一種射流-熱法海水淡化方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種射流-熱法海水淡化方法與裝置，包括蒸發(fā)器、冷凝器、布蒸汽裝置，另外還包括進(jìn)水系統(tǒng)、射流布水裝置、循環(huán)系統(tǒng)、淡水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)及不凝結(jié)器處理系統(tǒng)、泵體系統(tǒng)；蒸發(fā)器設(shè)有射流布水裝置和布蒸汽裝置，連接海水進(jìn)水系統(tǒng)的射流布水裝置出口向上，噴淋海水自下而上噴淋，射流布水裝置上帶有擋水板，使射流裝置出水布置均勻，并形成傘狀均勻水膜層；海水在射流裝置上部被擋板擋住，形成傘狀水膜；發(fā)明根據(jù)傳熱學(xué)，流體力學(xué)科學(xué)技術(shù)，通過(guò)將海水與蒸汽直接充分接觸，最大限度的提高海水淡化過(guò)程中的熱傳導(dǎo)，從而提高系統(tǒng)的造水比，降低能耗，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的海水淡化工藝。
【專利說(shuō)明】一種射流-熱法海水淡化方法與裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海水淡化【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是利用射流-熱法海水淡化的方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]海水淡化主要用于海水中鹽和水的分離技術(shù)?，F(xiàn)在所用的海水淡化方法有海水凍結(jié)法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法。蒸餾法就是將海水變成蒸汽，根據(jù)蒸汽冷卻方法不同，分為多效閃蒸、多效蒸餾及壓縮蒸餾。
[0003]射流-熱法海水淡化化技術(shù)是在低溫多效海水淡化技術(shù)上的改進(jìn)，低溫多效海水淡化是指鹽水的最高蒸發(fā)溫度低于70°C的淡化技術(shù)，其特征是將一系列的降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來(lái)，用一定量的蒸汽輸入通過(guò)多次的蒸發(fā)和冷凝，后面一效的蒸發(fā)溫度均低于前面一效，從而得到多倍于蒸汽量的蒸餾水的淡化過(guò)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是：解決現(xiàn)有熱法海水淡化中布水裝置結(jié)垢污堵及傳熱效率低下問(wèn)題，提供了一種長(zhǎng)期穩(wěn)定布水方法及高效傳熱蒸發(fā)裝置，以提高海水淡化總的造水比。尤其是提供一種能耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、設(shè)備投資少、成本低、性能穩(wěn)定的海水淡化方法與裝置；與傳統(tǒng)海水淡化系統(tǒng)比較，減少海水淡化過(guò)程中布水裝置結(jié)垢污堵問(wèn)題，提高了低溫蒸汽與海水熱傳導(dǎo)效率。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是：射流-熱法海水淡化裝置，包括蒸發(fā)器、冷凝器、布蒸汽裝置，另外還包括進(jìn)水系統(tǒng)、射流布水裝置、循環(huán)系統(tǒng)、淡水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)及不凝結(jié)器處理系統(tǒng)、泵體系統(tǒng)；其特征是蒸發(fā)器設(shè)有射流布水裝置和布蒸汽裝置，連接海水進(jìn)水系統(tǒng)的射流布水裝置出口向上，噴淋海水自下而上噴淋，射流布水裝置上帶有擋水板，使射流裝置出水布置均勻，并形成傘狀均勻水膜層；海水在射流裝置上部被擋板擋住，形成傘狀水膜；布蒸汽裝置蒸的汽布置管口向下，蒸汽向下方輸出，與海水淡化系統(tǒng)蒸發(fā)器底部海水直接接觸交換；擋水板兩側(cè)的蒸發(fā)管用于接受蒸汽和包括蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸汽；蒸發(fā)管連接下一效蒸發(fā)器作為蒸汽輸入源；蒸發(fā)管接收的冷凝水接淡水系統(tǒng)；最后一級(jí)蒸發(fā)器接冷凝器。本發(fā)明是將射流方法用于低溫多效海水淡化系統(tǒng)。
[0006]進(jìn)一步的，擋水板高度根據(jù)進(jìn)水流量及流速活動(dòng)調(diào)整（O~Im內(nèi)可調(diào))、面積為射流裝置出口 I. 5~2倍截面積、形狀采用圓弧形狀。擋水板大小、形狀根據(jù)水量及布置射流布水裝置布置密度、流量調(diào)節(jié)，使射流布水裝置出水經(jīng)擋水板后形成均勻、整齊、密布的薄膜水層；
[0007]進(jìn)一步的，射流裝置出口帶壓(壓力為O. 12-0. 196MPa)，管口大小DN40~DN100。
[0008]進(jìn)一步的，蒸發(fā)管連接的蒸汽和水蒸汽被輸送到第2效蒸發(fā)器即下一效蒸發(fā)器，作為第2效蒸發(fā)器的熱源，第2效的蒸汽和水蒸汽接蒸發(fā)管被輸送到第3效蒸發(fā)器作為第3效熱源，依次進(jìn)入第N效蒸發(fā)器。[0009]射流裝置出水口管口采用可拆卸式連接方式(卡套方式)，方便結(jié)垢污堵布水口檢修。
[0010]蒸發(fā)管接收的冷凝水接下一效蒸發(fā)器的冷凝水管，直到接最后一級(jí)蒸發(fā)器接冷凝器。
[0011]射流-熱法海水淡化方法，其特征是將射流方法用于低溫多效海水淡化系統(tǒng)，蒸汽溫度為60~70°C,蒸氣壓力O. 2~O. 3bar,造水比在8以上；多效蒸發(fā)器的每一效蒸發(fā)過(guò)程如下述：（I)射流裝置噴淋海水，對(duì)海水進(jìn)行自下而上噴淋，海水在射流裝置上部被擋板擋住，形成傘狀水膜；（2)輸入生蒸汽向下輸出，與海水淡化系統(tǒng)底部海水直接接觸交換；
(3)蒸汽依靠自身密度低，向上緩慢上升；（4)上升蒸汽透過(guò)水膜，與水膜直接接觸；（5)蒸汽與海水直接接觸交換熱量，海水吸收熱量蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸汽；（4)蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸汽輸送至擋水板兩側(cè)的蒸發(fā)管內(nèi)，輸至下一效蒸發(fā)器；（6)各效蒸發(fā)器重復(fù)蒸發(fā)和冷凝過(guò)程；（7)蒸發(fā)管內(nèi)產(chǎn)生的蒸餾水接下一效蒸發(fā)器的冷凝水管，直到進(jìn)入最后一效蒸發(fā)器設(shè)有的冷凝器；（8)未被蒸發(fā)完的濃鹽水進(jìn)入濃水箱。
[0012]蒸汽布置管口向下，與海水第一次接觸；依靠蒸汽自身密度低，向上緩慢上升，與海水第二次接觸。海水和蒸汽逆向接觸，接觸充分，提高換熱效率，增加蒸汽量。
[0013]射流裝置采用文丘里式設(shè)計(jì)原理，經(jīng)喉管出水帶壓，管口較大，出水分布均勻等特點(diǎn)，使蒸汽和海水充分直接接觸換熱，吸收低壓水蒸汽的熱量，海水汽化，產(chǎn)生了較高壓力的水蒸氣，水蒸汽被輸送到第2效，作為第2效的熱源，依次進(jìn)入第N效，最終進(jìn)入冷凝器，冷凝成為淡水。
[0014]射流裝置出水口管口采用多段螺栓連接形式，根據(jù)運(yùn)行情況具體調(diào)整，從而調(diào)整出口大小,避免了結(jié)垢污堵布水口。
[0015]本發(fā)明的有益效果`：每級(jí)蒸發(fā)器有與海水的二次接觸；且海水和蒸汽逆向接觸，接觸充分，提高換熱效率，增加蒸發(fā)汽量。并具有（I)工藝簡(jiǎn)潔，裝置生產(chǎn)加工方便，裝置可采用進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)定型焊制批量壓模成型制造；（2)通過(guò)本發(fā)明裝置，射流裝置出口管口較大，并帶壓，可避免海水蒸發(fā)過(guò)程中的結(jié)垢污堵進(jìn)水口，提高系統(tǒng)整體運(yùn)行的穩(wěn)定性；（3)本裝置對(duì)原水水質(zhì)條件要求低，可有效地用于各種海水淡化，應(yīng)用范圍較為廣泛；（4)水膜與蒸汽的直接接觸，提高換熱利用率，改善蒸發(fā)換熱狀況，提高造水比，降低裝置成本費(fèi)用及蒸汽用量費(fèi)用；（5)有效避免由于布水不均勻而造成的干壁和干燒現(xiàn)象，降低管道的腐蝕老化；（6)便于更換。海水和蒸汽逆向接觸，接觸充分，提高換熱效率，相當(dāng)于增加了蒸汽量。造水比可以達(dá)到50~60%。造水比是指海水淡化系統(tǒng)中，蒸發(fā)裝置淡水總產(chǎn)量與鹽水加熱器所消耗的蒸汽量之比；造水比P r是衡量性能的最重要的參數(shù)。
[0016]總之，本發(fā)明能耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、設(shè)備投資少、成本低、性能穩(wěn)定；與傳統(tǒng)海水淡化系統(tǒng)比較，減少海水淡化過(guò)程中布水裝置結(jié)垢污堵問(wèn)題，提高了低溫蒸汽與海水熱傳導(dǎo)效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖I是本發(fā)明一種射流-熱法海水淡化流程圖。
[0018]圖2是本發(fā)明一種射流-熱法海水淡化設(shè)備裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，I、蒸發(fā)器，2、冷凝器，3、淡水箱，4、濃水箱，5、加熱器，6、原料水泵，7、射流裝置，8、布蒸汽裝置。
【具體實(shí)施方式】[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖中，I、蒸發(fā)器，2、冷凝器，3、淡水箱，3 —I淡水，4、濃水，5、加熱蒸汽，6、海水(原料水泵噴射)，7、射流裝置，8、布蒸汽裝置。
[0021]本發(fā)明海水淡化系統(tǒng)中基本部分及各部分之間的連接關(guān)系及所采用的裝置或部件的型號(hào)等是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所熟知的公知常識(shí)，在此不再贅述。
[0022]利用上述海水淡化系統(tǒng)進(jìn)行海水淡化工藝流程，包括以下步驟：(I)射流裝置7對(duì)海水進(jìn)行自下而上噴淋，海水在射流裝置上部擋板擋住，形成傘狀水膜；（2)輸入生蒸汽向下輸出，與底部海水直接接觸交換；（3 )蒸汽依靠自身密度低，向上緩慢上升；（4 )上升蒸汽透過(guò)水膜，與水膜直接接觸；（5)蒸汽與海水直接接觸交換熱量，海水吸收熱量產(chǎn)生蒸發(fā)；
(6)新蒸汽輸送至其兩側(cè)的蒸發(fā)管內(nèi)；（7)各效蒸發(fā)器重復(fù)蒸發(fā)和冷凝過(guò)程；（8)蒸餾水進(jìn)入淡水箱；（9)濃鹽水進(jìn)入濃水箱。
[0023]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.射流-熱法海水淡化裝置，其特征是包括蒸發(fā)器、冷凝器、布蒸汽裝置，另外還包括進(jìn)水系統(tǒng)、射流布水裝置、循環(huán)系統(tǒng)、淡水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)及不凝結(jié)器處理系統(tǒng)、泵體系統(tǒng)；蒸發(fā)器設(shè)有射流布水裝置和布蒸汽裝置，連接海水進(jìn)水系統(tǒng)的射流布水裝置出口向上，噴淋海水自下而上噴淋，射流布水裝置上帶有擋水板，使射流裝置出水布置均勻，并形成傘狀均勻水膜層；海水在射流裝置上部被擋板擋住，形成傘狀水膜；布蒸汽裝置蒸的汽布置管口向下，蒸汽向下方輸出，與海水淡化系統(tǒng)蒸發(fā)器底部海水直接接觸交換；擋水板兩側(cè)的蒸發(fā)管用于接受蒸汽和包括蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸汽；蒸發(fā)管連接下一效蒸發(fā)器作為蒸汽輸入源；蒸發(fā)管接收的冷凝水接淡水系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流-熱法海水淡化裝置，其特征是擋水板高度根據(jù)進(jìn)水流量及流速活動(dòng)調(diào)整（O~Im內(nèi)可調(diào))、面積為射流裝置出口 I. 5~2倍截面積、形狀采用圓弧形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流-熱法海水淡化裝置，其特征是射流裝置出口帶壓(壓力為 O. 12-0. 196MPa)，管口大小 DN40 ~DNlOOo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流-熱法海水淡化裝置，其特征是蒸發(fā)管連接的蒸汽和水蒸汽被輸送到第2效蒸發(fā)器即下一效蒸發(fā)器，作為第2效蒸發(fā)器的熱源，第2效的蒸汽和水蒸汽接蒸發(fā)管被輸送到第3效蒸發(fā)器作為第3效熱源，依次進(jìn)入第N效蒸發(fā)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流-熱法海水淡化裝置，其特征是射流裝置出水口管口采用可拆卸式連接方式(卡套方式)，方便結(jié)垢污堵布水口檢修。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流-熱法海水淡化裝置，其特征是蒸發(fā)管接收的冷凝水接下一效蒸發(fā)器的冷凝水管，直到接最后一級(jí)蒸發(fā)器接冷凝器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的射流-熱法海水淡化方法，其特征是將射流方法用于低溫多效海水淡化系統(tǒng)，蒸汽溫度為60~70°C，蒸氣壓力O. 2~O. 3bar，造水比在8以上；多效蒸發(fā)器的每一效蒸發(fā)過(guò)程如下 述：（I)射流裝置噴淋海水，對(duì)海水進(jìn)行自下而上噴淋，海水在射流裝置上部被擋板擋住 ，形成傘狀水膜；（2)輸入生蒸汽向下輸出，與海水淡化系統(tǒng)底部海水直接接觸交換；（3)蒸汽依靠自身密度低，向上緩慢上升；（4)上升蒸汽透過(guò)水膜，與水膜直接接觸；（5)蒸汽與海水直接接觸交換熱量，海水吸收熱量蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸汽；(4 )蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸汽輸送至擋水板兩側(cè)的蒸發(fā)管內(nèi)，輸至下一效蒸發(fā)器；（6 )各效蒸發(fā)器重復(fù)蒸發(fā)和冷凝過(guò)程；（7)蒸發(fā)管內(nèi)產(chǎn)生的蒸餾水接下一效蒸發(fā)器的冷凝水管，直到進(jìn)入最后一效蒸發(fā)器設(shè)有的冷凝器；（8)未被蒸發(fā)完的濃鹽水進(jìn)入濃水箱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的射流-熱法海水淡化方法，其特征是蒸汽布置管口向下，與海水第一次接觸；依靠蒸汽自身密度低，向上緩慢上升，與海水第二次接觸。
【文檔編號(hào)】C02F103/08GK103482714SQ201310398250
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】周明, 祁本武, 許魏, 史宇濤, 王靜 申請(qǐng)人:南京中電環(huán)保工程有限公司