单一利用太阳能淡化海水或苦咸水的多效蒸馏装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种单一利用太阳能淡化海水或苦咸水的多效蒸馏装置与方法。装置包括三个部分：太阳能集热器、多效蒸发器和冷凝器。以该装置淡化海水或苦咸水的方法，过程包括：调节各效蒸发器的真空度，各效蒸发器内产生的蒸汽依次通过该效的蒸汽出口进入下一效蒸发器内的冷凝换热管，经冷凝得到淡水，并为该效蒸发器内海水或苦咸水的汽化提供能量。本发明专利技术的优点在于淡化工艺及装置简单，操作、运行可靠，除太阳能提供热量外，无其他能量消耗，特别适用于淡水缺乏但海水、苦咸水和太阳能丰富的地区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于水处 理的脱盐技术。
技术介绍
海水或苦咸水淡化技术是通过装置或设备除去海水中盐分并获得淡水的工艺过程。 海水或苦咸水淡化的方法主要分蒸馏法和膜法。蒸馏法海水或苦咸水淡化是将海水或 苦咸水加热蒸发汽化，再使蒸汽冷凝得到淡水的过程。膜法海水或苦咸水淡化技术是指利 用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力将海水或苦咸水中盐分 和水分离的方法。太阳能海水或苦咸水淡化系统是利用太阳能产生的热能驱动海水或苦咸水发生相变， 或利用太阳能辐射产生电能，驱动的膜法等海水或苦咸水淡化系统。太阳能发电-膜法海 水或苦咸水淡化系统，装置复杂，海水或苦咸水需要严格的预处理，工艺较长。太阳能集 热器与传统海水或苦咸水淡化技术相结合的淡化系统，需要安装复杂的液体喷淋装置，而 且喷淋装置易堵塞，喷淋不均易造成传热管结垢，影响设备的正常运行。现有的利用太阳 能产生热能驱动海水或苦咸水在一定的真空度下发生相变的海水或苦咸水淡化系统，抽真 空时需要配备真空泵或喷射泵，仍需消耗大量的电能，造成单位能耗的产水率较小，这些 都限制了太阳能海水或苦咸水淡化技术的推广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单一利用太阳能淡化海水或苦咸水的多效蒸馏装置与方 法，该方法的装置结构简单，操作运行可靠，费用低，特别适用于阳光充足而电力匮乏的 地区进行海水或苦咸水的淡化。本专利技术是通过下述技术方案加以实现的。一种单一利用太阳能淡化海水或苦咸水的多 效蒸馏装置，该装置包括太阳能集热器l、多效蒸发器2和冷凝器3，太阳能集热器l 的出、进口管分别与第一效蒸发器内的冷却换热管11的进、出口连接，构成太阳能集热 器的换热介质循环回路。第二效蒸发器至末效蒸发器之间，相邻两蒸发器的连接是通过将 前一效蒸发器的出汽口与后一效蒸发器内冷凝换热管8的进汽口相连而构成的，并以此方式实现多效蒸发器各效之间的串连连接，末效蒸发器的出汽口与冷凝器内冷凝换热管的进 汽口相连，其特征在于各效蒸发器及冷凝器的顶部设置海水或苦咸水进水管4及其上的 海水或苦咸水进水阀门5，各效蒸发器的底部设置海水或苦咸水出水管12及其上的调节阀10，海水或苦咸水的出水管插入液封槽13内，冷凝器3的底部设置的海水或苦咸水出 水管插入海水或苦咸水收集槽14，冷却换热管11及冷凝换热管8的出口与设置在蒸发器 及冷凝器外部的淡水收集器7相连，收集淡水。利用上述的单一利用太阳能多效蒸馏装置淡化海水或苦咸水的方法，其特征在于包括 以下过程1. 打开各效蒸发器顶部的海水或苦咸水进水阀门5，使蒸发器内充满海水或苦咸水， 排净蒸发器内的气体，关闭海水或苦咸水的进水阀门5，打开海水或苦咸水出口管上的调 节阀10,调节各效蒸发器内的海水或苦咸水在蒸发器内的水位高度，即调节各效蒸发器 内的真空度，使第一效蒸发器内的液位高度及所对应形成的真空度与太阳能集热器1换热 介质最高温度所对应的汽液饱和蒸汽压力相对应，其它各效蒸发器内真空度要高于第一效 蒸发器内的真空度，但要确保蒸发器内海水或苦咸水的水位高于冷凝换热管的上端位置。2. 经太阳能集热器升温后的换热介质进入第一效蒸发器内的冷却换热管，经换热降温 后再回太阳能集热器循环使用，第一效蒸发器内海水或苦咸水生成的蒸汽进入第二效蒸发 器的冷凝换热管8，发生相变，由冷凝换热管出口产出淡水，收集于淡水收集器7，相变 同时为第二效蒸发器内的海水或苦咸水提供汽化热量，该蒸发器内的海水或苦咸水汽化产 生的蒸汽进入第三效蒸发器的冷凝换热管，其后各效如此过程，逐效实施直至末效蒸发器。3. 末效蒸发器产生的蒸汽进入冷凝器3的冷凝换热管8，冷凝产出淡水收集于淡水收 集器7,冷凝器内海水或苦咸水吸收余热，吸收余热后的海水或苦咸水通过调节海水或苦 咸水排放阀门9排入下部的海水或苦咸水收集槽14。本专利技术的优点在于通过太阳能集热，利用真空度逐渐增大的多效蒸发器，实现太阳 能集热能量的多次重复利用。由于设置了液封槽，可以利用调节阀自由调节蒸发器内的真 空度，真空度的调节不需设置真空泵或喷射泵，不但可以节省大量的电力资源，而且该装 置特别适用于阳光充足，电力资源匮乏的地区。另外，本装置不需设置喷淋装置，而且各 效蒸发器中的冷凝换热管浸没在海水或苦咸水中，避免了由于液体分布不匀造成的传热管 结垢，影响装置正常操作的现象发生。本专利技术还具有工艺及装置简单，操作运行可靠，节 能环保等特点。附图说明图1是以4效蒸发器为例的本专利技术的装置结构示意图。图中，l为太阳能集热器，2为多效蒸发器，3为冷凝器，4为海水或苦咸水进水管， 5为海水或苦咸水进水阀门，6为淡水排放阀门，7为淡水收集器，8为冷凝换热管，9为 末效冷凝器海水或苦咸水排放阀门，IO为调节阀，ll为冷却换热管，12为海水或苦咸水 出水管，13为液封槽，14为海水或苦咸水收集槽。具体实施方式下面结合附图对本专利技术具体实施方式作进一步详细说明图1是本专利技术单一利用太阳 能淡化海水或苦咸水多效蒸馏方法的装置结构示意图(以4效蒸发器为例)。太阳能集热 器1为平板型，型号为PGT/L2.0-J，集热面积为1 m2，该太阳能集热器换热介质的温度 最高能达到80-83 °C,各效蒸发器和冷凝器的外形尺寸为4000mmX600mm X110()0國。以上述装置进行海水淡化的过程如下将海水通过海水进水管4和海水进水阀门5注 满各效蒸发器，充满蒸发器排净不凝气体，关闭海水进水阀门，开启各效蒸发器底部的海 水出水管12上的调节阀10，调节各效蒸发器内的海水液位高度，第一效蒸发器内的真空 度达到53.75kPa，该真空度对应的汽液平衡温度为80"C，其后各效蒸发器内海水或苦咸 水的水位逐渐降低，即真空度依次增大。当太阳能集热器l吸收太阳能提升第一效内海水 温度，使温度达到蒸发器内真空度所对应的饱和蒸汽温度(80°C)时，海水在第一效蒸发 器中部分汽化，生成的蒸汽进入第二效蒸发器内的冷凝换热管8中冷凝，并将热量传于第 二效蒸发器中的海水，第二效蒸发器中的海水吸收热量并升温，调节第二效蒸发器的调节 阀10，使第二效蒸发器内的海水部分汽化，同时第一效产生的蒸汽在第二效的冷凝换热 管8中冷凝成淡水，收集于第二效淡水收集器7中，各效蒸发器内的蒸发冷凝过程依次进 行，末效蒸发器产生的蒸汽进入冷凝器3的冷凝换热管8中，余热被冷凝器3中的海水吸 收，冷凝得到的淡水收集于冷凝器3外的淡水收集器7中。当多效蒸发器效数设定为4时， 利用集热面积为lm2太阳能集热板集热并提供热量，每天可产淡水20kg。当操作过程结束 后，通过调节海水进水阀门5，破坏真空，通过各效淡水排放阔门6将淡水收集器7中的 淡水排出，而浓盐海水则通过各效底部的出水管12排出蒸发器2，末效冷凝器内的海水 通过排放阀门9排入海水收集槽14。权利要求1.一种单一利用太阳能淡化海水或苦咸水的多效蒸馏装置，该装置包括太阳能集热器(1)、多效蒸发器(2)和冷凝器(3)，太阳能集热器(1)的出、进口管分别与第一效蒸发器内的冷却换热管(11)的进、出口连接，构成太阳能集热器的换热介质循环回路，第二效蒸发器至末效蒸发器之间，相邻两蒸发器的连接是通过将前一效蒸发器的出汽口与后一效蒸发器内冷凝换热管(8)的进汽口相连而构成的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单一利用太阳能淡化海水或苦咸水的多效蒸馏装置，该装置包括：太阳能集热器（１）、多效蒸发器（２）和冷凝器（３），太阳能集热器（１）的出、进口管分别与第一效蒸发器内的冷却换热管（１１）的进、出口连接，构成太阳能集热器的换热介质循环回路，第二效蒸发器至末效蒸发器之间，相邻两蒸发器的连接是通过将前一效蒸发器的出汽口与后一效蒸发器内冷凝换热管（８）的进汽口相连而构成的，并以此方式实现多效蒸发器各效之间的串连连接，末效蒸发器的出汽口与冷凝器内冷凝换热管的进汽口相连，其特征在于：各效蒸发器及冷凝器的顶部设置海水或苦咸水进水管（４）及其上的海水或苦咸水进水阀门（５），各效蒸发器的底部设置海水或苦咸水出水管（１２）及其上的调节阀（１０），海水或苦咸水的出水管插入液封槽（１３）内，冷凝器（３）的底部设置的海水或苦咸水出水管插入海水或苦咸水收集槽（１４），冷却换热管（１１）及冷凝换热管（８）的出口与设置在蒸发器及冷凝器外部的淡水收集器（７）相连，收集淡水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：解利昕，张勇，王世昌，李凭力，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]