[發(fā)明專利]一種低溫節(jié)能船用海水淡化系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310503008.5
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103496751A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡雪蛟;章先濤;江浩慶;程婷;闞偉民;鄭李坤
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F1/16;C02F103/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 汪俊鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種船用海水淡化系統(tǒng)，屬于海水淡化領(lǐng)域。

背景技術(shù)

遠洋航行和出海漁業(yè)等長時間在海洋運作的船舶，若缺乏淡水供給會使得船舶被迫提前返航，所以都必須攜帶大量的淡水。然而大量淡水儲備會極大地影響船舶的靈活性和續(xù)航能力。同時，對于遠洋船，淡水儲備量受到輪船大小的限制，儲存太多，時間長了，容易滋生細菌，并不能很好地解決在輪船上的飲水問題。如何使得海水淡化裝置性能可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、附屬要求低成為船用海水淡化領(lǐng)域迫切需要解決的問題。

現(xiàn)在一些船舶也開始安裝海水淡化設(shè)備，主要包括陸地上使用較多的閃蒸法和半透膜法。但這些方法都難以擺脫結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴、安裝和維修麻煩、運行成本高這一弊端，船舶上海水淡化系統(tǒng)只是將儲水占用空間換成了海水淡化系統(tǒng)占用空間，基本問題仍然得不到真正的改善，而且沒有針對輪船的具體情況，有效地利用輪船上的資源，既浪費了能源，又沒有達到很好的節(jié)約空間的效果。

船舶上柴油機等動力裝置的排氣余熱（溫度大約200℃～400℃）和動力裝置發(fā)動機冷卻水（溫度大約60℃～90℃），在多數(shù)情況下該部分熱能以廢熱的形式直接排放到了環(huán)境中，從而導(dǎo)致了經(jīng)濟和環(huán)境上的無效益，如果船用海水淡化技術(shù)能充分利用船舶上余熱資源，實現(xiàn)海水淡化新方法，具有十分光明的前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種體積小、價格低廉的船用海水淡化裝置，能充分利用輪船上機器運轉(zhuǎn)過程中的余熱熱能，直接將取之不盡的海域水源轉(zhuǎn)化成淡水資源，解決目前輪船上淡水儲備不便，其重量輕，安裝方便。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種低溫節(jié)能船用海水淡化裝置，包括蒸發(fā)器，蒸發(fā)器受熱面通過導(dǎo)熱肋片與毛細芯連接，毛細芯與蒸發(fā)器受熱面之間的空間為蒸汽移出槽，毛細芯與蒸發(fā)器底部之間的空間為補償室；補償室一端依次與過濾裝置、海水補水管連接，另一端與濃鹽水管路連接，所述過濾裝置同時與真空泵連接；所述蒸汽移出槽與淡水管路連接，所述淡水管路上依次有熱沉、取水閥和淡水罐。

所述毛細芯是一種多孔材料。毛細芯的結(jié)構(gòu)可以為方形、圓形，材料可以是由金屬粉末或陶瓷燒結(jié)而成。也可以由絲網(wǎng)堆積直接壓制成型。其內(nèi)部孔徑一般為微米量級。在具體工作時，內(nèi)部形成的彎液面提供強大的毛細抽吸力。

蒸發(fā)器受熱面的外形可以按照實際熱源供給形式，配合加工成型。具體，若熱源為平壁面，則蒸發(fā)器受熱面為相應(yīng)壁面。若熱源為管狀，則蒸發(fā)器受熱面加工成相應(yīng)馬鞍狀受熱面。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、直接利用發(fā)動機冷卻水和排氣作熱源，節(jié)能減排，無環(huán)境污染，不需要改變船舶本體任何結(jié)構(gòu)和參數(shù)，借助毛細芯提供的毛細抽吸力和強大的熱傳遞能力使海水淡化，滿足中小型船舶出海時淡水問題。

2、產(chǎn)水能力顯著，工作范圍大。通過毛細芯內(nèi)汽液界面位置與熱源溫度的自調(diào)節(jié)，系統(tǒng)利用溫度可以在40℃-200℃間自適應(yīng)，并當熱源溫度為110℃時，實驗室測試結(jié)果顯示僅0.01m²受熱面，就可以解決9人的日常飲水量。

3.解決了傳統(tǒng)船舶海水淡化能耗大、成本高，設(shè)備復(fù)雜難以大范圍推廣的技術(shù)瓶頸。結(jié)構(gòu)緊湊，清潔高效，非常適合低成本海水淡化裝置的推廣。

4.船舶運行過程中就可以制取淡水，產(chǎn)生的淡水可通過取水閥時時取出，裝置交互性友好。

附圖說明

圖1，本發(fā)明船用海水淡化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

1.海水補水管?2.過濾裝置?3.真空泵?4.蒸發(fā)器受熱面?5.導(dǎo)熱肋片?6.蒸汽移出槽?7.毛細芯?8.補償室?9.取水閥?10.熱沉?11.淡水管路?12.淡水罐?13-濃鹽水管路。

圖2，實驗室熱流密度為5W/m²時，海水淡化系統(tǒng)的運行測試圖。

測試結(jié)果顯示，實驗室情況下，當輸入給系統(tǒng)5W/m²熱流時，蒸發(fā)器受熱面溫度僅59℃，當?shù)蜔崃髅芏葧r，可利用的余熱品味更低。

具體實施方式

一種船用海水淡化裝置，包括蒸發(fā)器，蒸發(fā)器受熱面4通過導(dǎo)熱肋片5與毛細芯7連接，毛細芯7與蒸發(fā)器受熱面4之間的空間為蒸汽移出槽6，毛細芯7與蒸發(fā)器底部之間的空間為補償室8；補償室8一端依次與過濾裝置2、海水補水管1連接，另一端與濃鹽水管路13連接，所述過濾裝置2同時與真空泵3連接；所述蒸汽移出槽6與淡水管路11連接，所述淡水管路11上依次有熱沉10、取水閥9和淡水罐12。