[實(shí)用新型]海水淡化裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621094686.6
• 申請(qǐng)日: 2016-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN206232487U
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 及釗;劉博超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 泰富海洋工程裝備（天津）有限公司
• 主分類號(hào): C02F3/32
• 分類號(hào): C02F3/32;C02F103/08
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31253
• 代理人: 熊嫻,馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海水淡化裝置。

背景技術(shù)

從海水中取得淡水的過(guò)程謂海水淡化，是實(shí)現(xiàn)水資源利用的開源增量技術(shù)。海水淡化利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水，可以增加淡水總量，且不受時(shí)空和氣候影響，可以保障沿海居民飲用水和工業(yè)鍋爐補(bǔ)水等穩(wěn)定供水。目前全球海水淡化技術(shù)超過(guò)20余種，包括反滲透法、低多效、多級(jí)閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點(diǎn)蒸發(fā)法、水電聯(lián)產(chǎn)、熱膜聯(lián)產(chǎn)以及利用核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能海水淡化技術(shù)等等，以及微濾、超濾、納濾等多項(xiàng)預(yù)處理和后處理工藝。從大的分類來(lái)看，主要分為蒸餾法(熱法)和膜法兩大類，熱法是通過(guò)吸收熱量將海水進(jìn)行蒸餾，再將水蒸氣凝結(jié)，最終得到蒸餾水。膜法是一種利用壓差驅(qū)使海水“通過(guò)”一種礦物質(zhì)無(wú)法通過(guò)的模，最終得到不含礦物質(zhì)的水。其中低溫多效蒸餾法、多級(jí)閃蒸法和反滲透膜法是全球主流技術(shù)。其中，

(一)低溫多效蒸餾法

低溫多效海水淡化技術(shù)是指鹽水的最高蒸發(fā)溫度低于70℃的蒸餾淡化技術(shù)，其特征是將一系列的水平管噴淋降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來(lái)，用一定量的蒸汽輸入首效，后面一效的蒸發(fā)溫度均低于前面一效，然后通過(guò)多次的蒸發(fā)和冷凝，從而得到多倍于蒸汽量的蒸餾水的淡化過(guò)程。多效蒸發(fā)是讓加熱后的海水在多個(gè)串聯(lián)的蒸發(fā)器中蒸發(fā)，前一個(gè)蒸發(fā)器蒸發(fā)出來(lái)的蒸汽作為下一蒸發(fā)器的熱源，并冷凝成為淡水。低溫多效蒸餾技術(shù)具有節(jié)能、海水預(yù)處理要求低、淡化水品質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)，主要發(fā)展趨勢(shì)為提高首效溫度，提高裝置單機(jī)造水能力；采用廉價(jià)材料降低工程造價(jià)，提高操作溫度，提高傳熱效率等。

(二)反滲透膜法

通常又稱超過(guò)濾法，是1953年才開始采用的一種膜分離淡化法。該法是利用只允許溶劑透過(guò)、不允許溶質(zhì)透過(guò)的半透膜將海水與淡水分隔開。在通常情況下，淡水通過(guò)半透膜擴(kuò)散到海水一側(cè)，從而使海水一側(cè)的液面逐漸升高，直至一定的高度才停止，但此時(shí)該滲透系統(tǒng)處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，如果對(duì)海水一側(cè)施加一大于海水滲透壓的外壓，那么海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能，它的能耗僅為電滲析法的1/2，蒸餾法的1/40，但海水預(yù)處理要求高。

(三)多級(jí)閃蒸法

是指一定溫度的海水在壓力突然降低的條件下，部分海水急驟蒸發(fā)的現(xiàn)象。多級(jí)閃蒸海水淡化是將經(jīng)過(guò)加熱的海水，依次在多個(gè)壓力逐漸降低的閃蒸室中進(jìn)行蒸發(fā)，將蒸汽冷凝而得到淡水。多級(jí)閃蒸技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、裝置產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)，但能耗偏高，故其主要發(fā)展趨勢(shì)為提高裝置單機(jī)造水能力，降低單位電力消耗，提高傳熱效率等。

綜上，在進(jìn)行“鹽”水分離的過(guò)程中，上述方法均存在所需成本太高的問(wèn)題，或需要消耗大量的能量，或?qū)ＫA(yù)處理要求過(guò)高。

現(xiàn)在利用紅樹類植物的蒸騰作用進(jìn)行海水淡化工藝(生態(tài)法)是一門較為新穎的科研思路，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了幾個(gè)設(shè)計(jì)方案，但是還停留在圖紙甚至假設(shè)階段。限制生態(tài)法海水淡化發(fā)展的主要困難是：目前還沒(méi)有一種高效且節(jié)能的方案有效收集植物蒸騰作用產(chǎn)生的水蒸氣；大棚內(nèi)密閉空間的空氣中水蒸氣濃度極高，將降低植物的蒸騰速率。故目前生態(tài)法海水淡化項(xiàng)目?jī)H限于實(shí)驗(yàn)室中，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化及產(chǎn)業(yè)化。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種能夠高效節(jié)能收集水蒸氣，并提高海水淡化速率的海水淡化裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的海水淡化裝置包括內(nèi)置有植物的半密閉式蒸發(fā)大棚、第一冷凝模塊、淡水收集模塊和注水模塊，第一冷凝模塊部分內(nèi)設(shè)于蒸發(fā)大棚中，蒸發(fā)大棚內(nèi)還設(shè)有第二冷凝模塊，第一、第二冷凝模塊分別與淡水收集模塊連接，將蒸發(fā)大棚中植物蒸騰作用產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)行冷凝，并將冷凝后的凝結(jié)水收集至淡水收集模塊，注水模塊與第二冷凝模塊連接，向第二冷凝模塊內(nèi)注入海水，確保第二冷凝模塊中的海水與蒸發(fā)大棚內(nèi)的空氣進(jìn)行熱交換。

優(yōu)選地，蒸發(fā)大棚由經(jīng)防腐處理的鋼質(zhì)材料和透光面較好的鋼化玻璃建成。

優(yōu)選地，蒸發(fā)大棚開設(shè)有若干通風(fēng)門，保證淡化水收集過(guò)程之后棚內(nèi)的通風(fēng)，避免影響植物蒸騰速率。

優(yōu)選地，采用無(wú)土栽培技術(shù)種植紅樹類植物，用大量鵝卵石將紅樹根部固定。

優(yōu)選地，蒸發(fā)大棚還設(shè)有隔板，將蒸發(fā)大棚分為水蒸氣收集室和海水倉(cāng)，水蒸氣收集室內(nèi)含紅樹根部以上部分、部分第一冷凝模塊和第二冷凝模塊，海水倉(cāng)設(shè)有通水口，保障海水流通。

更優(yōu)選地，隔板密封處理，以確保海水倉(cāng)中的海水與水蒸氣收集室中的空氣隔離，防止水蒸氣凝結(jié)后再次落入海水中。