[發明專利]一種換熱器及船舶廢氣余熱的海水淡化裝置

在審

• 申請號: 202011268177.1
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN114149045A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 郭春生;劉淼;吳奇政;逯曉康;李佳航;席雙軍;王學良;田鑫;周澤宇;王志誠
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F1/16
• 分類號: C02F1/16;C02F103/08
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 李紅巖

本發明公開了一種換熱器及船舶廢氣余熱的海水淡化裝置，所述換熱器包括殼體以及設置在殼體內的熱管和分隔板，分隔板將熱管分隔為位于上部的熱端和位于下部的冷端，其特征在于，煙氣進入分隔板下方，海水噴淋到分隔板上方，分隔板為沿著煙氣流動方向向下傾斜布置，分隔板上表面雕刻苦水的排出的紋路。本發明提供的換熱器內的分隔板通過傾斜的布置使得下方煙氣具有變徑加速的特點，煙氣流動更加順暢；同時結合上表面雕刻的紋路使得苦水的排出更加順暢。

技術領域

本發明屬于換熱器領域，特別提供在船舶使用條件下，以煙氣為淡化熱源的海水淡化裝置

背景技術

換熱器被廣泛應用于化工、石油、制冷、核能和動力等工業，由于世界性的能源危機，為了降低能耗，工業生產中對換熱器的需求量也越來越多，對換熱器的質量要求也越來越高。近幾十年來，雖然緊湊式換熱器(板式、板翅式、壓焊板式換熱器等)、熱管式換熱器、直接接觸式換熱器等得到了迅速的發展，但由于管殼式換熱器具有高度的可靠性和廣泛的適應性，其仍占據產量和用量的統治地位，據相關統計，目前工業裝置中管殼式換熱器的用量仍占全部換熱器用量的70％左右。

目前海水淡化技術主要有熱法和膜法兩類，其中熱法以多效蒸餾法(MEE)與多級閃蒸法(MSF)為代表，膜法以RO反滲透法為代表；多效蒸餾法通過對于蒸汽熱量的反復利用，使得整體的熱量利用率較高，但由于多效蒸發器的存在因此裝置體積龐大，常在沿海的陸地上建設，生產淡水；多級閃蒸法通過先加熱海水，再把海水通入到壓強逐級減小的蒸餾罐里，利用水的沸點隨壓強的降低而降低的特點進行逐級蒸餾，由于加熱與蒸餾分開進行，有效減少了海水結垢，但由于需要負壓裝置使得其能耗較高，同時體積也較為龐大；RO反滲透法是通過半透膜對水分子的半透性，對海水加壓，利用壓差原理使水分子透過半透膜，完成水與鹽的分離，反滲透法淡化效率高且工作穩定因而被大范圍推廣，但由于利用的是高品位的電能，對于船舶這種能源攜帶有限的使用場景來講，能源的使用成本較高。

船舶的主機使用的是柴油機，燃油在柴油機內燃燒產生的熱量僅僅有45％～50％轉化為機械能，燃燒所釋放的能量約有50％作為廢熱散失，其中廢氣約帶走25％～30％的熱量，大量余熱直接排放到空氣中,不僅會造成能源浪費,還會造成環境污染。

由于船舶主機排出的煙氣中有大量低品位熱能未被利用，同時以熱法為海水淡化原理的裝置中需要直接的熱源來提供淡化能量，因此以船舶廢氣作為淡化熱源的想法應運而生，同時結合多效蒸餾法與多級閃蒸法的優勢與特點，設計出本裝置。

在海水淡化裝置中，換熱器作為非常常見的一種裝置普遍采用。但是目前的換熱器在海水淡化應用中，存在排出苦水效能不高的問題。因此本申請對換熱器進行了改進，使其適合海水淡化的應用。

發明內容

本發明的目的在于利用船舶排放煙氣中的余熱，為基于多效蒸餾法的海水淡化裝置提供熱源，在船舶上高效節能的生產淡水。

本發明技術方案如下：所述換熱器包括殼體以及設置在殼體內的熱管和分隔板，分隔板將熱管分隔為位于上部的熱端和位于下部的冷端，其特征在于，煙氣進入分隔板下方，海水噴淋到分隔板上方，分隔板為沿著煙氣流動方向向下傾斜布置，分隔板上表面雕刻苦水的排出的紋路，苦水排水口位于靠近傾斜板下端、分隔板上方的殼體上。

作為優選，分隔板有兩層且由不銹鋼制成，兩板之間由隔熱材料填充。

作為優選，換熱器殼體為方形，四周導有圓角，由單層雙相不銹鋼制成，外部涂刷復合硅酸鹽保溫涂料；上端密封蓋可以拆卸。