[實用新型]熱能梯級利用的多級回熱加濕除濕海水淡化裝置

有效

• 申請號: 201420797419.X
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN204417161U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 康慧芳;羅煒寧;鄭宏飛
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F1/16;C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種海水淡化裝置，尤其是涉及一種熱能梯級利用的多級回熱加濕除濕海水淡化裝置，屬于海水淡化和水處理技術領域。

背景技術

目前，在許多地方，淡水已經成為一種稀缺資源并且在未來會加劇缺乏。世界上有大約80個國家面臨嚴重的淡水缺乏問題，解決淡水資源不足的一個重要途徑就是進行海水淡化。

海水淡化是利用海水脫鹽原理獲得淡水的技術，傳統的海水淡化方法有反滲透膜法、蒸餾法等。反滲透膜法一次性投資大，消耗常規電能大，不利于能源節約和環境保護；蒸餾法也需消耗大量能源，設備大，占地廣。

基于加濕除濕原理的海水淡化系統被認為是最可行的方案。和其他海水淡化系統相比，這是一項創新性的技術，其設計簡單靈活，具有低維護性、低資金投入等特點，壽命可以長達二十多年，故這項技術的傳播和應用極具前途。

當由單效發展到多效時，加濕除濕式海水淡化系統可以回收氣化潛熱，提高能源的利用率。當系統由單級發展到多級時，由于降低了每級的冷卻水入口溫度與噴淋溫度的溫差，提高了換熱效率，加濕除濕式海水淡化系統的海水淡化能力更加優異。

申請號201010509740.X公開了一種噴霧蒸發空氣加濕除濕式太陽能海水淡化裝置，利用空氣進行冷凝，但冷卻效果差；海水沒有預熱，與熱空氣溫差大，換熱效率低；需另外布置冷凝換熱器，裝置結構復雜。

申請號201310411226.6公開了一種串列式多級等溫加熱多效回熱加濕除濕太陽能海水淡化機，系統通過回收氣化潛熱和濃鹽水余熱提高了熱能利用率，但每級噴淋溫度都處于相同的高溫，冷卻水入口溫度與噴淋溫度的溫差仍較高，換熱效率低，且管路復雜，安裝調試困難。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種熱能梯級利用的多級回熱加濕除濕海水淡化裝置，通過多級回熱降低了每級的冷卻水入口溫度與噴淋溫度的溫差，提高了換熱效率，且多級回熱結構可實現熱能的多次梯級利用，并能充分回收氣化潛熱和濃鹽水殘余熱量，提高熱能利用率。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：水泵、熱源、閥門、多級加濕除濕箱，其中加濕除濕箱由隔熱擋板分隔為加濕單元和除濕單元，加濕單元內部包括海水主噴淋頭、副噴淋頭、熱質交換介質、托盤、濃海水收集槽和水位限流管，除濕單元內部包括冷凝器和淡水收集槽，隔熱擋板頂部和底部設有通風孔，底部通風孔設有風機；該熱能梯級利用的多級回熱加濕除濕海水淡化裝置由N(N＝1，2，3…)個加濕除濕箱組成；

第1級加濕單元中濃海水收集槽內的海水經熱源加熱后，由第1級主噴淋頭再次噴淋到第1級加濕單元中；第i(i＝2，3～N-1)級加濕單元中濃海水收集槽內的海水經第i-1級除濕單元加熱后，由第i級主噴淋頭再次噴淋到第i級加濕單元中；

濃海水進入第i-1級加濕單元中，直接噴淋到熱質交換介質表面，與從下往上流動的空氣發生熱質交換，所形成的飽和濕空氣在風機作用下經頂部通風孔輸送到第i-1級除濕單元內，在冷凝器表面冷凝生成淡水，并釋放汽化潛熱加熱冷凝器中的海水，加熱后的海水進入第i級加濕單元進行再次噴淋加濕。

進料海水進入第N級除濕單元的冷凝器，與第N級除濕單元內的熱濕空氣換熱，又進入第N-1級除濕單元的冷凝器中再次加熱后，一部分直接進入第N級加濕單元內噴淋到熱質交換介質表面，另一部分補充每級加濕單元的循環水量。

所述的熱能梯級利用的多級回熱加濕除濕海水淡化裝置，其熱質交換介質可以為多孔塑料小球，且小球的表面有親水膜并分布有小孔。

所述的熱能梯級利用的多級回熱加濕除濕海水淡化裝置，其熱質交換介質可以為多孔陶瓷小球，且小球的表面有親水膜并分布有小孔。

所述的熱能梯級利用的多級回熱加濕除濕海水淡化裝置，其熱質交換介質可以為木條。

所述的熱能梯級利用的多級回熱加濕除濕海水淡化裝置，其托盤采用篩型不銹鋼盤或多孔塑料盤。

所述的熱能梯級利用的多級回熱加濕除濕海水淡化裝置，其所利用的熱源是鋼廠余熱、電廠余熱、太陽能或電加熱棒。

所述的熱能梯級利用的多級回熱加濕除濕海水淡化裝置，還進一步包括在隔熱擋板的上通風孔設置有蒲水膜，避免濕空氣中攜帶的水珠飛濺到除濕單元。

本發明的有益效果：

本發明將傳統加濕除濕型海水淡化系統進行了改進，將各級加濕單元中濃海水收集槽內的海水經熱源或上一級冷凝器加熱后再次噴淋到該加濕單元中，實現了多級回熱，充分利用了各級濕空氣的凝結潛熱和濃鹽水余熱；