口與 內(nèi)燃機(jī)排煙管27連通，尾氣凈化器內(nèi)豎向排布有電暈管3，各電暈管與直流高壓發(fā)生器5的 正極相連，電暈管之間設(shè)有金屬絲4，各金屬絲與直流高壓發(fā)生器5的負(fù)極相連；尾氣凈化 器頂部有錐形帽7，錐形帽下方有凈化尾氣出口 25，蒸發(fā)室側(cè)壁在與凈化室頂部相對(duì)處設(shè) 有窗口 21 ;尾氣凈化器底部有尾氣顆粒物排口 20 ;尾氣顆粒物排口 20與蒸發(fā)室底部的活 動(dòng)底板22之間留有間距；蒸發(fā)室上部一側(cè)由法蘭盤(pán)9與冷凝換熱室10 —側(cè)連接，冷凝換熱 室內(nèi)豎向排布有冷凝管ll，冷凝管內(nèi)壁分布有換熱肋片12，原水管15上串聯(lián)有粗濾器14 和泵13，原水管15與冷凝換熱室10的原水腔連通，其原水腔出水口經(jīng)管道與伸入蒸發(fā)室內(nèi) 部的霧化噴頭8連通，冷凝換熱室10的冷凝水自冷凝管排出，再經(jīng)冷凝水排出管17排入淡 水箱18內(nèi)，淡水箱內(nèi)部設(shè)有活性碳濾層19，淡水箱下部有出水口 23。 實(shí)施例二，參見(jiàn)圖2所示，本實(shí)施例是一種可用于中型船用或單位用的海水/苦咸 水直飲設(shè)備，它包括原水管15、蒸發(fā)室1、冷凝換熱室10和淡水箱18，所述蒸發(fā)室的下部有 進(jìn)氣口 2，蒸發(fā)室的中部有霧化噴頭8，冷凝換熱室IO位于蒸發(fā)室的上部，蒸發(fā)室的頂部有 排煙口 16，所述蒸發(fā)室下部的進(jìn)氣口與設(shè)于蒸發(fā)室外側(cè)的尾氣凈化器24連接，尾氣凈化器 24的尾氣入口與內(nèi)燃機(jī)排煙管27連通，尾氣凈化器內(nèi)豎向間隔分布有過(guò)濾材料層28和電 熱絲29，電熱絲29與加熱電源30連接，蒸發(fā)室底部有活動(dòng)底板22，蒸發(fā)室的中部的霧化噴 頭8與柴油機(jī)氣缸套冷卻水出水口 36連接，原水管15 —端連接在柴油機(jī)氣缸套冷卻水進(jìn) 水管32上，原水管上連接有控制閥33，原水管15另一端與冷凝換熱室10內(nèi)的冷凝管11連 通，冷凝管在冷凝換熱室內(nèi)斜向排布，冷凝管外壁分布有換熱肋片，冷凝管最低處與排水管 35連接，冷凝管最低處下方設(shè)有淡水收集槽37，淡水收集槽37與冷凝水排出管17連接，冷凝水排出管17再經(jīng)反滲透器34與淡水箱18連接，淡水箱下部有出水口 23。
參見(jiàn)圖3所示，圖中是一種內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化的設(shè)備可采用的尾 氣凈化器，尾氣凈化器可以是高溫尾氣凈化器、三效催化凈化器、過(guò)濾器或靜電除塵器。所 述高溫尾氣凈化器，包括筒形外殼43，外殼一端為尾氣入口 38，另一端為尾氣出口 41，外殼 內(nèi)部沿軸向間隔分布有電暈管3和金屬絲4，二者分別由電線與高壓發(fā)生器39的正極和負(fù) 極相連，外殼內(nèi)部臨近尾氣出口處豎向分布有電熱絲29，電熱絲轉(zhuǎn)彎處由陶瓷件42與外殼 內(nèi)壁固定；電熱絲29經(jīng)整流器40與交流電源連接。 為了滿(mǎn)足遠(yuǎn)洋漁船船載要求，在防垢，船機(jī)接口設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性等方面，需采取針對(duì) 性的解決措施。本發(fā)明對(duì)相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)要求如下 1.良好的船機(jī)接口。 無(wú)淡水自給設(shè)施的遠(yuǎn)洋漁船，是本發(fā)明設(shè)備的主要應(yīng)用市場(chǎng)。船機(jī)接口設(shè)計(jì)與漁 船構(gòu)造特征相匹配，是裝置順利裝船的前提。漁船空間狹窄、排氣管豎直安裝、裝備有三臺(tái) 發(fā)動(dòng)機(jī)輪換工作等特點(diǎn)，都是裝置設(shè)計(jì)的約束條件。淡水機(jī)尾氣進(jìn)口必須與柴油機(jī)排氣管 標(biāo)準(zhǔn)口徑匹配。淡水機(jī)主機(jī)箱尺寸應(yīng)盡可能小，最好安裝在柴油機(jī)上方。狹窄的空間使冷 凝傳熱面積的增大受到限制，要提高產(chǎn)水量，就必須采取各種強(qiáng)化傳熱措施。
2.有效的防垢。 結(jié)垢是影響海水淡化效率的主要因素之一。為防止換熱管結(jié)構(gòu)，管壁溫度需嚴(yán)格 控制。主機(jī)箱宜采用不銹鋼材質(zhì)。
3.足夠的產(chǎn)水量。 海水淡化裝置的淡水產(chǎn)量，要足夠維持8 10名船員20-40天的生活需要。
4.抗振性。 在有銳角或直角過(guò)渡的管道中，海上船只的劇烈搖晃所產(chǎn)生的振動(dòng)，使尾氣的動(dòng) 態(tài)性能處于不穩(wěn)定狀態(tài)，會(huì)直接影響傳熱效率。因此，設(shè)備設(shè)計(jì)必須考慮抗振性。最好不用 銳角或直角過(guò)渡的管道。
5.低流阻與壓降。 尾氣在管道中的流阻與壓降過(guò)大，將使發(fā)動(dòng)機(jī)因負(fù)荷增大而性能降低，甚至引發(fā) 故障。所以在換熱效率和風(fēng)阻之間，應(yīng)取得平衡。 —種內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化方法，其特征在于有如下步驟 步驟一，將內(nèi)燃機(jī)排煙管27排出的高溫尾氣進(jìn)行凈化；
步驟二，使凈化后的高溫尾氣從蒸發(fā)室1的下部進(jìn)入蒸發(fā)室內(nèi)，同時(shí)將原水經(jīng)加溫后 變成高溫原水，再經(jīng)蒸發(fā)室中部的霧化噴頭8噴出變成霧化高溫原水，高溫尾氣與霧化高 溫原水在蒸發(fā)室內(nèi)相遇后產(chǎn)生沸騰蒸發(fā)，變成高溫水蒸汽；
步驟三，高溫水蒸汽經(jīng)過(guò)蒸發(fā)室上部的冷凝換熱室IO變成冷凝水； 步驟四，冷凝水自冷凝水排出管17排出，經(jīng)凈化后輸入淡水箱18。
所述的原水可以是海水、河水、湖水、地下水、地表水、具有高濃度鹽堿成分、高硬 度、高氟、高砷、高鐵錳、低碘、低硒等不適合飲用的劣質(zhì)水、工廠排放的工業(yè)污水或居民區(qū) 排放的生活污水。 所述高溫原水變成霧化高溫原水的方法可以是噴射霧化法、超聲霧化法或機(jī)械霧 化法。
步驟二中原水經(jīng)加溫后變成高溫原水的方法可以采用將原水經(jīng)過(guò)蒸發(fā)室上部的 冷凝換熱室與高溫水蒸汽進(jìn)行換熱后升溫的方法，或是采用內(nèi)燃機(jī)開(kāi)式冷卻系統(tǒng)排出的熱 海水或劣質(zhì)水的方法，或是采用內(nèi)燃機(jī)閉式冷卻系統(tǒng)中與循環(huán)淡水換熱后升溫的方法，或 是采用將海水、劣質(zhì)水直接加熱的方法。 所述原水與高溫水蒸汽進(jìn)行換熱的方法可以是高溫尾氣和高溫水蒸汽從冷凝管 內(nèi)通過(guò)，常溫原水從冷凝管外流過(guò)，或者常溫原水從冷凝管內(nèi)流過(guò)，高溫尾氣和高溫水蒸汽 在冷凝管外流過(guò)。 步驟四所述的凈化包括活性炭濾層過(guò)濾吸附法、反滲透法或調(diào)整淡水/凈化水pH 值的方法。
權(quán)利要求
一種內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化方法，其特征在于有如下步驟 步驟一，將內(nèi)燃機(jī)排煙管(27)排出的高溫尾氣進(jìn)行凈化；步驟二，使凈化后的高溫尾氣從蒸發(fā)室(1)的下部進(jìn)入蒸發(fā)室內(nèi)，同時(shí)將原水經(jīng)加溫后變成高溫原水，再經(jīng)蒸發(fā)室中部的霧化噴頭(8)噴出變成霧化高溫原水，高溫尾氣與霧化高溫原水在蒸發(fā)室內(nèi)相遇后產(chǎn)生沸騰蒸發(fā)，變成高溫水蒸汽；步驟三，高溫水蒸汽經(jīng)過(guò)蒸發(fā)室上部的冷凝換熱室(10)變成冷凝水；步驟四，冷凝水自冷凝水排出管(17)排出，經(jīng)凈化后輸入淡水箱(18)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化方法，其特征在于所述的原水是海水、河水、湖水、地下水、地表水、具有高濃度鹽堿成分、高硬度、高氟、高砷、高鐵 錳、低碘、低硒等不適合飲用的劣質(zhì)水、工廠排放的工業(yè)污水或居民區(qū)排放的生活污水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化方法，其特征在于所述高溫原水變成霧化高溫原水的方法是噴射霧化法、超聲霧化法或機(jī)械霧化法。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化方法，其特征在于所述步驟二中原水經(jīng)加溫后變成高溫原水的方法是采用將原水經(jīng)過(guò)蒸發(fā)室上部的冷凝換熱室 與高溫水蒸汽進(jìn)行換熱后升溫的方法，或是采用內(nèi)燃機(jī)開(kāi)式冷卻系統(tǒng)排出的熱海水或劣質(zhì) 水的方法，或是采用內(nèi)燃機(jī)閉式冷卻系統(tǒng)中與循環(huán)淡水換熱后升溫的方法，或是采用將海 水、劣質(zhì)水直接加熱的方法。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化方法，其特征在于所述原水與高溫水蒸汽進(jìn)行換熱的方法是高溫尾氣和高溫水蒸汽從冷凝管內(nèi)通過(guò)，常溫原水從 冷凝管外流過(guò)，或者常溫原水從冷凝管內(nèi)流過(guò)，高溫尾氣和高溫水蒸汽在冷凝管外流過(guò)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化方法，其特征在于所述步驟四所述的凈化包括活性炭濾層過(guò)濾吸附法、反滲透法或調(diào)整淡水/凈化水PH值的方法。
7. —種內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化的設(shè)備，包括原水管(15)、蒸發(fā)室(l)、冷凝 換熱室(10)和淡水箱(18)，其特征在于所述蒸發(fā)室的下部有進(jìn)氣口 (2)，蒸發(fā)室的中部有 霧化噴頭(8)，冷凝換熱室(10)位于蒸發(fā)室的上部，蒸發(fā)室的頂部有排煙口(16)，所述蒸發(fā) 室下部的進(jìn)氣口與設(shè)于蒸發(fā)室內(nèi)側(cè)或外側(cè)的尾氣凈化器(24)連接，尾氣凈化器(24)的尾 氣入口與內(nèi)燃機(jī)排煙管(27)連通，所述原水管(15)與冷凝換熱室(10)內(nèi)的原水腔或冷凝 管連通，冷凝換熱室(10)的冷凝水自冷凝水排出管(17)排出，冷凝水排出管(17)與淡水箱 (18 )連通，淡水箱下部有出水口 ( 23 )。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化的設(shè)備，其特征在于所 述尾氣凈化器(24)設(shè)于蒸發(fā)室內(nèi)部，尾氣凈化器內(nèi)豎向排布有電暈管(3)，各電暈管與直 流高壓發(fā)生器(5)的正極相連，電暈管之間設(shè)有金屬絲(4)，各金屬絲與直流高壓發(fā)生器 (5)的負(fù)極相連；尾氣凈化器頂部有錐形帽(7)，錐形帽下方有凈化尾氣出口(25)，蒸發(fā)室 側(cè)壁在與凈化室頂部相對(duì)處設(shè)有窗口 (21);尾氣凈化器底部有尾氣顆粒物排口 (20);尾氣 顆粒物排口(20)與蒸發(fā)室底部的活動(dòng)底板(22)之間留有間距；蒸發(fā)室上部一側(cè)由法蘭盤(pán)(9) 與冷凝換熱室(10)—側(cè)連接，冷凝換熱室內(nèi)豎向排布有冷凝管(11)，冷凝管內(nèi)壁分布 有換熱肋片(12)，原水管(15)上串聯(lián)有粗濾器(14)和泵(13)，原水管(15)與冷凝換熱室(10) 的原水腔連通，其原水腔出水口經(jīng)管道與伸入蒸發(fā)室內(nèi)部的霧化噴頭(8)連通，冷凝換熱室(10 )的冷凝水自冷凝管排出，再經(jīng)冷凝水排出管(17 )排入淡水箱(18 )內(nèi)，淡水箱內(nèi)部 設(shè)有活性碳濾層(19)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化的設(shè)備，其特征在于所 述尾氣凈化器(24)設(shè)于蒸發(fā)室外部，尾氣凈化器內(nèi)豎向間隔分布有過(guò)濾材料層(28)和電 熱絲(29)，電熱絲(29)與加熱電源(30)連接，蒸發(fā)室底部有活動(dòng)底板(22)，蒸發(fā)室的中部 的霧化噴頭(8)與柴油機(jī)氣缸套冷卻水出水口(36)連接，原水管(15)—端連接在柴油機(jī) 氣缸套冷卻水進(jìn)水管(32)上，原水管上連接有控制閥(33)，原水管(15)另一端與冷凝換熱 室(10)內(nèi)的冷凝管(11)連通，冷凝管在冷凝換熱室內(nèi)斜向排布，冷凝管外壁分布有換熱肋 片，冷凝管最低處與排水管(35)連接，冷凝管最低處下方設(shè)有淡水收集槽(37)，淡水收集 槽(37)與冷凝水排出管(17)連接，冷凝水排出管(17)再經(jīng)反滲透器(34)與淡水箱(18)連 接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化的設(shè)備，其特征在于所 述尾氣凈化器是高溫尾氣凈化器、三效催化凈化器、過(guò)濾器或靜電除塵器；所述高溫尾氣凈 化器，包括筒形外殼(43)，外殼一端為尾氣入口(38)，另一端為尾氣出口(41)，外殼內(nèi)部沿 軸向間隔分布有電暈管(3)和金屬絲(4)，二者分別由電線與高壓發(fā)生器(39)的正極和負(fù) 極相連，外殼內(nèi)部臨近尾氣出口處豎向分布有電熱絲(29)，電熱絲轉(zhuǎn)彎處由陶瓷件(42)與 外殼內(nèi)壁固定；電熱絲(29)經(jīng)整流器(40)與電源連接。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)輔助海水淡化/劣質(zhì)水凈化方法及設(shè)備，有如下步驟步驟一，將內(nèi)燃機(jī)排煙管排出的高溫尾氣進(jìn)行凈化；步驟二，使凈化后的高溫尾氣從蒸發(fā)室的下部進(jìn)入蒸發(fā)室內(nèi)，同時(shí)將原水經(jīng)高溫尾氣加溫后變成高溫原水，再經(jīng)蒸發(fā)室中部的霧化噴頭噴出變成霧化高溫原水，高溫尾氣與霧化高溫原水在蒸發(fā)室內(nèi)相遇后產(chǎn)生沸騰蒸發(fā)，變成高溫水蒸汽；步驟三，高溫水蒸汽經(jīng)過(guò)蒸發(fā)室上部的冷凝換熱室變成冷凝水；步驟四，冷凝水自冷凝水排出管排出，經(jīng)凈化后輸入飲水箱。本發(fā)明能充分利用內(nèi)燃機(jī)冷卻水和尾氣余熱，傳熱效率高，產(chǎn)水量大，出水水質(zhì)良好，可用于使用內(nèi)燃機(jī)的地方或單位，也可以作為各種反滲透系統(tǒng)的前處理設(shè)備，可廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)洋航船或者出海漁船等在海上航行時(shí)間較長(zhǎng)的中小型船。
文檔編號(hào)C02F1/12GK101792191SQ201010121749
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者何宗彥 申請(qǐng)人:何宗彥