[發明專利]空氣型浸沒蒸餾-多效蒸發海水淡化裝置及其方法

有效

• 申請號: 201210569237.2
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN102992532A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 陳志強;何宏舟;蔣俊堯;張亮
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F1/04;C02F103/08
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

技術領域

本發明屬于海水淡化技術領域，特別是涉及一種結合吸收式熱泵的空氣型浸沒蒸餾-多效蒸發海水淡化裝置及其方法。

背景技術

海水淡化是解決淡水資源短缺問題的有效的戰略途徑，它是世界范圍內涉及人類生存和社會發展的長遠而重大的問題。目前海水淡化方法主要是蒸餾法（如低溫多效蒸發、多級閃蒸、壓汽蒸餾）和膜法（如反滲透）。蒸餾法具有可利用低品位熱源、裝置生產能力大等優點,?是當前應用較為廣泛的海水淡化技術。其中低溫多效蒸發的換熱過程是沸騰和冷凝的相變過程，具有較高的傳熱效率，同時低溫技術又有效避免和減緩了設備的腐蝕和結垢問題，因此與其他蒸餾法相比其技術上具有更多的優越性。目前，上述蒸餾法的加熱方式都是用水蒸汽作為熱源進行間接熱交換，不僅需要消耗大量飽和蒸汽，而且有溫差換熱依然存在能耗較高的問題，這兩點都直接影響了海水淡化的成本。現在我國余熱資源的潛力依然是非常巨大的，若采用煙氣替代水蒸汽作為熱源，將進一步降低海水淡化的成本。但是上述蒸餾法的加熱方式若采用煙氣作為熱源進行間接熱交換，必然依然存在煙氣側傳熱系數低，煙氣的能量利用率低下等缺點，因此限制了利用煙氣進行海水淡化的相關技術發展。而浸沒燃燒蒸餾技術是利用煙氣作為熱源通入海水內部進行直接熱交換，有效地避免了上述問題，實現了對煙氣余熱的最大回收和利用。

浸沒燃燒蒸餾技術的工作原理為：將燃料與空氣送入浸沒于海水中的燃燒室進行完全燃燒，高溫煙氣經噴嘴直接噴入海水中，海水即被加熱并被攪拌，產生的蒸汽與煙氣一道排走，將蒸汽與煙氣分離后液化即得淡水。這種淡化方法的加熱方式是高溫煙氣與海水直接接觸發生傳熱傳質過程，與間接加熱方式相比，具有傳熱速率快，熱利用率高，結構簡單的特點，其優點還包括：沒有固定的傳熱面，不存在鍋垢問題；攪拌激烈，懸浮物難以沉淀，清理方便等。但是該技術中由于水蒸汽和煙氣難以完全分離，并且淡水不可避免地受到煙氣的污染，造成得到的淡水難以直接飲用，極大地限制了該技術的使用，?因此該技術必須進一步革新才能真正進入實用階段。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種余熱回收利用率高、熱效率高的空氣型浸沒蒸餾-多效蒸發海水淡化裝置。

本發明的另一個目的在于提供一種將浸沒燃燒蒸餾技術與低溫多效蒸發技術耦合起來的海水淡化方法。

本發明的目的是通過下述的技術方案加以實現的：?

一種空氣型浸沒蒸餾-多效蒸發海水淡化裝置，其特征在于：它包括浸沒燃燒蒸餾裝置、溴化鋰吸收式熱泵、低溫多效蒸餾裝置、鼓風機、熱管換熱器、引風機、氣水分離器、海水儲罐；所述的浸沒燃燒蒸餾裝置的空氣進口與熱管換熱器連接，熱管換熱器空氣側入口與鼓風機連接；所述的溴化鋰吸收式熱泵包括蒸發器、吸收器、發生器、冷凝器、工質泵、節流閥以及相應管道；所述的吸收器和發生器的內部空間皆設置換熱管道，吸收器的殼體和發生器的殼體通過兩根管道連通并在該兩根管道上分別安裝工質泵和節流閥，蒸發器的殼體通過管道分別與浸沒燃燒蒸餾裝置的水蒸汽出口和引風機入口端連通，引風機出口與氣水分離器連接，發生器的換熱管道與熱管換熱器煙氣側出口連接，溴化鋰吸收式熱泵冷凝器的冷卻管道作為低溫多效蒸餾裝置首效裝置的加熱蒸汽管道，在蒸發器的底部設置疏水筒；所述的海水儲罐通過管道分別與浸沒燃燒蒸餾裝置、溴化鋰吸收式熱泵、氣水分離器、低溫多效蒸餾裝置連接。

所述的浸沒燃燒蒸餾裝置由密閉水箱、浸沒管、鼓泡頭組成；?密閉水箱側壁設有海水進口并通過管道與海水儲罐連通，頂部設有水蒸汽及濕熱空氣出口，底部設有排污口；浸沒管呈間距排列方式豎直布置在密閉水箱的內部空間，每根浸沒管的底部各連接一個呈圓柱狀多孔結構的鼓泡頭。

所述的低溫多效蒸餾裝置的首效裝置與溴化鋰吸收式熱泵的冷凝器是同一個容器，冷凝器的冷卻管道作為首效裝置的加熱蒸汽管道，其余各效裝置的加熱蒸汽進口均與上一效裝置的二次蒸汽出口連通，末效裝置的二次蒸汽出口與凝汽器的水蒸汽進口連通；除首末兩效外的其余各效裝置加熱蒸汽冷凝水出口和凝汽器的冷凝水出口均與淡水管路連接；各效裝置的頂端通過管道與海水儲罐的海水出口連通，各效裝置的底端通過管道相互連通，末效裝置的底端設置排污口。

所述的鼓風機通過管道與熱管換熱器的空氣側入口端連接；所述的熱管換熱器的空氣側出口端通過管道與浸沒燃燒蒸餾裝置的浸沒管連接，煙氣側出口端通過管道與溴化鋰吸收式熱泵發生器內布置的換熱管道連接；所述的氣水分離器的中部端口通過管道與引風機出口端連通，頂部設有排空氣口，底部設有凝結水出口。