回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，能够有效地提高能源利用率和海水淡化效率，其特征在于，包括：毛细驱动蒸发装置，包含：壳体、和位于壳体内的毛细蒸发芯以及蒸汽冷凝器，毛细蒸发芯设置在壳体的中部，蒸汽冷凝器埋设在毛细蒸发芯的表层，壳体被毛细蒸发芯分为上下两个腔体，位于下部的腔体作为海水补偿室，位于上部的腔体作为蒸汽室；两个二次蒸汽发生装置，每个二次蒸汽发生装置都包含：二次蒸汽存储腔、冷能输送管道、以及废热输送管道；以及淡水排出管部，与蒸汽冷凝器的排水口相连，其中，每个二次蒸汽发生装置都具有两种工作模式，在工作时，两个二次蒸汽发生装置分别处于不同的工作模式；当达到饱和时，互换工作模式。

Seawater desalination system with latent heat recovery from steam condensation

The invention provides a method for recycling steam condensation water desalination system, can effectively improve the energy utilization rate and desalination efficiency, which is characterized in that: capillary driven evaporation device includes a housing, and positioned in the shell core capillary evaporation and steam condenser, capillary evaporation core is arranged in the middle part of the shell steam condenser, buried in the core of the capillary evaporation surface, by a capillary evaporation core is divided into two cavities, located in the lower part of the cavity as the compensation chamber, located in the upper part of the cavity as the steam chamber; two two steam generating device, each of the two steam generating device comprises: two steam storage chamber, cold energy and waste heat pipelines, pipeline; and fresh water discharge pipe, drainage and steam condenser outlet is connected, wherein each of the two steam generator are There are two working modes. When working, two two steam generators are in different working modes respectively, and when the saturation is reached, the exchange mode is changed.

【技术实现步骤摘要】
回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统
本专利技术属于海水淡化及清洁能源利用领域，具体涉及一种LNG冷能、低品位废热互补耦合且能够回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统。
技术介绍
清洁淡水资源的严重短缺已成为最为普遍的全球性问题之一，目前一些解决淡水资源短缺的有效措施只能改善对现有淡水的使用，并没有使淡水资源增加，而增加淡水资源的一个有效方法就是对海水进行淡化处理。过去的几十年，海水淡化技术得到了很大的发展，其中多效蒸馏法、多级闪蒸法和反渗透法在工程上都有较大规模的应用。然而传统的海水淡化技术投资高，能源消耗大，而且所消耗能量主要来自石油和煤炭等化石燃料，在此过程中又造成了新的污染。因此，寻找清洁可持续能源替代传统能源实现海水淡化成为了有效解决水资源短缺的方法。目前LNG(液化天然气)是世界上公认的最清洁能源之一。LNG在接收站转换为气态天然气供给给用户过程中将释放出大量的冷能，为830～860kJ/kg。这部分冷能往往直接被海水或者空气带走，造成了极大的能源浪费，回收LNG冷能实现海水淡化既可以解决水资源短缺问题，也能拓展LNG冷能的利用，达到了节能目的。同时，低品位废热大量的存在我们生活的环境而无法得到有效利用。如火电厂、冶金、供暖厂等每天都向环境排放低温废热，造成严重的能量浪费，回收低品位废热进行海水淡化也是一种新型的海水淡化方法。同时利用LNG冷能、低品位废热互相耦合进行海水淡化的系统尚未存在。目前存在海水淡化系统及方法主要集中于其中的一种能量，如：CN106477658A公开一种基于LNG冷能的海水淡化装置，利用LNG冷冻淡化方法实现了较高的能源利用率。不仅如此，目前存在海水淡化系统几乎没考虑蒸汽凝结潜热的回收利用，而这部分能量巨大，设计一套能够回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统显得格外重要。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，能够利用LNG冷能、低品位废热、特别是蒸汽凝结潜热，极大地提高能源利用率和海水淡化效率。本专利技术为了实现上述目的，采用了以下方案。本专利技术提供一种回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，其特征在于，包括：毛细驱动蒸发装置，包含：壳体、和位于壳体内的毛细蒸发芯以及蒸汽冷凝器，毛细蒸发芯设置在壳体的中部，蒸汽冷凝器埋设在毛细蒸发芯的表层，壳体被毛细蒸发芯分为上下两个腔体，位于下部的腔体作为海水补偿室通过海水输入管道引入待蒸发的海水，并且通过盐水输出管道将蒸发后的浓盐水排出，位于上部的腔体作为蒸汽室用于收集海水蒸发后形成的一次蒸汽；两个二次蒸汽发生装置，每个二次蒸汽发生装置都包含：二次蒸汽存储腔、冷能输送管道、以及废热输送管道，二次蒸汽存储腔通过一次蒸汽输送管道与蒸汽室相连通，并通过二次蒸汽输出管道与蒸汽冷凝器的进气端相连，将换热后的二次蒸汽输入进气端，冷能输送管道和废热输送管道都伸入二次蒸汽存储腔内，并且分别用于输送LNG冷能和低品位废热；以及淡水排出管部，与蒸汽冷凝器的排水口相连，用于排出二次蒸汽冷凝成的淡水，其中，每个二次蒸汽发生装置都具有两种工作模式，第一种工作模式为：二次蒸汽存储腔与一次蒸汽输送管道处于不导通的状态，但与二次蒸汽输出管道处于相导通的状态，并且废热输送管道处于被通入低品位废热的开启状态，但冷能输送管道处于不被通入LNG冷能的切断状态；第二种工作模式为：二次蒸汽存储腔与一次蒸汽输送管道处于相导通的状态，但与二次蒸汽输出管道处于不导通的状态，并且废热输送管道处于不被通入低品位废热的切断状态，但冷能输送管道处于被通入LNG冷能的开启状态，在工作时，两个二次蒸汽发生装置分别处于不同的工作模式；当达到饱和时，则互换工作模式。本专利技术所涉及的回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，还可以具有这样的特征：蒸汽冷凝器包含多根二次蒸汽冷凝管道。本专利技术所涉及的回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，还可以具有这样的特征：二次蒸汽储存腔中填充满MOFs材料。本专利技术所涉及的回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，还可以具有这样的特征：毛细蒸发芯采用亲水且低导热系数的多孔陶瓷材料烧制而成。本专利技术所涉及的回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，还可以具有这样的特征：多孔陶瓷材料的孔隙率在60％左右，平均孔径大小为0.2～10微米，导热系数低于1W/(m﹒K)。本专利技术所涉及的回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，还可以具有这样的特征：毛细蒸发芯的厚度为壳体内部高度的1/4～1/3。本专利技术所涉及的回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，还可以具有这样的特征：壳体采用导热系数低于0.3W/(m﹒K)的POM塑料制成。本专利技术所涉及的回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，还可以具有这样的特征，还包括：淡水收集器，通过淡水排出管部与蒸汽冷凝器的排水口相连，收集二次蒸汽冷凝成的淡水。本专利技术所涉及的回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，还可以具有这样的特征，还包括：检测部，检测二次蒸汽发生装置是否达到饱和状态；阀门部，包含：分别设置在两个一次蒸汽输送管道上的第一阀门，分别设置在两个二次蒸汽输出管道上的第二阀门，分别设置在废热输送管道上的第三阀门，以及分别设置在冷能输送管道上的第四阀门；控制部，与检测部和阀门部相通信相连，在检测部检测到二次蒸汽发生装置达到饱和状态的情况下，控制阀门部切换每个二次蒸汽发生装置的工作模式。专利技术的作用与效果本专利技术的回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，具有如下优点：(1)本专利技术将LNG冷能、低品位废热互相耦合实现了多种能量的同时回收，提高了50％以上的能源利用率，避免了LNG冷能和低品位废热的能源浪费，拓展了这两种能源的回收利用途径。(2)蒸汽的凝结潜热回收大大提高了系统的60％以上的能量转化效率和5倍以上的产水量。本专利技术充分考虑到了蒸汽凝结潜热的回收利用环节，解决了目前海水淡化方法中常常忽略的环节和难以解决的难题。(3)本专利技术将MOFs材料气体的吸附与储存特性往海水淡化领域进行了拓展运用，使其能够作为一种新型海水淡化材料进入人们的视野，能够更好的利用MOFs材料的优异特性。附图说明图1是本专利技术涉及的回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统的结构示意图。上述图中，各部件标号如下：10.回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统：20.毛细驱动蒸发装置、30.二次蒸汽发生装置、40.二次蒸汽发生装置、50.淡水排出管部；21.壳体、21a.海水补偿室、21b.蒸汽室、21c.海水输入管道、21d.盐水输出管道；22.毛细蒸发芯；23.蒸汽冷凝器：23a.二次蒸汽冷凝管道；31.二次蒸汽存储腔、31a.一次蒸汽输送管道、31b.二次蒸汽输出管道、31c.真空泵接入管、32.冷能输送管道、33.废热输送管道；41.二次蒸汽存储腔、41a.一次蒸汽输送管道、41b.二次蒸汽输出管道、42.冷能输送管道、43.废热输送管道；51.淡水排出管、52.淡水排出管。具体实施方式以下参照附图对本专利技术所涉及的回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统作详细阐述。<实施例>如图1所示，回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统10包括：毛细驱动蒸发装置20、二次蒸汽发生装置30和40、淡水排出管部50、以及淡水收集器(图中未显示)。毛细驱动蒸发装置20包含：壳体21、毛细蒸发芯22、以及蒸汽冷凝器23。壳体21采用导热系数低于0.3W本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，其特征在于，包括：毛细驱动蒸发装置，包含：壳体、和位于所述壳体内的毛细蒸发芯以及蒸汽冷凝器，所述毛细蒸发芯设置在所述壳体的中部，所述蒸汽冷凝器埋设在所述毛细蒸发芯的表层，所述壳体被所述毛细蒸发芯分为上下两个腔体，位于下部的腔体作为海水补偿室通过海水输入管道引入待蒸发的海水，并且通过盐水输出管道将蒸发后的浓盐水排出，位于上部的腔体作为蒸汽室用于收集海水蒸发后形成的一次蒸汽；两个二次蒸汽发生装置，每个所述二次蒸汽发生装置都包含：二次蒸汽存储腔、冷能输送管道、以及废热输送管道，所述二次蒸汽存储腔通过一次蒸汽输送管道与所述蒸汽室相连通，并通过二次蒸汽输出管道与所述蒸汽冷凝器的进气端相连，将换热后的二次蒸汽输入所述进气端，所述冷能输送管道和所述废热输送管道都伸入所述二次蒸汽存储腔内，并且分别用于输送LNG冷能和低品位废热；以及淡水排出管部，与所述蒸汽冷凝器的排水口相连，用于排出所述二次蒸汽冷凝成的淡水，其中，每个所述二次蒸汽发生装置都具有两种工作模式，第一种工作模式为：所述二次蒸汽存储腔与所述一次蒸汽输送管道处于不导通的状态，但与所述二次蒸汽输出管道处于相导通的状态，并且所述废热输送管道处于被通入所述低品位废热的开启状态，但所述冷能输送管道处于不被通入所述LNG冷能的切断状态；第二种工作模式为：所述二次蒸汽存储腔与所述一次蒸汽输送管道处于相导通的状态，但与所述二次蒸汽输出管道处于不导通的状态，并且所述废热输送管道处于不被通入所述低品位废热的切断状态，但所述冷能输送管道处于被通入所述LNG冷能的开启状态，在工作时，两个所述二次蒸汽发生装置分别处于不同的工作模式；当达到饱和时，则互换工作模式。...

【技术特征摘要】
1.一种回收蒸汽凝结潜热的海水淡化系统，其特征在于，包括：毛细驱动蒸发装置，包含：壳体、和位于所述壳体内的毛细蒸发芯以及蒸汽冷凝器，所述毛细蒸发芯设置在所述壳体的中部，所述蒸汽冷凝器埋设在所述毛细蒸发芯的表层，所述壳体被所述毛细蒸发芯分为上下两个腔体，位于下部的腔体作为海水补偿室通过海水输入管道引入待蒸发的海水，并且通过盐水输出管道将蒸发后的浓盐水排出，位于上部的腔体作为蒸汽室用于收集海水蒸发后形成的一次蒸汽；两个二次蒸汽发生装置，每个所述二次蒸汽发生装置都包含：二次蒸汽存储腔、冷能输送管道、以及废热输送管道，所述二次蒸汽存储腔通过一次蒸汽输送管道与所述蒸汽室相连通，并通过二次蒸汽输出管道与所述蒸汽冷凝器的进气端相连，将换热后的二次蒸汽输入所述进气端，所述冷能输送管道和所述废热输送管道都伸入所述二次蒸汽存储腔内，并且分别用于输送LNG冷能和低品位废热；以及淡水排出管部，与所述蒸汽冷凝器的排水口相连，用于排出所述二次蒸汽冷凝成的淡水，其中，每个所述二次蒸汽发生装置都具有两种工作模式，第一种工作模式为：所述二次蒸汽存储腔与所述一次蒸汽输送管道处于不导通的状态，但与所述二次蒸汽输出管道处于相导通的状态，并且所述废热输送管道处于被通入所述低品位废热的开启状态，但所述冷能输送管道处于不被通入所述LNG冷能的切断状态；第二种工作模式为：所述二次蒸汽存储腔与所述一次蒸汽输送管道处于相导通的状态，但与所述二次蒸汽输出管道处于不导通的状态，并且所述废热输送管道处于不被通入所述低品位废热的切断状态，但所述冷能输送管道处于被通入所述LNG冷能的开启状态，在工作时，两个所述二次蒸汽发生装置分别处于不同的工作模式；当达到饱和时，则互换工作模式。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪蛟，黄璐，裴俊先，欧阳自强，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42