[發明專利]被動式閃蒸太陽能海水淡化方法及裝置

有效

• 申請號: 201010180209.2
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN101838024A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 紀獻兵;徐進良
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于利用太陽能進行海水淡化的技術領域，特別涉及一種以太陽能為熱源，利用重力壓差實現海水的閃蒸淡化的方法及裝置。

背景技術

科學技術發展到今天，在太陽能、節能技術及海水淡化方面都取得了長足進展，其發展趨勢是盡可能的利用可再生的、環保的能源，并在低成本下向人們提供優質的資源。由于太陽能具有取之不盡、用之不竭、資源豐富、對環境無污染等特點，因此具有廣闊的利用和開發前景。近年來，隨著太陽能技術的發展，人們開始利用太陽能進行海水淡化。目前比較成熟的海水淡化技術主要是多效蒸餾、多效閃蒸及膜滲透。但上述技術主要適用于大規模海水淡化，系統復雜，維護費用高，投資成本高。

與傳統的海水淡化相比，利用重力壓差實現海水的閃蒸淡化具有技術簡單、操作方便、無需真空泵等機械裝置來維持閃蒸室內的低壓狀態等優點，從而決定了這種技術和裝置具有較好的推廣價值。同時由于海水中溶解有不凝性氣體，當海水淡化系統運行一段時間后，在閃蒸室和冷凝器中會有不凝性氣體的積聚，如果不排除這些氣體，會導致閃蒸室內壓力逐漸升高，直至海水淡化停止，因此必須增加定期排除不凝性氣體的裝置，使海水淡化系統能夠持續不斷的運行，這也是本專利的一個關鍵技術。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術所存在的海水淡化成本高，污染重的問題，提供一種高效、成本低、環保的太陽能海水淡化方法和裝置。

本發明提供了一種海水淡化的方法：在海水淡化之前先排除閃蒸室和冷凝器內的不凝性氣體，并在海水淡化過程中通過對控制閥門的間歇性開閉不斷排除海水淡化工程中產生的不凝性氣體，使海水淡化能夠持續穩定地進行；閃蒸室和冷凝器分別通過管道與地面的海水箱和淡水箱相連，閃蒸室內的氣壓等于大氣壓力減去管內海水產生的重力壓強，管內海水的壓力差使閃蒸室處于低壓狀態，從而使閃蒸室內海水的沸點降低，發生閃蒸；海水在換熱器內加熱后，依靠虹吸作用進入閃蒸室，被動閃蒸，且閃蒸室內的低壓不需要真空泵的維持；換熱器同時虹吸蓄水池內海水，與太陽能集熱器中的循環水發生熱交換，海水溫度升高后進入閃蒸室補充已經蒸發的海水。

本發明還提供了一種實現所述的被動式閃蒸太陽能海水淡化方法的海水淡化裝置，其結構為：海水池，海水池通過水泵和海水管道與蓄水箱相連；冷凝器的輸入端與蓄水箱相連接，冷凝器的輸出端與換熱器的輸入端相連接，換熱器的輸出端與閃蒸室連接，冷凝器與閃蒸室之間有管路相通，換熱器通過兩條管路與太陽能集熱器連接；冷凝器和換熱器內分別設置螺線管；冷凝器的底部設置淡水出口，通過淡水管道通入淡水箱；閃蒸室底部設置濃海水出口，通過濃海水管道通入濃海水箱；冷凝器的側壁設置管路，與蓄水池接出的一支管路合并為海水和不凝性氣體排泄管道通入海水池。

所述太陽能集熱器為平板式太陽能集熱器或真空管式太陽能集熱器。

所述冷凝器為單級冷凝器或多級冷凝器；所述閃蒸室為單級閃蒸室或多級閃蒸室。

所述太陽能集熱器、閃蒸室、冷凝器和蓄水箱距離地面不小于8m，且保持密閉。

所述蓄水池和冷凝器上分別設置排泄閥門。

所述海水和不凝性氣體排泄管道的兩條支路、淡水管道以及濃海水管道上分別設置控制閥門。

本發明的有益效果為：本裝置利用重力壓差實現海水的閃蒸淡化，不需要真空泵維持閃蒸室內的低壓狀態，且閃蒸室中海水的補充和太陽能集熱器中液體的循環都靠自然對流來實現，因此降低了海水淡化裝置的投資成本并減小了能耗，具有較好的推廣價值；在裝置運行過程中，可定期排除不凝性氣體，使海水淡化系統能持續不斷的運行，提高使用價值和工作效率；結構簡單，操作方便，提高了熱效率和降低了投資成本，也為進一步研究利用太陽能進行海水淡化提供了一個好的手段和方法。

附圖說明

圖1為本發明的被動式閃蒸太陽能海水淡化裝置示意圖

附圖標記：

1—海水池；2—水泵；3—蓄水池；4—冷凝器；5—閃蒸室；6—換熱器；

7—太陽能集熱器；8—濃海水箱；9—淡水箱；10—海水管道；

11—海水和不凝性氣體排泄管道；12—淡水管道；13—濃海水管道；

14—蓄水池排泄閥門；15—冷凝器排泄閥門；16—第一控制閥門；

17—第二控制閥門；18—第三控制閥門；19—第四控制閥門；

20—第五控制閥門；21—螺線管。

具體實施方式

本發明提供了一種被動式閃蒸太陽能海水淡化方法及裝置，下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。