本發(fā)明涉及海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種噴霧蒸發(fā)海水淡化裝置。

背景技術(shù)：

淡水資源對人們的生產(chǎn)生活有著極其重要的影響，是人類生存和發(fā)展的最重要物資基礎(chǔ)之一，但目前能達(dá)到生產(chǎn)生活條件的淡水資源卻非常有限，國內(nèi)外的淡水資源緊缺的形勢日益嚴(yán)重。海洋中含有大量的水資源，但其含有大量的鹵素元素等物質(zhì)，故無法被人們所直接利用。目前開發(fā)和利用海水淡化技術(shù)已越來越成為解決淡水資源緊缺問題的重要手段。

常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、以及碳酸銨離子交換法等，受成本，工藝和效率等問題的限制，目前應(yīng)用最廣泛的方法是反滲透膜法及蒸餾法。蒸餾法是通過加熱海水使之沸騰汽化，再把蒸汽冷凝成淡水的方法。蒸餾法海水淡化技術(shù)是最早投入工業(yè)化應(yīng)用的淡化技術(shù)，特點是即使在污染嚴(yán)重、高生物活性的海水環(huán)境中也適用，產(chǎn)水純度高。與膜法海水淡化技術(shù)相比，蒸餾法具有可利用電廠和其他工廠的低品位熱、對原料海水水質(zhì)要求低、裝置的生產(chǎn)能力大，是當(dāng)前海水淡化的主流技術(shù)之一。

蒸餾法主要包括多效蒸發(fā)技術(shù)和多級閃蒸技術(shù)，雖然多效蒸餾法是最早使用的海水淡化技術(shù)，但由于結(jié)垢和腐蝕等問題，一直未得到廣泛的應(yīng)用。隨著低溫多效蒸餾技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，其所占的市場份額正不斷擴(kuò)大。與多級閃蒸相比，多效蒸餾法具有傳熱系數(shù)高，所需的傳熱面積少，熱利用效率高的優(yōu)點，但是設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，裝置體積龐大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種噴霧蒸發(fā)海水淡化裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，海水蒸發(fā)和冷凝在多級真空罐中實現(xiàn)，真空罐內(nèi)噴霧蒸發(fā)和冷凝所需要的熱量和冷量由壓縮式熱泵提供，第一級真空罐內(nèi)出來的淡水對海水進(jìn)行預(yù)熱，第n級真空罐出來的鹵水經(jīng)過蒸發(fā)池和結(jié)晶池形成鹽和母液，所需熱量同樣可以利用壓縮式熱泵系統(tǒng)冷凝熱，整個裝置充分利用了各部件熱量，真空罐水分蒸發(fā)和冷凝都由噴霧形式完成，傳熱傳質(zhì)效率高，裝置高效節(jié)能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種噴霧蒸發(fā)海水淡化裝置，包括熱泵系統(tǒng)和海水淡化系統(tǒng)，所述熱泵系統(tǒng)包括相互串聯(lián)的冷凝器、蒸發(fā)器以及壓縮機，所述海水淡化系統(tǒng)包括真空罐，所述真空罐內(nèi)分設(shè)有蒸發(fā)室和冷凝室，所述蒸發(fā)室和冷凝室上部相通；所述冷凝器與所述蒸發(fā)室的頂端、所述蒸發(fā)器與所述冷凝器的頂端均通過水管連通。

可選的，所述熱泵系統(tǒng)還包括節(jié)流閥和制冷劑罐，所述冷凝器與所述蒸發(fā)器之間連接設(shè)置有所述節(jié)流閥和制冷劑罐。

可選的，所述蒸發(fā)室的頂端設(shè)置有海水噴嘴，所述冷凝室的頂端設(shè)置有淡水噴嘴。

可選的，所述蒸發(fā)室與所述冷凝室之間通過一薄板隔開，所述薄板上部設(shè)置有一過濾網(wǎng)。

可選的，所述真空罐的數(shù)量為多個，各個所述真空罐的蒸發(fā)室依次串聯(lián)，各個所述真空罐的冷凝室也依次相串聯(lián)。

可選的，前一級所述真空罐的蒸發(fā)室與后一級所述真空罐蒸發(fā)室的頂端相連通，后一級所述真空罐的冷凝室與前一級所述真空罐冷凝室的頂端相連通。

可選的，所述海水淡化系統(tǒng)還包括依次連通的蒸發(fā)池、結(jié)晶池，最后一級所述真空罐的蒸發(fā)室末端與所述蒸發(fā)池相連；所述結(jié)晶池的末端設(shè)置有排泄口。

可選的，所述海水淡化系統(tǒng)還包括換熱器，所述第一級真空罐的冷凝室與所述換熱器相連；所述換熱器設(shè)置在所述冷凝器的前端，所述換熱器用于預(yù)先對海水進(jìn)行換熱。

可選的，所述海水淡化系統(tǒng)還包括淡水池，所述換熱器的出水端與所述淡水池相連通，所述換熱器的進(jìn)水端通過一海水泵泵取海水。

可選的，所述蒸發(fā)器通過一淡水泵與所述淡水池相連。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

(1)傳熱傳質(zhì)效率高：該裝置采用真空罐噴嘴蒸發(fā)海水淡化，真空罐內(nèi)部左室為蒸發(fā)室，右室為冷凝室，海水和冷卻水分別在蒸發(fā)室和冷凝室內(nèi)形成微小噴霧的形式，傳熱傳質(zhì)效率高，蒸發(fā)室內(nèi)水蒸氣透過過濾網(wǎng)進(jìn)入冷凝室，傳質(zhì)阻力小，蒸發(fā)室和冷凝室共用一個真空罐，內(nèi)部除了噴嘴和薄板，沒有其他任何部件，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，成本低。

(2)能量利用率高：該裝置利用壓縮式熱泵冷凝器作為熱源直接加熱海水，而熱泵蒸發(fā)器作為冷源直接冷卻水。同時，該裝置充分利用了第一級真空罐中出來的淡水的熱量，對海水進(jìn)行預(yù)熱，鹵水蒸發(fā)池和結(jié)晶池所需熱量同樣由熱泵冷凝器提供，因此該裝置能量利用率高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明中噴霧蒸發(fā)海水淡化裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中真空罐的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1海水入口；2海水泵；3淡水出口；4換熱器；5冷凝器；6第一級真空罐；7海水噴嘴；8過濾網(wǎng)；9薄板；10淡水噴嘴；11第二級真空罐；12第n級真空罐；13節(jié)流閥；14制冷劑罐；15蒸發(fā)器；16冷卻水入口；17壓縮機；18淡水泵；19淡水池；20蒸發(fā)池；21結(jié)晶池；22排泄口；23水滴；24冷凝室；25蒸發(fā)室。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種噴霧蒸發(fā)海水淡化裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，海水蒸發(fā)和冷凝在多級真空罐中實現(xiàn)，真空罐內(nèi)噴霧蒸發(fā)和冷凝所需要的熱量和冷量由壓縮式熱泵提供，第一級真空罐內(nèi)出來的淡水對海水進(jìn)行預(yù)熱，第n級真空罐出來的鹵水經(jīng)過蒸發(fā)池和結(jié)晶池形成鹽和母液，所需熱量同樣可以利用壓縮式熱泵系統(tǒng)冷凝熱，整個裝置充分利用了各部件熱量，真空罐水分蒸發(fā)和冷凝都由噴霧形式完成，傳熱傳質(zhì)效率高，裝置高效節(jié)能。

本發(fā)明的噴霧蒸發(fā)海水淡化裝置，包括熱泵系統(tǒng)和海水淡化系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)包括相互串聯(lián)的冷凝器、蒸發(fā)器以及壓縮機，海水淡化系統(tǒng)包括真空罐，真空罐內(nèi)分設(shè)有蒸發(fā)室和冷凝室，蒸發(fā)室和冷凝室上部相通；冷凝器與蒸發(fā)室的頂端、蒸發(fā)器與冷凝器的頂端均通過水管連通。

海水淡化過程中，首先海水由冷凝器進(jìn)入裝置中，冷凝器釋放的熱量對海水進(jìn)行加熱，帶有一定熱量的海水經(jīng)由水管到達(dá)真空罐的蒸發(fā)室內(nèi)，用于真空罐內(nèi)的壓力小于該溫度下海水的飽和蒸氣壓，海水蒸發(fā)形成微小噴霧；與此同時蒸發(fā)器內(nèi)引入部分冷卻淡水，蒸發(fā)器吸收冷卻淡水中的熱量，從而降低冷卻淡水的溫度，降低溫度后的冷卻淡水通過水管進(jìn)入真空罐的冷凝室中，由于蒸發(fā)室與冷凝室的上部相通，蒸發(fā)室中溫度較高的微小噴霧外溢，冷凝室中的冷卻淡水將由蒸發(fā)室擴(kuò)散過來的冷凝室的水蒸氣冷凝形成淡水，再回收到淡水池中。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

請參考圖1-2，其中，圖1為本發(fā)明中噴霧蒸發(fā)海水淡化裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中真空罐的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1-2所示，本發(fā)明提供一種噴霧蒸發(fā)海水淡化裝置，包括熱泵系統(tǒng)和海水淡化系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)包括相互串聯(lián)的冷凝器5、蒸發(fā)器15以及壓縮機17，海水淡化系統(tǒng)包括真空罐，真空罐內(nèi)分設(shè)有蒸發(fā)室25和冷凝室24，蒸發(fā)室25和冷凝室24上部相通；冷凝器5與蒸發(fā)室25的頂端、蒸發(fā)器15與冷凝器5的頂端均通過水管連通。

熱泵系統(tǒng)還包括節(jié)流閥13和制冷劑罐14，冷凝器5與蒸發(fā)器15之間連接設(shè)置有節(jié)流閥13和制冷劑罐14。真空罐的蒸發(fā)室25的頂端設(shè)置有海水噴嘴7，冷凝室24的頂端設(shè)置有淡水噴嘴10，能夠更加方便地對海水以及冷卻淡水進(jìn)行噴灑，提高海水淡化的工作效率。蒸發(fā)室25與冷凝室24之間通過一薄板9隔開，薄板9上部設(shè)置有一過濾網(wǎng)8，該過濾網(wǎng)8能夠有效防止蒸發(fā)室25內(nèi)海水液滴被夾帶到冷凝室24。

真空罐的數(shù)量為多個，各個真空罐的蒸發(fā)室25依次串聯(lián)，各個真空罐的冷凝室24也依次相串聯(lián)。前一級真空罐的蒸發(fā)室25與后一級真空罐蒸發(fā)室25的頂端相連通，后一級真空罐的冷凝室24與前一級真空罐冷凝室24的頂端相連通。海水淡化系統(tǒng)還包括依次連通的蒸發(fā)池20、結(jié)晶池21，最后一級真空罐的蒸發(fā)室25末端與蒸發(fā)池20相連；結(jié)晶池21的末端設(shè)置有排泄口22，用于排出鹽和母液。

海水淡化系統(tǒng)還包括換熱器4，第一級真空罐6的冷凝室24與換熱器4相連；換熱器4設(shè)置在冷凝器5的前端，換熱器4用于預(yù)先對海水進(jìn)行換熱。海水淡化系統(tǒng)還包括淡水池19，換熱器4的出水端與淡水池19相連通，換熱器4的進(jìn)水端通過一海水泵2泵取海水。蒸發(fā)器15通過一淡水泵18與淡水池19相連。

在對海水的淡化處理過程中，海水在海水泵2的動力下經(jīng)由海水入口1泵入換熱器4中，本實施例中的換熱器4采用間壁式換熱器，海水被從第一級真空罐6的冷凝室24出來的淡水預(yù)加熱，換熱器4出來的海水進(jìn)入壓縮式熱泵系統(tǒng)中的冷凝器5，被冷凝器5釋放的熱量加熱至一定溫度，加熱后的海水在水管中流動后由海水噴嘴7噴灑進(jìn)入第一級真空罐6的蒸發(fā)室25，由于蒸發(fā)室25內(nèi)被抽真空，其壓力低于該溫度下海水的飽和蒸氣壓，因此，在海水噴嘴7的作用下，海水在蒸發(fā)室25中形成微小噴霧23，未形成噴霧的海水由于海水蒸發(fā)而導(dǎo)致溫度降低，由蒸發(fā)室25底部出口出，進(jìn)入第二級真空罐11內(nèi)的蒸發(fā)室25，在低壓力下由海水噴嘴7形成水蒸氣噴霧，如此進(jìn)入第三級真空罐、第四級真空罐，直至第n級真空罐12內(nèi)的蒸發(fā)室25；

通過淡水泵18與淡水池19連接的蒸發(fā)器15，其通過冷卻水入口16引入少量淡水，蒸發(fā)器15對少量淡水進(jìn)行冷卻形成冷卻水，冷卻水由第n級真空罐12的冷凝室24頂部的淡水噴嘴10進(jìn)入冷凝室24中，在真空罐負(fù)壓的作用下形成微小噴霧23，將由蒸發(fā)室25擴(kuò)散進(jìn)入冷凝室24的水蒸氣冷凝(利用淡水與海水的溫度差，對海水?dāng)U散過來的水蒸氣進(jìn)行冷凝)，冷凝水的溫度升高，由底部出口出，進(jìn)入第n-1級真空罐的冷凝室24，如此陸續(xù)進(jìn)入前面的真空罐，直至第一級真空罐6的冷凝室24，最后由第一級真空罐6的冷凝室24出口出，形成具有一定高溫的淡水，進(jìn)入換熱器4，具有高溫的淡水再對初進(jìn)入換熱器4的海水進(jìn)行預(yù)加熱，淡水由換熱器4的淡水出口3排出至淡水池19中；

第n級真空罐12中蒸發(fā)室25出來的鹵水進(jìn)入蒸發(fā)池20和結(jié)晶池21，所需的熱量也由熱泵系統(tǒng)中的冷凝器5提供，最終形成鹽和母液，由排泄口22排出。

如圖2a和2b所示，本發(fā)明的噴霧蒸發(fā)海水淡化裝置，在該實施例中其真空罐采用的圓柱形罐，以第一級真空罐6為例，真空罐內(nèi)部由過濾網(wǎng)8和薄板9分成左室和右室，分別作為蒸發(fā)室25和冷凝室24，在蒸發(fā)室25和冷凝室24的頂部中間分別設(shè)置海水噴嘴7和淡水噴嘴10，底部設(shè)置有出口，蒸發(fā)室25和冷凝室24共用一個真空罐，真空罐左側(cè)的蒸發(fā)室25水蒸氣透過過濾網(wǎng)8進(jìn)入右側(cè)的冷凝室24內(nèi)，過濾網(wǎng)8能夠有效阻止蒸發(fā)室25內(nèi)海水液滴被夾帶到冷凝室24。

本發(fā)明噴霧蒸發(fā)海水淡化裝置中的壓縮式熱泵系統(tǒng)中的冷凝器5直接給從間壁式換熱器4中出來的被預(yù)加熱的海水提供熱量，加熱海水，蒸發(fā)器15直接吸收冷卻水中的熱量，降低冷卻水溫度，制冷劑在熱泵系統(tǒng)中的制冷劑罐14中，經(jīng)過節(jié)流閥13，冷凝器5，壓縮機17以及蒸發(fā)器15，形成一個封閉的制冷劑循環(huán)，構(gòu)成一個壓縮式熱泵系統(tǒng)。

需要說明的是，本發(fā)明中的換熱器并不局限于使用間壁式換熱器，只要其他能滿足同樣要求的換熱器均可，同時真空罐的形狀也并不局限于使用圓柱形罐，其他形狀的能滿足要求的真空罐也均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。