專利名稱：一種采用離子捕捉器的海水淡化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用離子捕捉器的海水淡化裝置，屬于海水系統(tǒng)的防腐蝕技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
換熱管是低溫多效蒸餾海水淡化裝置中的一個(gè)重要組成部分，其材料的性能直接影響著裝置成本及運(yùn)行效率，選用低成本且耐海水腐蝕性能良好的材料，有助于將海水淡化技術(shù)應(yīng)用于更加廣泛的領(lǐng)域。
鋁合金是一種成本較低、傳熱性能優(yōu)良的材料，可以作為傳熱管使用。但在海水淡化裝置中，海水作為一種電解質(zhì)溶液，會(huì)使鋁及鋁合金等低電位材料發(fā)生電化學(xué)腐蝕。當(dāng)鋁合金表面發(fā)生磨損從而產(chǎn)生缺陷時(shí)，由于在鋁合金基體表面形成數(shù)量很多的“大陰極-小陽極”型腐蝕原電池，腐蝕反應(yīng)可以很快造成材料發(fā)生腐蝕突起現(xiàn)象。同時(shí)，由于海水的流動(dòng)，其腐蝕速度大幅度增加。針對(duì)鋁合金在海水中的腐蝕機(jī)理，采取控制海水中重金屬離子濃度的措施，有助于減緩以致消除海水對(duì)鋁合金的腐蝕，保證其在海水淡化裝置中應(yīng)用的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)減弱海水對(duì)于鋁合金傳熱管的腐蝕的目的，本發(fā)明提供一種采用離子捕捉器的海水淡化裝置，這種海水淡化裝置應(yīng)用離子捕捉器對(duì)海水進(jìn)行前處理，可以減弱海水對(duì)鋁合金傳熱管的腐蝕性。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種采用離子捕捉器的海水淡化裝置，它包括一個(gè)冷凝器和多效蒸發(fā)海水淡化裝置，設(shè)有一個(gè)加熱蒸汽入口管的多效蒸發(fā)海水淡化裝置采用二次蒸汽管連接冷凝器；在所述冷凝器的海水出口與多效蒸發(fā)海水淡化裝置的海水進(jìn)口之間設(shè)有一個(gè)離子捕捉器，在離子捕捉器的內(nèi)部填滿大面積比、低電位的離子捕捉填料。所述離子捕捉填料選用制成圈狀或片狀結(jié)構(gòu)的鋁、鎂或鋅金屬材料，在離子捕捉器內(nèi)呈蜂窩狀排列。所述離子捕捉器中設(shè)有交錯(cuò)布置的折流板，在各折流板之間填充所述離子捕捉填料。所述離子捕捉器采用橫置式結(jié)構(gòu)或豎置式結(jié)構(gòu)。采用上述的技術(shù)方案，新鮮海水在冷凝器中完成預(yù)熱和脫氣，作為蒸發(fā)過程的進(jìn)料海水流過離子捕捉器，然后依次流經(jīng)各預(yù)熱器后進(jìn)入到蒸發(fā)器的各效中；海水進(jìn)入蒸發(fā)器后，吸收蒸發(fā)管內(nèi)蒸汽的汽化潛熱而蒸發(fā)，生成的蒸汽經(jīng)汽液分離器后形成二次蒸汽，剩余的海水逐效進(jìn)入下一效蒸發(fā)器中，在下一效蒸發(fā)器中重復(fù)噴淋、蒸發(fā)、冷凝過程，濃海水在溫度最低的末效蒸發(fā)器中離開裝置。在蒸汽側(cè)，加熱蒸汽進(jìn)入到蒸發(fā)器的傳熱管內(nèi)并在管內(nèi)冷凝，管外海水蒸發(fā)，生成二次蒸汽，蒸發(fā)、冷凝過程在各效蒸發(fā)器內(nèi)重復(fù)，末效蒸發(fā)器內(nèi)的二次蒸汽在冷凝器中被海水冷凝為淡水排出。
本發(fā)明的有益效果是這種采用離子捕捉器的海水淡化裝置設(shè)有一個(gè)加熱蒸汽入口管的多效蒸發(fā)海水淡化裝置采用二次蒸汽管連接冷凝器；在冷凝器的海水出口與多效蒸發(fā)海水淡化裝置的海水進(jìn)口之間設(shè)有一個(gè)離子捕捉器，在離子捕捉器的內(nèi)部填滿大面積t匕、低電位的離子捕捉填料。離子捕捉器內(nèi)的鋁金屬填料與海水有很大的接觸面積，海水經(jīng)離子捕捉器處理后，海水中的高電位金屬離子(如Fe3+、Cu2+等)被填料所吸附，在鋁合金基體表面形成腐蝕原電池的因素消失，從而降低了海水對(duì)于鋁合金的腐蝕性。將離子捕捉器設(shè)置在多效蒸發(fā)海水淡化裝置末端冷凝器之后，可有效的捕捉預(yù)熱后的海水中的重金屬離子，從而降低海水對(duì)蒸發(fā)器中換熱管的腐蝕。


圖1是一種采用離子捕捉器的海水淡化裝置系統(tǒng)原理圖。圖2是橫置式離子捕捉器的結(jié)構(gòu)圖。圖3是豎置式離子捕捉器的結(jié)構(gòu)圖
圖中1、冷凝器，2、離子捕捉器，2a、海水進(jìn)水管，2b、箱體法蘭，2c、箱體，2d、海水出水管，2e、折流板，2f、離子捕捉填料，3、多效蒸發(fā)海水淡化裝置，4、加熱蒸汽入口管，5、二次蒸汽管。
具體實(shí)施例方式圖1示出了一種采用離子捕捉器的海水淡化裝置系統(tǒng)原理圖。圖中，這種采用離子捕捉器的海水淡化裝置包括一個(gè)冷凝器I和多效蒸發(fā)海水淡化裝置3，設(shè)有一個(gè)加熱蒸汽入口管4的多效蒸發(fā)海水淡化裝置3采用二次蒸汽管5連接冷凝器I。在冷凝器I的海水出口與多效蒸發(fā)海水淡化裝置3的海水進(jìn)口之間設(shè)有一個(gè)離子捕捉器2，在離子捕捉器2的內(nèi)部填滿大面積比、低電位的離子捕捉填料2f。離子捕捉填料2f選用制成圈狀或片狀結(jié)構(gòu)的鋁、鎂或鋅金屬材料，在離子捕捉器2內(nèi)呈蜂窩狀排列。離子捕捉器2中設(shè)有交錯(cuò)布置的折流板2e，在各折流板2e之間填充所述離子捕捉填料2f。離子捕捉器2采用橫置式結(jié)構(gòu)(如圖2所示)或豎置式結(jié)構(gòu)(如圖3所示)。上述的離子捕捉器2內(nèi)部填滿大面積比、低電位金屬材料(如鋁、鎂、鋅等)，由于電位差的存在，金屬填料起到吸附海水中的高電位金屬離子(如Fe3+、Cu2+等金屬離子)的作用，并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到捕捉重金屬離子的目的，降低以致消除海水對(duì)于海水淡化裝置換熱管的電化學(xué)腐蝕。離子捕捉器2設(shè)置在多效蒸發(fā)海水淡化裝置3末端的冷凝器I之后，即新鮮海水b首先通過冷凝器I進(jìn)行預(yù)熱，海水經(jīng)過預(yù)熱后進(jìn)入離子捕捉器2，海水經(jīng)離子捕捉器2處理后進(jìn)入多效蒸發(fā)海水淡化裝置3進(jìn)行蒸發(fā)換熱，分別生成淡水c和濃鹽水a(chǎn)流出海水淡
化裝置。圖2示出了橫置式離子捕 捉器的結(jié)構(gòu)圖。橫置式離子捕捉器的主體結(jié)構(gòu)包括海水進(jìn)水管2a、箱體法蘭2b、箱體2c、海水出水管2d、折流板2e和離子捕捉填料2f，應(yīng)盡可能增加離子捕捉填料2f與海水的接觸面積，因此離子捕捉填料2f可采取各種彎曲片狀或多孔介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，呈蜂窩狀排列。海水進(jìn)水管2a和海水出水管2d分別設(shè)在離子捕捉箱體的兩側(cè)端板上。
圖3示出了豎置式離子捕捉器的結(jié)構(gòu)圖。豎置式離子捕捉器的主體結(jié)構(gòu)包括海水進(jìn)水管2a、箱體法蘭2b、箱體2c、海水出水管2d、折流板2e和離子捕捉填料2f，應(yīng)盡可能增 加離子捕捉填料2f與海水的接觸面積，因此離子捕捉填料2f可采取各種彎曲片狀或多孔介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，呈蜂窩狀排列。海水進(jìn)水管2a貼近上箱體法蘭，海水出水管2d貼近下箱體法蘭，海水進(jìn)水管2a要遠(yuǎn)高于海水出水管2d的位置。
權(quán)利要求
1.一種采用離子捕捉器的海水淡化裝置，它包括一個(gè)冷凝器(I)和多效蒸發(fā)海水淡化裝置(3)，設(shè)有一個(gè)加熱蒸汽入口管(4)的多效蒸發(fā)海水淡化裝置(3)采用二次蒸汽管(5)連接冷凝器(I);其特征是在所述冷凝器(I)的海水出口與多效蒸發(fā)海水淡化裝置(3)的海水進(jìn)口之間設(shè)有一個(gè)離子捕捉器(2)，在離子捕捉器(2)的內(nèi)部填滿大面積比、低電位的離子捕捉填料(2f)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種采用離子捕捉器的海水淡化裝置，其特征是所述離子捕捉填料(2f)選用制成圈狀或片狀結(jié)構(gòu)的鋁、鎂或鋅金屬材料，在離子捕捉器(2)內(nèi)呈蜂窩狀排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種采用離子捕捉器的海水淡化裝置，其特征是所述離子捕捉器(2)中設(shè)有交錯(cuò)布置的折流板(2e)，在各折流板(2e)之間填充所述離子捕捉填料(2f)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用離子捕捉器的海水淡化裝置，其特征是所述離子捕捉器(2)采用橫置式結(jié)構(gòu)或豎置式結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種采用離子捕捉器的海水淡化裝置，屬于海水系統(tǒng)的防腐蝕技術(shù)領(lǐng)域。該海水淡化裝置的多效蒸發(fā)海水淡化裝置采用二次蒸汽管連接冷凝器；在冷凝器的海水出口與多效蒸發(fā)海水淡化裝置的海水進(jìn)口之間設(shè)有一個(gè)離子捕捉器，在離子捕捉器的內(nèi)部填滿大面積比、低電位的離子捕捉填料。離子捕捉器內(nèi)的鋁金屬填料與海水有很大的接觸面積，海水經(jīng)離子捕捉器處理后，海水中的高電位金屬離子被填料吸附，在鋁合金基體表面形成腐蝕原電池的因素消失，從而降低了海水對(duì)于鋁合金的腐蝕性。將離子捕捉器設(shè)置在多效蒸發(fā)海水淡化裝置末端冷凝器之后，可有效的捕捉預(yù)熱后的海水中的重金屬離子，從而降低海水對(duì)蒸發(fā)器中換熱管的腐蝕。
文檔編號(hào)C02F103/08GK103011483SQ20121057371
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者沈勝強(qiáng), 王昆雨, 楊勇, 劉曉華 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)