[發明專利]多效錐管式自抽吸海水蒸餾裝置

有效

• 申請號: 202110965595.4
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113651381B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 常澤輝;侯靜
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 許姣

本發明提供一種多效錐管式自抽吸海水蒸餾裝置，利用多效錐形冷凝套筒與加熱水箱嵌套布置，可實現對進料海水凝結潛熱的多次利用；同時，對于生成的溫度較高的淡水和未蒸發濃海水再次分別輸入同心嵌套的冷凝筒和蒸發筒，利用自抽吸所形成的負壓降低濃海水液膜蒸發溫度，強化水蒸氣的蒸發和冷凝能力，利用冷凝套筒旋轉將冷凝液面膜狀凝結變為滴狀凝結，減小了冷凝液膜厚度，強化了對水蒸氣的凝結能力，提高單位集熱面積得產水速率和太陽能的利用效率。該海水蒸餾裝置包括：熱源、海水箱、加熱水箱、兩個以上錐形冷凝套筒、供水管路、蒸發筒、冷凝筒、濃海水收集罐以及淡水儲水罐。

技術領域

本發明涉及一種海水蒸餾裝置，具體涉及一種自抽吸海水蒸餾裝置，屬于海水、苦咸水淡化技術領域。

背景技術

阻礙蒸餾技術推廣應用的主要障礙是熱能利用效率低、產水速率小，尤其在實際應用中存在如下缺點：

(1)蒸餾過程產生的水蒸氣凝結潛熱及所產淡水、排濃海水的顯熱未被充分利用，造成裝置散熱損失大；

(2)蒸餾過程主要以自然對流換熱方式為主，限制了裝置產水性能的提升；

(3)待蒸發海水熱容量大，在有限太陽熱能輸入情況下，水體蒸發溫度受到限制，氣水二元混合氣體蒸發驅動力減弱；

(4)太陽能海水蒸餾器由太陽能集熱單元、換熱單元和蒸餾單元組成，造成裝置占地面積大，結構復雜，不利于分布式制水。

為了克服上述技術缺陷，亟待研發一種聚光直熱、多效運行、液膜蒸發、強化傳質、結構緊湊、占地較小的海水蒸餾裝置。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種多效錐管式自抽吸海水蒸餾裝置，利用多效錐形冷凝套筒與加熱水箱嵌套布置，可實現對進料海水凝結潛熱的多次利用；同時，對于生成的溫度較高的淡水和未蒸發濃海水再次分別輸入同心嵌套的冷凝筒和蒸發筒，利用自抽吸所形成的負壓降低濃海水液膜蒸發溫度，強化水蒸氣的蒸發能力，利用冷凝套筒旋轉將冷凝液面膜狀凝結變為滴狀凝結，減小了冷凝液膜厚度，強化了對水蒸氣的凝結能力，提高單位集熱面積得產水速率和太陽能的利用效率。

所述的多效錐管式自抽吸海水蒸餾裝置包括：熱源、海水箱、加熱水箱、兩個以上錐形冷凝套筒、供水管路、蒸發筒、冷凝筒、濃海水收集罐以及淡水儲水罐；

所述熱源用于加熱所述加熱水箱中的水體；

所述加熱水箱為圓臺形，兩個以上錐形冷凝套筒依次同軸套裝在所述加熱水箱的外部；相鄰兩個錐形冷凝套筒之間的環形腔以及最內層錐形冷凝套筒與所述加熱水箱之間的環形腔為蒸發冷凝腔；

所述供水管路與所述海水箱連通，用于將海水箱中的海水傳輸至所述加熱水箱以及除最外層錐形冷凝套筒以外的其它層錐形冷凝套筒外表面，形成海水液膜；

所述加熱水箱下方設置冷凝筒，所述冷凝筒內部同軸套裝蒸發筒，兩者之間間隔設定距離形成環形腔；所述蒸發筒上端外圓周設置有環形分液器；各蒸發冷凝腔內未蒸發的海水經濃海水匯集管進入所述分液器中，經所述分液器上孔洞流到所述蒸發筒外表面，形成濃海水液膜；各蒸發冷凝腔內生成的淡水經淡水匯集管流到所述冷凝筒內表面，在所述冷凝筒內表面形成淡水液膜；

所述蒸發筒外圓周套裝有密封活塞，將冷凝筒內部腔體分為上下兩部分，所述濃海水收集罐和所述淡水儲水罐位于所述冷凝筒的下部分腔體內，所述濃海水收集罐通過濃海水排水管與所述密封活塞相連，所述淡水儲水罐通過淡水排水管與所述密封活塞相連；

所述冷凝筒內表面凝結的淡水通過所述淡水排水管匯聚到淡水儲水罐內，蒸發筒外表面未蒸發的濃海水通過所述濃海水排水管匯聚到濃海水收集罐內，所述濃海水收集罐和淡水儲水罐在重力作用下牽引所述密封活塞向下運動，使所述蒸發筒和冷凝筒之間空腔呈負壓狀態。

作為本發明的一種優選方式，所述冷凝筒能夠在旋轉驅動單元的驅動在繞其自身軸線轉動。