一种海水淡化的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海水淡化的方法及装置，包括安装于海洋上方一定高度的蒸发器、冷凝器，深层冷海水通过深水泵利用虹吸原理进入冷凝器充当冷却介质，表层温海水通过浅水泵利用虹吸原理进入蒸发器，依靠一定高度的蒸发器中产生的真空实现表层温海水常温汽化，所得的水蒸气在冷凝器中被冷却，最终形成淡水。热交换后的深层冷海水还能进行海水养殖，泵的功率主要用于克服管道阻力损失，而且能源主要来自海洋自身温差。本发明专利技术能耗低、整体工艺先进、设备简单紧凑、运行成本低、维护方便、寿命长、海水综合利用率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种海水淡化的方法及配套的装置。
技术介绍
淡水资源的缺乏已经成为制约全球经济和社会发展的瓶颈问题，海水淡化是实现水资源利用的开源技术，也是世界各国竞相开发的朝阳产业。目前，世界上通过海水淡化每天日产水量已达到2700万吨，并以10％到30％的年增长率攀升，世界海水淡化市场年成交额已达数十亿美元。海水淡化的方法有很多种，目前能供大规模工业选用的方法主要有两种，即蒸馏法和膜分离法。从海水淡化所需能源的来源来看，目前主要还是以化石能源为主，但这些能源的消耗已导致全球气候变暖，引起严重的生态环境问题，因此国内外都在研究新的能源来进行海水淡化，其中利用太阳能和核能的海水淡化技术已取得了突破性成果，并付诸于工程应用。目前，困扰海水淡化全面推广的主要因素是投资大、能耗高、成本高、综合利用率低，而决定海水淡化成本高低的关键因素是能耗成本和海水综合利用。与此同时，辽阔的海洋犹如一个巨大的“能源库”，其深海冷水富含氮、磷、硅等营养盐类，非常适于进行海水养殖；且其海水温度随着海洋深度的增加而降低，海洋表层海水与深500米处海水，其温度相差可达20℃以上，这个温度的差异叫做“海水温差能”(或称“海洋热能”)。如何利用这个海洋自身的能源是目前国内外重点研究和开发的内容。利用海水温差进行发电是目前比较成熟的一项技术，根据工质和流程的不同，一般可分为开式循环、闭式循环和混合式循环发电机，能充分利用海洋温差能的优势，不会对环境造成污染。因此在海水淡化中，只有充分利用海洋热能，并综合利用深海冷水，才能进一步降低生产成本，适于大规模工业应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种能充分利用海洋自身能源、工艺简洁、综合成本低的海水淡化方法及装置。本专利技术为达到以上目的，是通过这样的技术方案来实现的提供一种海水淡化的方法，包括深层冷海水被深水泵通过管路从海洋中提取后，利用虹吸原理通过管路流入冷媒管路的进口端，对冷凝器进行冷却，最后从冷媒管路的出口端流出；同时，表层温海水被浅水泵通过管路从海洋中提取后，利用虹吸原理通过管路输送到蒸发器中液体管路的进口端，蒸发器吸收空气中的热量，将液体管路中的表层温海水蒸发，所产生的水蒸汽进入气体管路，未蒸发的表层温海水通过液体管路的出口端流回海洋；水蒸汽从气体管路的出口端出来后，通过管路流入冷凝液管路的进口端；在冷凝液管路内被冷却，形成液体，最后从冷凝液管路的出口端流出；蒸发器相对于海平面的最小高度能使液体管路中的表层温海水实现汽化。一种实现上述海水淡化方法的装置，包括安装于海洋上方的蒸发器、冷凝器，冷凝器包括冷媒管路及冷凝液管路，蒸发器包括液体管路和与其相连的气体管路，浅水泵通过连接管与液体管路的进口端相连，气体管路的出口端通过管路连接冷凝液管路的进口端，深水泵通过管路连接冷媒管路的进口端。海水淡化装置还包括抽气机，此抽气机的进口端分别通过管路连接液体管路、冷凝液管路。浅水泵、深水泵、抽气机所连接的发电机为海水温差发电机。本专利技术利用深层的冷海水作为冷却介质，对冷凝器进行冷却；利用虹吸原理实现从海洋中分别提取表层温海水、深层冷海水；浅水泵、深水泵的功率主要用于克服管道阻力损失，且浅水泵、深水泵、抽气机的能源来自海洋自身温差。因此本专利技术能充分利用海洋自身的能源，使海水在整套装置中实现蒸发、冷凝，最终生成人们所需的淡水。本专利技术还利用深海冷水富含氮、磷、硅等营养盐类的特点，将从冷凝器中出来、已经经过热交换的深海冷水，引入海水养殖池，实现海水养殖。因此本专利技术具有工艺先进、简洁，设备简单紧凑、投资少，运行成本低、维护方便、寿命长、海水综合利用率高等优点。附图说明图1是本专利技术的海水淡化装置的结构示意图。具体实施例方式参照上述附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。图1给出了一种海水淡化装置，包括安装于海洋上方的蒸发器5、冷凝器12；冷凝器12内设有冷媒管路15及冷凝液管路11，冷却介质在冷媒管路15中流动，需要冷凝的水蒸汽在冷凝液管路11中流动；蒸发器5包括液体管路6和与液体管路6相连的气体管路7。浅水泵3的进口端带有管路2，浅水泵3的出口端通过连接管4连接液体管路6的进口端，液体管路6的出口端连有管路10。气体管路7的出口端通过管路9连接冷凝液管路11的进口端，冷凝液管路11的出口端通过管路17连接淡水池25，淡水池25上设有带调节阀26的出水管，打开此调节阀26，池25内的淡水通过出水管流向所需的地方。深水泵20的进口端连有管路24，深水泵20的出口端通过管路16连接冷媒管路15的进口端，冷媒管路15的出口端通过管路13连接海水养殖池21，海水养殖池21上设有带调节阀22的出水管，通过此调节阀22，来调节池21内海水的容量。抽气机18的进口端通过管路8连接液体管路6，同时通过管路14连接冷凝液管路11；抽气机18的出口端通过管路19连接淡水池25。浅水泵3、深水泵20、抽气机18分别连接发电机，此发电机为利用海水温差进行发电的发电机。用此种海水淡化装置进行海水淡化的方法，按照以下步骤进行1)、抽气步骤启动抽气机18，抽出蒸发器5中的气体管路7、冷凝器12中的冷凝液管路11中的不凝性气体，例如空气，为了充分收集一切可能的淡水源，因此将抽出的气体通过管路19输送到淡水池25。因为实际使用中，各管路的连接处会不可避免地存在着漏点，因此抽气步骤自始至终的一直进行着，贯穿于整个工作过程。2)、启动抽气机18的若干短暂时间后，例如10秒钟后，启动浅水泵3和深水泵20；或者是启动抽气机18的同时，启动浅水泵3和深水泵20。深水泵20通过管路24从海洋中提取深层冷海水23后，利用虹吸原理通过管路16流入冷媒管路15的进口端，对冷凝器12进行冷却，进行热交换后的深层冷海水23最后从冷媒管路15的出口端流出，通过管路13进入海水养殖池21。与此同时，浅水泵3通过管路2从海洋中提取表层温海水1后，也同样利用虹吸原理通过管路4输送到蒸发器5中液体管路6的进口端；蒸发器5吸收空气中的热量，将液体管路6中的表层温海水1蒸发，所产生的水蒸汽进入气体管路7；未蒸发的表层温海水1从液体管路6的出口端、再通过管路10流回海洋。气体管路7内的水蒸汽通过管路9流入冷凝液管路11的进口端；在冷凝器12中被冷却后，形成液体即淡水，最后从冷凝液管路11的出口端流出，通过管路17进入淡水池25。蒸发器5位于海平面的最小高度，要能使液体管路6中的表层温海水1实现汽化即由此高度所产生的液体管路6中的真空度(绝对压力)，要对应于表层温海水1的饱和蒸汽压。在液体管路6中不存在任何不凝性气体(如空气)的情况下，液体管路6中的绝对压力就等于表层温海水1能实现蒸发汽化的饱和蒸汽压。按照现有的公开技术，例如查看《化工工艺设计手册》，可获知不同温度下表层温海水1的饱和蒸汽压，再根据此饱和蒸汽压，能推算出所需的蒸发器5的最小安置高度。蒸发器5相对于海平面的最小高度一般为9.5米，实际安置时，≥此最小高度即可。为了使冷凝器12充分发挥其效果，冷凝器12相对于海平面的最大高度，不能使在冷媒管路15中的深层冷海水23进行汽化。同理，可根据不同温度下的深层冷海水23的饱和蒸汽压，推算出冷凝器12的最大安置高度，实际安置时，＜此最大高度即可。深层冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海水淡化装置，其特征是：包括安装于海洋上方的蒸发器（５）、冷凝器（１２），所述冷凝器（１２）包括冷媒管路（１５）及冷凝液管路（１１），所述蒸发器（５）包括液体管路（６）和与其相连的气体管路（７），浅水泵（３）通过连接管（４）与所述液体管路（６）的进口端相连，所述气体管路（７）的出口端通过管路（９）与冷凝液管路（１１）的进口端相连，深水泵（２０）通过管路（１６）连接所述冷媒管路（１５）的进口端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金志江，汤建飞，高美平，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]