膜式加湿器及其海水淡化装置和动力联产系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种膜式加湿器及其海水淡化装置和动力联产系统。膜式加湿器，包括整体呈管状的空气流道，液体流道包括N个由中空纤维膜管制成的液体子流道，N≥1；每个液体子流道均为由多根中空纤维膜管组成的管束，属于同一管束的中空纤维膜管构成以相应液体子流道的轴线为中心的纺锤形。海水淡化装置包括依次连通并形成循环的冷凝减湿器、冷凝器和上述膜式加湿器。而动力联产系统则包括喷射制冷循环模块、制热模块、上述海水淡化装置及涡轮发电模块，同时实现了海水中水分运载用空气和蒸汽的循环利用，提高了能源的利用率，具有资源利用率高且环境友好等优点。

【技术实现步骤摘要】
膜式加湿器及其海水淡化装置和动力联产系统
本技术属于传质传热
，具体涉及一种膜式加湿器及其海水淡化装置和动力联产系统。
技术介绍
伴随着人类社会的迅速发展，化石燃料的大量使用造成严重的能源短缺问题和环境问题，人类对社会可持续发展的要求使其必须重视并尽快解决以上问题，使用中低温热源和更高效的多联产系统变得越来越重要。19世纪30年代喷射器作为制冷装置有过短暂的繁荣，然而蒸汽压缩制冷系统表现出的高效率几乎彻底取代了喷射器在制冷系统中应用。20世纪中期随着能源问题以及环境问题的日益显著，清洁可靠的制冷系统能够重新进入人们的视野，作为最主要的两种制冷系统，喷射器制冷系统的效率虽然比吸收式制冷系统的效率要低，但其直接利用绿色环保工程，且因装置几乎无需维护以及尺寸较小的特点获得了更多的关注。此外，这些系统能够利用低温度热源(低于350K)，如太阳能、地热能和工业过程中废弃的废热。淡水资源是人类生存与发展的最重要物质基础之一，海水淡化和废水净化技术正逐步成为解决淡水资源短缺的重要手段。海水淡化又称海水脱盐，是分离海水中盐和水的过程，常用的海水淡化方法有热法和膜法两种。膜法的反渗透技术是一种利用半透膜的选择透过性，在外加高压的条件下使水逆浓度梯度透过半透膜，而使盐分和杂质留在膜的另一侧的技术。反渗透法一般由电能和机械能驱动，系统需要维持较高的运行压力，对设备的耐压能力要求很高，同时需要消耗大量的高品位能源，并且海水的淡水产率较低。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术提出一种膜式加湿器及其海水淡化装置和动力联产系统，克服现有技术中存在的完全使用电、化石燃料的能源弊端，改变现有集热后直接高温蒸发海水的水盐分离膜式，提高淡水的产出效率。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：膜式加湿器，包括整体呈管状的空气流道，还包括液体流道，所述液体流道包括N个由中空纤维膜管制成的液体子流道，N≥1；所述液体子流道位于所述空气流道内部，各个所述液体子流道的轴线与所述空气流道的轴线垂直，所述液体子流道的一端与进液总管连通，另一端与出液总管连通，所述进液总管的进口和出液总管的出口穿出所述的空气流道。进一步，每个液体子流道均为由多根中空纤维膜管组成的管束，上述中空纤维膜管的中部向远离所在管束的轴线方向弯曲，属于同一管束的中空纤维膜管的中部互不接触，以使属于同一管束的中空纤维膜管构成以相应液体子流道的轴线为中心的纺锤形。更进一步，当N≥3时，所述管束等距间隔设置。再进一步，相邻两管束的轴线在垂直于所述空气流道轴线的平面上的投影不重合。海水淡化装置，包括冷凝减湿器、冷凝器和膜式加湿器，所述膜式加湿器为权利要求1-4任一所述的膜式加湿器；所述冷凝减湿器的管程的进口与所述海水进水管连通；所述冷凝器为换热器，该换热器包括加热流道和被加热流道，所述被加热流道的进口与通过管道与所述冷凝减湿器的管程的出口连通，所述被加热流道的出口与所述膜式加湿器的进液总管连通；所述膜式加湿器的出液总管与浓缩海水卤排出管连通；所述膜式加湿器的空气流道的两端分别与所述冷凝减湿器的壳程的进口和出口连通；所述冷凝减湿器的壳程底部开口排水口，以排出冷凝产生的淡水。动力联产系统，包括喷射制冷循环模块和权利要求5所述的海水淡化装置；所述喷射制冷循环模块包括喷射器、膨胀阀和蒸发器，所述蒸发器为换热器，包括一个用于蒸发制冷的蒸发流道和一个用于冷却液体的冷却流道；所述喷射器的进口与蒸汽输送管的出口端连通，所述喷射器的出口通过管道与所述冷凝器的加热流道的进口连通，所述冷凝器的加热流道的出口通过冷凝液输送管与所述蒸发器的蒸发流道的进口连通，所述膨胀阀设置在所述的冷凝液输送管上，所述蒸发器的蒸发流道的出口通过管道与所述喷射器的进口连通。进一步，还包括制热模块，所述制热模块包括分流器和热交换器；所述分流器上设置有一个蒸汽进口和两个蒸汽出口，所述热交换器包括两个换热流道；所述分流器的蒸汽进口通过管道与所述喷射器的出口连通，一个蒸汽出口通过管道与所述冷凝器的加热流道的进口连通，另一个蒸汽出口通过热源输送管与所述热交换器的一个换热流道的入口连通，该换热流道的出口与所述冷凝器和膨胀阀之间的所述冷凝液输送管连通；在所述的热源输送管上设置有阀门，以控制制热模块的运行。进一步，还包括涡轮发电模块，所述涡轮发电模块包括蒸汽发生器和涡轮机；所述蒸汽发生器上设置有用于引入水的进水口，所述蒸汽发生器的出汽口与所述涡轮机的进汽口连通，所述涡轮机的排汽口与所述蒸汽输送管的进口端连通。更进一步，所述进水口通过进水管与所述的冷凝液输送管连通，在所述的冷凝液输送管上设置有液泵。与现有的技术相比，本技术具有如下有益效果：1、本技术的膜式加湿器是一种中空纤维膜加湿器，分为液体流道和空气流道，空气流道为圆柱型流道，而液体流道为多个中空纤维膜管束以径向方向插入安装在空气流道中，纺锤形管束的截面布满空气流道，强化了空气流动，增加了湍流程度，提高了传质传热的效率。2、本技术的海水淡化装置以膜式加湿器为核心部件，利用中空纤维膜管的特殊性质，用海水中的水分给空气加湿，再利用海水为加湿空气降温，使加湿空气中的水分冷凝成液相而制得淡水。空气可以循环利用，此外，空气在减湿冷凝器中还可以为海水预热，以节省能源。3、本技术的动力联产系统包括喷射器制冷循环模块、制热模块、海水淡化装置及涡轮发电模块，创造性地将制冷、制热、海水淡化和发电功能融为一体，同时实现了海水中水分运载用空气和蒸汽的循环利用，提高了能源的利用率，具有资源利用率高且环境友好等优点。附图说明图1为本技术的膜式加湿器的结构示意图；图2为本技术的膜式加湿器的截面示意图；图3为本技术的海水淡化装置的结构示意图；图4为本技术的动力联产系统的结构示意图。附图中：1—热交换器；2—海水进水管；3—冷凝减湿器；4—阀门；5—分流器；6—喷射器；7—涡轮机；8—蒸汽发生器；9—液泵；10—冷凝器；11—膨胀阀；13—排水口；15—浓缩海水卤排出管；16—膜式加湿器；17—蒸发器；18—进液总管；19—出液总管；20—管束；21—空气流道。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步详细说明。如图1、2所示，膜式加湿器，包括整体呈管状的空气流道21，还包括液体流道，所述液体流道包括N个由中空纤维膜管制成的液体子流道，N≥1；所述液体子流道位于所述空气流道21内部，各个所述液体子流道的轴线与所述空气流道21的轴线垂直，所述液体子流道的一端与进液总管18连通，另一端与出液总管19连通，所述进液总管18的进口和出液总管19的出口穿出所述的空气流道21。所述进液总管18和出液总管19均为盲管，进液总管18的进口端和出液总管19的出口端开口，另一端封闭。空气流道21外壁为圆柱形，液体流道由中空纤维膜管束20组成，以空气流道21径向方向插入安装于空气流道21，从而空气在流道中横掠冲刷纤维膜管束20进行传质。经过加热的海水等溶液(在图2中，箭头代表其进、出方向)可以从进液总管18流入，然后分别流入各个中空纤维膜管中，最后从出液总管19流出，干空气从空气流道21入口进入，然后横掠冲刷中空纤维膜管，最后从空气流道21出口流出，在此过程中，海水中水蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.膜式加湿器，包括整体呈管状的空气流道，其特征在于，还包括液体流道，所述液体流道包括N个由中空纤维膜管制成的液体子流道，N≥1；所述液体子流道位于所述空气流道内部，各个所述液体子流道的轴线与所述空气流道的轴线垂直，所述液体子流道的一端与进液总管连通，另一端与出液总管连通，所述进液总管的进口和出液总管的出口穿出所述的空气流道。

【技术特征摘要】
1.膜式加湿器，包括整体呈管状的空气流道，其特征在于，还包括液体流道，所述液体流道包括N个由中空纤维膜管制成的液体子流道，N≥1；所述液体子流道位于所述空气流道内部，各个所述液体子流道的轴线与所述空气流道的轴线垂直，所述液体子流道的一端与进液总管连通，另一端与出液总管连通，所述进液总管的进口和出液总管的出口穿出所述的空气流道。2.根据权利要求1所述的膜式加湿器，其特征在于，每个液体子流道均为由多根中空纤维膜管组成的管束，上述中空纤维膜管的中部向远离所在管束的轴线方向弯曲，属于同一管束的中空纤维膜管的中部互不接触，以使属于同一管束的中空纤维膜管构成以相应液体子流道的轴线为中心的纺锤形。3.根据权利要求2所述的膜式加湿器，其特征在于，当N≥3时，所述管束等距间隔设置。4.根据权利要求3所述的膜式加湿器，其特征在于，相邻两管束的轴线在垂直于所述空气流道轴线的平面上的投影不重合。5.海水淡化装置，其特征在于，包括冷凝减湿器、冷凝器和膜式加湿器，所述膜式加湿器为权利要求1-4任一所述的膜式加湿器；所述冷凝减湿器的管程的进口与所述海水进水管连通；所述冷凝器为换热器，该换热器包括加热流道和被加热流道，所述被加热流道的进口与通过管道与所述冷凝减湿器的管程的出口连通，所述被加热流道的出口与所述膜式加湿器的进液总管连通；所述膜式加湿器的出液总管与浓缩海水卤排出管连通；所述膜式加湿器的空气流道的两端分别与所述冷凝减湿器的壳程的进口和出口连通；所述冷凝减湿器的壳程底部开口排水口，以排出冷凝产生的淡水。6.动力联产系...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄斯珉，杨敏林，陈阳辉，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：新型
国别省市：广东,44