[實(shí)用新型]一種逆流閉式海水淡化系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120073298.0
• 申請(qǐng)日: 2011-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN202089857U
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉華;張濤;江億;魏慶芃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/10
• 分類號(hào): C02F9/10;C02F103/08
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種海水淡化系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種逆流閉式海水淡化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前海水淡化的主要方法包括熱分離法、膜法和化學(xué)方法等，其中熱分離法對(duì)溫度的要求較高；膜法是通過加壓使得水分子通過半透膜來獲取淡水，該方法對(duì)壓力要求較高；化學(xué)方法則是利用離子交換或形成水合物等方式來分離出海水中的淡水，但電耗較高。同樣，利用空氣與海水的熱質(zhì)交換過程及濕空氣的冷凝過程析出淡水也是一種淡化海水的方法。在該方法中，一方面，空氣與水(或鹽溶液)直接接觸時(shí)，由于溫度不同會(huì)導(dǎo)致熱量的傳遞，由于水蒸氣分壓力的不同會(huì)導(dǎo)致水分的傳遞，直至溫度和水蒸氣都達(dá)到平衡。另一方面，當(dāng)空氣降溫達(dá)到飽和狀態(tài)后繼續(xù)被降溫時(shí)，空氣中的水蒸氣就會(huì)發(fā)生相變，水蒸氣凝結(jié)變?yōu)橐簯B(tài)水析出。由于空氣與水(或鹽溶液)之間存在上述兩方面的傳遞特點(diǎn)，就可以利用空氣來實(shí)現(xiàn)水分的“搬運(yùn)”——利用空氣與水(或鹽溶液)的直接接觸來帶走水分，再利用濕空氣中的水蒸氣凝結(jié)來得到水分。由于海水可以看作是具有較低濃度的鹽溶液，也就可以利用空氣與海水的直接接觸和濕空氣的冷凝來將海水中的水分“搬運(yùn)”出來，即可以實(shí)現(xiàn)海水的淡化。

利用空氣“搬運(yùn)”水分來進(jìn)行海水淡化的裝置已有出現(xiàn)，比如：專利號(hào)為ZL94216279.X的中國專利公開了一種低溫海水淡化裝置，其是利用被加熱的空氣與海水接觸來使空氣中水分含量增加，再將加濕后的空氣冷凝來獲得淡水。該裝置對(duì)空氣加熱而不是對(duì)海水加熱，會(huì)使空氣與海水直接接觸的熱質(zhì)交換過程受到限制，不能達(dá)到最優(yōu)的熱質(zhì)交換效果。專利號(hào)為ZL200610111779.X的中國專利公開了一種溫差式海水淡化器，其是根據(jù)不同溫度下空氣中飽和水蒸氣分壓力的不同設(shè)計(jì)出利用空氣在高溫環(huán)境下從海水中獲得水分并在低溫下析出純水的裝置。該裝置的局限在于空氣與海水直接接觸的霧化室接觸面積有限，空氣與海水的熱質(zhì)交換過程無法充分進(jìn)行。專利號(hào)為ZL200310107193.2的中國專利公開了一種噴淋熱交換式海水淡化機(jī)，其是利用熱泵冷凝器加熱海水，空氣通過與高溫海水接觸后水分含量增加，濕空氣再與熱泵蒸發(fā)器側(cè)接觸析出淡水。這一裝置的局限在于空氣是開式循環(huán)，析出水分后的低溫飽和空氣未被利用。專利號(hào)為ZL200620078403.9的中國專利公開了一種閉式太陽能或低溫?zé)嵩春Ｋb置(如圖4所示)，空氣與經(jīng)過加熱后的海水在噴淋裝置中進(jìn)行熱質(zhì)交換，被加濕后的空氣進(jìn)入冷凝裝置析出淡水，空氣為閉式循環(huán)。該裝置中空氣與高溫海水噴淋過程中的接觸形式為叉流流型，限制了空氣與海水熱質(zhì)交換的效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種淡水回收效率高，能夠在較大程度上實(shí)現(xiàn)空氣與海水熱質(zhì)交換及換熱過程的匹配的逆流閉式海水淡化系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種逆流閉式海水淡化系統(tǒng)，其特征在于：它包括換熱管逐級(jí)串聯(lián)的多級(jí)換熱器，第一級(jí)所述換熱器換熱管的進(jìn)口通過一海水泵連接海水進(jìn)水管，最后一級(jí)所述換熱器換熱管連接一海水加熱裝置；所述海水加熱裝置通過管路連接一噴淋塔內(nèi)頂部設(shè)置的若干噴淋頭，所述噴淋塔內(nèi)設(shè)置有多段填料形成連通的多級(jí)噴淋塔，各段所述填料上方的蒸發(fā)空間分別連接一蒸氣管，每一所述蒸氣管的另一端分別連接一相應(yīng)的所述換熱器的筒體頂部；每一級(jí)所述換熱器的筒體底部分別通過管路并聯(lián)連接一淡水收集管，每一級(jí)所述換熱器的筒體底部還分別穿設(shè)一通氣管，每一級(jí)所述通氣管的進(jìn)氣端均高于該級(jí)筒體底部，且后一級(jí)所述換熱器底部的所述通氣管分別連通上一級(jí)所述換熱器的筒體頂部，第一級(jí)換熱器底部的通氣管通過一回氣管連接最后一級(jí)噴淋塔下部，所述最后一級(jí)噴淋塔的底部連接一噴淋海水排出管。

在所述噴淋海水排出管與海水進(jìn)水管之間設(shè)置一調(diào)節(jié)閥。

所述海水加熱裝置為一太陽能集熱裝置。

所述海水加熱裝置為熱泵循環(huán)系統(tǒng)。

所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)的冷凝器設(shè)置在所述最后一級(jí)所述換熱器換熱管出水口與第一級(jí)噴淋塔進(jìn)水口之間的管路上，所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)的蒸發(fā)器，通過一節(jié)流閥設(shè)置在所述噴淋海水的排出管上，所述蒸發(fā)器至冷凝器之間的管路上設(shè)置有一壓縮機(jī)，所述冷凝器至蒸發(fā)器之間的管路上設(shè)置有一膨脹閥。

所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)的冷凝器設(shè)置在所述最后一級(jí)所述換熱器換熱管出水口與第一級(jí)噴淋塔進(jìn)水口之間的管路上，所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)的蒸發(fā)器設(shè)置在所述回氣管上，且所述蒸發(fā)器底部通過一管路連接所述淡水收集管；所述蒸發(fā)器至冷凝器之間的管路上設(shè)置有一壓縮機(jī)，所述冷凝器至蒸發(fā)器之間的管路上設(shè)置有一膨脹閥。