[發明專利]一種斯特林熱泵海水淡化裝置

無效

• 申請號: 201310330716.3
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103359800A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 孔令斌
• 申請（專利權）人: 孔令斌
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F103/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種海水淡化裝置，具體為一種斯特林熱泵海水淡化裝置。

背景技術

千百年來，人類一直渴望從海水中獲取淡水，開發出多種海水淡化技術。曾經用過的海水淡化法有蒸餾法、凍結法、電滲析法、反滲透法。1974年后，發達國家將海水淡化的研究方向轉向了反滲透法。反滲透法以其設備簡單、易于維護和設備模塊化的優點迅速占領市場，逐步取代蒸餾法成為應用最廣泛的方法。反滲透法海水淡化系統中的關鍵設備基本被國外公司壟斷，如反滲透膜、高壓泵、能量回收裝置等。

在反滲透法獲廣泛應用之后，古老的蒸餾法也重新煥發了青春。新蒸餾法是降低氣壓，適當加熱海水。在真空蒸餾室中，海水中的淡水會在瞬間急速蒸發，變成水蒸氣。許多這樣的真空蒸餾室連接起來，就組成了大型的海水淡化工廠。現在世界上的大型海水淡化工廠，大多采用新蒸餾法。

繼新蒸餾法之后，美國國際水能公司最近發明了一種稱之為“快速噴霧蒸餾法”(RSD)的海水淡化法。這種具有創新意義的淡化海水技術的原理是將海水噴向熱氣流，使海水中的水分迅速變成水蒸氣，而鹽則成為固體。這種方法既不浪費海水資源，也不需要對獲得的淡水進行化學處理，可以直接飲用。

縱觀蒸餾法技術進步歷程，無論何種蒸餾法都必須滿足三個條件：一是熱源，二是冷源，三是熱源到冷源的水蒸氣通道。例如自然界的海水淡化，就是以太陽光照在海面轉化成熱量，水受熱蒸發為水蒸氣，隨氣流上升到高空遇冷凝結成水落回地面來實現的。只要尋找一種有熱源和冷源的熱機，并設置熱源到冷源的水蒸氣通道，就是理想的海水淡化裝置。

中國發明專利斯特林可逆熱機(200710050949.2)正是具有熱源和冷源的熱機，以其熱量流出端作熱源，熱量流入端作冷源，電動機驅動熱機運轉。設置從熱量流出端到熱量流入端的濕熱空氣流動風道和從熱量流入端到熱量流出端的冷干空氣流動風道，并在風道上加裝風機，形成空氣環流風道。熱量流出端的水吸熱成水蒸氣，被空氣環流帶到熱量流入端放熱凝結成水，實現海水淡化。在此，斯特林可逆熱機是用作斯特林熱泵。中國發明專利一種斯特林熱泵熱水器(201210473554.4)介紹了斯特林熱泵設計的理論計算方法。

發明內容

本發明的目的是應用斯特林可逆熱機作熱泵，在熱量流出端設置海水蒸發罐，在熱量流入端設置淡水冷凝器，連通海水蒸發罐和淡水冷凝器的兩條風道形成空氣環流風道，構成一種能回收海鹽的斯特林熱泵海水淡化裝置。

為了實現上述目的，本發明的方案是：其結構包括斯特林熱泵、風機、海水蒸發罐、海水流入管、水位觀察窗、海鹽排出閥、淡水冷凝器、淡水流出管、濕熱空氣流動風道、冷干空氣流動風道。其特征在于：所述斯特林熱泵熱量流出端氣缸及氣缸與回熱器連接管置于海水蒸發罐內；熱量流入端氣缸及氣缸與回熱器連接管置于淡水冷凝器內；電動機置于熱量流入端中央的二級密封腔內。濕熱空氣流動風道連通海水蒸發罐與淡水冷凝器進風口；冷干空氣流動風道連通淡水冷凝器出風口與海水蒸發罐。風機安裝在冷干空氣流動風道上，風向由熱量流入端到熱量流出端。海水蒸發罐中部設有海水流入管和水位觀察窗。海水蒸發罐底部設有海鹽排出口，并安裝海鹽排出閥。淡水冷凝器底部安裝淡水流出管。斯特林熱泵和風機的電機接電源。

所述海水蒸發罐上部有浸入海水的熱量流出端氣缸及氣缸與回熱器連接管，是海水蒸發區；中部有海水流入管和冷干空氣流動風道出口，是海水、冷干空氣進入區；底部有海鹽排出口和海鹽排出閥，是海鹽結晶析出區。

所述海水淡化裝置的斯特林熱泵熱量流入端和熱量流出端水平布置為臥式布局，斯特林熱泵的熱量流入端和熱量流出端豎直布置為立式布局。大型裝置采用臥式布局，中、小型裝置采用立式布局。

本發明的優點在于：一是斯特林熱泵具有高效節能的性能，再加水蒸氣熱量回收利用的措施，運行耗能很低。二是鹽呈固體析出，杜絕了濃縮海水排放影響生態環境，鹽還可作化工原料，提高了海水資源綜合利用率。三是可實現連續生產，操作簡單。配置自動控制系統，甚至可以無人值守。四是工藝流程簡單，設備易于維護和模塊化。

附圖說明

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明：

圖1是一種斯特林熱泵海水淡化裝置結構圖。

附圖中，1、風機，2、冷干空氣流動風道，3、海水蒸發罐，4、海鹽排出閥，5、海鹽排出口，6、海水流入管，7、水位觀察窗，8、淡水流出管，9、淡水冷凝器，10、濕熱空氣流動風道。

具體實施方式