專利名稱：空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置及其方法
空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置及其方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種結(jié)合吸收式熱泵的空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置及其方法。
背景技術(shù)：
海水淡化是解決淡水資源短缺問(wèn)題的有效的戰(zhàn)略途徑，它是世界范圍內(nèi)涉及人類生存和社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)而重大的問(wèn)題。目前海水淡化方法主要是蒸餾法(如低溫多效蒸發(fā)、 多級(jí)閃蒸、壓汽蒸餾)和膜法(如反滲透)。蒸餾法具有可利用低品位熱源、裝置生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的海水淡化技術(shù)。其中低溫多效蒸發(fā)的換熱過(guò)程是沸騰和冷凝的相變過(guò)程，具有較高的傳熱效率，同時(shí)低溫技術(shù)又有效避免和減緩了設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題，因此與其他蒸餾法相比其技術(shù)上具有更多的優(yōu)越性。目前，上述蒸餾法的加熱方式都是用水蒸汽作為熱源進(jìn)行間接熱交換，不僅需要消耗大量飽和蒸汽，而且有溫差換熱依然存在能耗較高的問(wèn)題，這兩點(diǎn)都直接影響了海水淡化的成本?，F(xiàn)在我國(guó)余熱資源的潛力依然是非常巨大的，若采用煙氣替代水蒸汽作為熱源，將進(jìn)一步降低海水淡化的成本。但是上述蒸餾法的加熱方式若采用煙氣作為熱源進(jìn)行間接熱交換，必然依然存在煙氣側(cè)傳熱系數(shù)低，煙氣的能量利用率低下等缺點(diǎn)，因此限制了利用煙氣進(jìn)行海水淡化的相關(guān)技術(shù)發(fā)展。 而浸沒(méi)燃燒蒸餾技術(shù)是利用煙氣作為熱源通入海水內(nèi)部進(jìn)行直接熱交換，有效地避免了上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煙氣余熱的最大回收和利用。
浸沒(méi)燃燒蒸餾技術(shù)的工作原理為將燃料與空氣送入浸沒(méi)于海水中的燃燒室進(jìn)行完全燃燒，高溫?zé)煔饨?jīng)噴嘴直接噴入海水中，海水即被加熱并被攪拌，產(chǎn)生的蒸汽與煙氣一道排走，將蒸汽與煙氣分離后液化即得淡水。這種淡化方法的加熱方式是高溫?zé)煔馀c海水直接接觸發(fā)生傳熱傳質(zhì)過(guò)程，與間接加熱方式相比，具有傳熱速率快，熱利用率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)還包括沒(méi)有固定的傳熱面，不存在鍋垢問(wèn)題；攪拌激烈 ，懸浮物難以沉淀，清理方便等。但是該技術(shù)中由于水蒸汽和煙氣難以完全分離，并且淡水不可避免地受到煙氣的污染，造成得到的淡水難以直接飲用，極大地限制了該技術(shù)的使用，因此該技術(shù)必須進(jìn)一步革新才能真正進(jìn)入實(shí)用階段。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種余熱回收利用率高、熱效率高的空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種將浸沒(méi)燃燒蒸餾技術(shù)與低溫多效蒸發(fā)技術(shù)耦合起來(lái)的海水淡化方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)下述的技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的一種空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置，其特征在于它包括浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置、溴化鋰吸收式熱泵、低溫多效蒸餾裝置、鼓風(fēng)機(jī)、熱管換熱器、引風(fēng)機(jī)、氣水分離器、海水儲(chǔ)罐；所述的浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的空氣進(jìn)口與熱管換熱器連接，熱管換熱器空氣側(cè)入口與鼓風(fēng)機(jī)連接；所述的溴化鋰吸收式熱泵包括蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器、冷凝器、工質(zhì)泵、節(jié)流閥以及相應(yīng)管道；所述的吸收器和發(fā)生器的內(nèi)部空間皆設(shè)置換熱管道，吸收器的殼體和發(fā)生器的殼體通過(guò)兩根管道連通并在該兩根管道上分別安裝工質(zhì)泵和節(jié)流閥，蒸發(fā)器的殼體通過(guò)管道分別與浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的水蒸汽出口和引風(fēng)機(jī)入口端連通，引風(fēng)機(jī)出口與氣水分離器連接，發(fā)生器的換熱管道與熱管換熱器煙氣側(cè)出口連接，溴化鋰吸收式熱泵冷凝器的冷卻管道作為低溫多效蒸餾裝置首效裝置的加熱蒸汽管道，在蒸發(fā)器的底部設(shè)置疏水筒；所述的海水儲(chǔ)罐通過(guò)管道分別與浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置、溴化鋰吸收式熱泵、氣水分離器、 低溫多效蒸餾裝置連接。
所述的浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置由密閉水箱、浸沒(méi)管、鼓泡頭組成；密閉水箱側(cè)壁設(shè)有海水進(jìn)口并通過(guò)管道與海水儲(chǔ)罐連通，頂部設(shè)有水蒸汽及濕熱空氣出口，底部設(shè)有排污口 ； 浸沒(méi)管呈間距排列方式豎直布置在密閉水箱的內(nèi)部空間，每根浸沒(méi)管的底部各連接一個(gè)呈圓柱狀多孔結(jié)構(gòu)的鼓泡頭。
所述的低溫多效蒸餾裝置的首效裝置與溴化鋰吸收式熱泵的冷凝器是同一個(gè)容器，冷凝器的冷卻管道作為首效裝置的加熱蒸汽管道，其余各效裝置的加熱蒸汽進(jìn)口均與上一效裝置的二次蒸汽出口連通，末效裝置的二次蒸汽出口與凝汽器的水蒸汽進(jìn)口連通； 除首末兩效外的其余各效裝置加熱蒸汽冷凝水出口和凝汽器的冷凝水出口均與淡水管路連接；各效裝置的頂端通過(guò)管道與海水儲(chǔ)罐的海水出口連通，各效裝置的底端通過(guò)管道相互連通，末效裝置的底端設(shè)置排污口。
所述的鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)管道與熱管換熱器的空氣側(cè)入口端連接；所述的熱管換熱器的空氣側(cè)出口端通過(guò)管道與浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的浸沒(méi)管連接，煙氣側(cè)出口端通過(guò)管道與溴化鋰吸收式熱泵發(fā)生器內(nèi)布置的換熱管道連接；所述的氣水分離器的中部端口通過(guò)管道與引風(fēng)機(jī)出口端連通，頂部設(shè)有排空氣口，底部設(shè)有凝結(jié)水出口。
所述的海水儲(chǔ)罐側(cè)壁設(shè)有一個(gè)海水進(jìn)口和兩個(gè)海水出口，海水進(jìn)口通過(guò)管道與凝汽器的管程以及溴化鋰吸收式熱泵吸收器內(nèi)布置的換熱管道連接，一個(gè)海水出口通過(guò)水泵與浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的海水進(jìn)口連通，另一個(gè)海水出口通過(guò)水泵與低溫多效蒸餾裝置各效裝置的頂端連通，海水儲(chǔ)罐內(nèi)部空間設(shè)有換熱管道與疏水筒的凝結(jié)水出口以及氣水分離器的凝結(jié)水出口連通。
利用上述空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置的海水淡化方法，其特征在于包括以下過(guò)程1)兩路進(jìn)料海水分別經(jīng)過(guò)溴化鋰吸收式熱泵吸收器的換熱管道和低溫多效蒸餾裝置凝汽器的管程，吸收熱量后進(jìn)入海水儲(chǔ)罐；2)海水儲(chǔ)罐中的海水由水泵輸送至浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的密閉水箱內(nèi)；同時(shí)，空氣由鼓風(fēng)機(jī)輸送至熱管換熱器，被加熱后進(jìn)入浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的浸沒(méi)管并從鼓泡頭的小孔向外噴射，與密閉 水箱內(nèi)的海水直接接觸，密閉水箱內(nèi)的海水被加熱并被強(qiáng)烈攪拌，發(fā)生汽化過(guò)程產(chǎn)生水蒸汽；3)密閉水箱內(nèi)的海水汽化所得的水蒸汽與濕熱空氣一起由引風(fēng)機(jī)輸送至溴化鋰吸收式熱泵蒸發(fā)室的殼體，水蒸汽及濕熱空氣中的水分在蒸發(fā)室內(nèi)的管束外表面進(jìn)行放熱并被冷凝，凝結(jié)水流入疏水筒內(nèi)；殘余的水蒸汽和濕空氣由引風(fēng)機(jī)輸送至氣水分離器，冷空氣從氣水分離器上端口排向環(huán)境，凝結(jié)水從氣水分離器下端口排出，與疏水筒的凝結(jié)水一道進(jìn)入海水儲(chǔ)罐內(nèi)的換熱管道對(duì)罐內(nèi)的海水進(jìn)行預(yù)熱后作為產(chǎn)品輸出；4)煙氣進(jìn)入熱管換熱器對(duì)空氣加熱，然后進(jìn)入溴化鋰吸收式熱泵發(fā)生器的換熱管道對(duì)溴化鋰濃溶液加熱并使之沸騰產(chǎn)生冷劑蒸汽，放熱后的廢煙氣排向環(huán)境；冷劑蒸汽進(jìn)入低溫多效蒸餾裝置的首效裝置的加熱管道，用作多效蒸餾裝置的熱源，冷劑蒸汽在多效蒸餾裝置首效裝置加熱管內(nèi)冷凝，冷凝液經(jīng)節(jié)流閥降壓后返回蒸發(fā)器的管程并吸收殼體的水蒸汽及濕熱空氣的熱量；5)海水儲(chǔ)罐中的海水由水泵輸送至低溫多效蒸餾裝置的各效裝置，蒸發(fā)濃縮后的濃海水由于兩效間的壓差向下一效裝置逐級(jí)自流，最后由末效裝置的排污口排向外界，各效裝置產(chǎn)生的二次蒸汽作為下一效的加熱蒸汽，多效蒸餾裝置除首效外的各效加熱蒸汽冷凝水排入淡水管路作為產(chǎn)品輸出。
采用上述方案后，本發(fā)明具有以下三大特點(diǎn)一、煙氣余熱回收利用率高，淡水成本低。本發(fā)明使用煙氣余熱作為熱源，并且對(duì)煙氣余熱進(jìn)行了梯級(jí)利用，較大程度上降低了排煙熱損失，因此非常有利于降低海水淡化的成本。
二、浸沒(méi)燃燒蒸餾技術(shù)得以改進(jìn)。具體改進(jìn)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面①本發(fā)明使用高溫空氣代替高溫?zé)煔庾鳛榻](méi)燃燒蒸餾裝置的熱源，淡水不再受到污染；②本發(fā)明采用負(fù)壓蒸發(fā)方法取代原有技術(shù)的常壓蒸發(fā)方法，水蒸汽產(chǎn)量大為增加本發(fā)明利用熱泵技術(shù)與氣水分離器相結(jié)合的方法對(duì)水蒸汽和空氣進(jìn)行很好地分離；因此本發(fā)明極大地提高了浸沒(méi)燃燒蒸餾技術(shù)的實(shí)用性。
三、裝置熱效率高，淡水產(chǎn)量大。本發(fā)明利用吸收式熱泵技術(shù)很好地將低溫多效蒸發(fā)技術(shù)和浸沒(méi)燃燒蒸餾技術(shù)耦合在一起。浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的水蒸汽汽化潛熱和低溫?zé)煔獾挠酂嵬ㄟ^(guò)溴化鋰吸收式熱泵在低溫多效蒸餾裝置中得到回收利用。因此本發(fā)明具有裝置熱效率高，淡水產(chǎn)量大，淡水成本低的特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。
綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠很好地回收和利用煙氣的余熱，實(shí)現(xiàn)了空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡 化的裝置及其方法；本發(fā)明對(duì)浸沒(méi)燃燒蒸餾技術(shù)做了改進(jìn)，整個(gè)海水淡化裝置具有煙氣余熱回收利用率高、裝置熱效率高、淡水產(chǎn)量大，淡化成本低等優(yōu)點(diǎn)，特別適合低成本大規(guī)模生產(chǎn)，可被廣泛應(yīng)用于海水淡化領(lǐng)域中。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一、裝置如圖1所示，本發(fā)明是一種空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置，它包括浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置1、溴化鋰吸收式熱泵2、低溫多效蒸餾裝置3、鼓風(fēng)機(jī)4、熱管換熱器5、引風(fēng)機(jī)6、 氣水分離器7、海水儲(chǔ)罐8。
所述的浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置I由密閉水箱11、多根浸沒(méi)管12、鼓泡頭13組成。密閉水箱11側(cè)壁設(shè)有海水進(jìn)口并通過(guò)管道與海水儲(chǔ)罐8連通，頂部設(shè)有水蒸汽出口并通過(guò)管道與溴化鋰吸收式熱泵2連接，底部設(shè)有排污口。所述的多根浸沒(méi)管12呈間距排列方式豎直布置在密閉水箱11的內(nèi)部空間，多根浸沒(méi)管12的一端皆連接在一根浸沒(méi)總管14上并通過(guò)浸沒(méi)總管14與熱管換熱器5連接，多根浸沒(méi)管12的另一端(底部)各連接一個(gè)呈圓柱狀多孔結(jié)構(gòu)的鼓泡頭13。
所述的溴化鋰吸收式熱泵2由蒸發(fā)器21、吸收器22、發(fā)生器23、冷凝器24、工質(zhì)泵 25、節(jié)流閥26以及相應(yīng)管道組成。所述的蒸發(fā)器21的殼體通過(guò)管道分別與浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置I的水蒸汽出口 15和引風(fēng)機(jī)6入口端連通，蒸發(fā)器21的底部設(shè)置疏水筒211。所述的吸收器22和發(fā)生器23的內(nèi)部空間皆設(shè)置換熱管道221、231 ;吸收器22的殼體和發(fā)生器23 的殼體通過(guò)兩根管道連通并在該兩根管道上分別安裝工質(zhì)泵25和節(jié)流閥26。所述的引風(fēng)機(jī)6為高負(fù)壓引風(fēng)機(jī)。
所述的低溫多效蒸餾裝置3的首效裝置與溴化鋰吸收式熱泵2的冷凝器24是同一個(gè)容器，冷凝器24的冷卻管道241作為多效蒸餾裝置3首效裝置的加熱蒸汽管道，其余各效裝置的加熱蒸汽進(jìn)口均與上一效裝置的二次蒸汽出口(如首效裝置的二次蒸汽出口 242)連通，末效裝置的二次蒸汽出口與凝汽器31的水蒸汽進(jìn)口連通；除首末兩效裝置外的其余各效裝置加熱蒸汽冷凝水出口和凝汽器31的冷凝水出口均與淡水管路91連接；各效裝置的頂端通過(guò)管道與海水儲(chǔ)罐8的海水出口 84連通，各效裝置的底端通過(guò)管道32相互連通，末效裝置的底端設(shè)置排污口 33。
所述的鼓風(fēng)機(jī)4通過(guò)管道與熱管換熱器5的空氣側(cè)入口端連接；所述的熱管換熱器5的空氣側(cè)出口端通過(guò)浸沒(méi)總管14與浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置I的浸沒(méi)管12連接，煙氣側(cè)出口端通過(guò)管道與溴化鋰吸收式熱泵2發(fā)生器23內(nèi)布置的換熱管道231連接；所述的氣水分離器7的中部端口通過(guò)管道與引風(fēng)機(jī)6出口端連通，頂部設(shè)有排空氣口 71，底部設(shè)有凝結(jié)水出口 72。
所述的海水儲(chǔ)罐8側(cè)壁設(shè)有一個(gè)海水進(jìn)口 85和兩個(gè)海水出口 86、87，海水進(jìn)口 85 通過(guò)管道與凝汽器31的管程以及溴化鋰吸收式熱泵2吸收器22內(nèi)布置的換熱管道221連接，一個(gè)海水出口 86通過(guò)水泵81與浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置I的海水進(jìn)口連通，另一個(gè)海水出口 87通過(guò)水泵82與低溫多效蒸餾裝置3各效裝置的頂端連通，海水儲(chǔ)罐8內(nèi)部空間設(shè)有換熱管道83與疏水筒211的凝結(jié)水出口以及氣水分離器7的凝結(jié)水出口 72連通。
二、方法如圖1所示，本發(fā)明是一種空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化方法，它包括以下步驟1)兩路進(jìn)料海水分別經(jīng)過(guò)溴化鋰吸收式熱泵2吸收器22的換熱管道221和低溫多效蒸餾裝置3凝汽器31的管程，吸收熱量后進(jìn)入海水儲(chǔ)罐8 ；2)海水儲(chǔ)罐8中的海水由水泵81輸送至浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置I的密閉水箱11內(nèi)；同時(shí)， 空氣由鼓風(fēng)機(jī)4輸送至熱管換熱器5，被加熱后進(jìn)入浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置I的浸沒(méi)管12并從鼓泡頭13的小孔向外噴射，與密閉水箱11內(nèi)的海水直接接觸，密閉水箱11內(nèi)的海水被加熱并被強(qiáng)烈攪拌，發(fā)生汽化過(guò)程產(chǎn)生水蒸汽；3)密閉水箱11內(nèi)的海水汽化所得的水蒸汽與濕熱空氣一起由引風(fēng)機(jī)6輸送至溴化鋰吸收式熱泵2蒸發(fā)室21的殼體，水蒸汽及濕熱空氣中的水分在蒸發(fā)室21內(nèi)的管束外表面進(jìn)行放熱并被冷凝，凝結(jié)水流入疏水筒211內(nèi)；殘余的水蒸汽和濕空氣由引風(fēng)機(jī)6輸送至氣水分離器7,冷空氣從氣水分離器7上端口排向環(huán)境,凝結(jié)水從氣水分離器7下端口排出，與疏水筒211的凝結(jié)水一道進(jìn)入海水儲(chǔ)罐8內(nèi)的換熱管道83對(duì)罐內(nèi)的海水進(jìn)行預(yù)熱后作為產(chǎn)品輸出；4)煙氣進(jìn)入熱管換熱器5對(duì)空氣加熱，然后進(jìn)入溴化鋰吸收式熱泵2發(fā)生器23的換熱管道231對(duì)溴化鋰濃溶液加熱并使之沸騰產(chǎn)生冷劑蒸汽，放熱后的廢煙氣排向環(huán)境；冷劑蒸汽進(jìn)入低溫多效蒸餾裝置3的首效裝置的加熱管道241，用作多效蒸餾裝置的熱源，冷劑蒸汽在多效蒸餾裝置3首效裝置加熱管內(nèi)冷凝，冷凝液經(jīng)節(jié)流閥26降壓后返回蒸發(fā)器21 的管程并吸收殼體的水蒸汽及濕熱空氣的熱量；5)海水儲(chǔ)罐8中的海水由水泵82輸送至低溫多效蒸餾裝置3的各效裝置，蒸發(fā)濃縮后的濃海水由于兩效間的壓差向下一效裝置逐級(jí)自流，最后由末效裝置的排污口排向外界， 各效裝置產(chǎn)生的二次蒸汽作為下一效的加熱蒸汽，多效蒸餾裝置除首效外的各效加熱蒸汽冷凝水排入淡水管路作為產(chǎn)品輸出。
其中，所述的熱管換熱器5的煙氣進(jìn)口溫度為250°C 400°C ；所述的熱管換熱器5的煙氣出口溫度為150°C 250°C ；所述的浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置I的密閉水箱11內(nèi)部壓力低于30kPa ；所述的浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置I出口的 水蒸汽溫度為55°C 65°C ；所述的溴化鋰吸收式熱泵2的冷劑蒸汽溫度為80°C 90°C。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，并且各管路的布置可有多種方式，故不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置，其特征在于它包括浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置、溴化鋰吸收式熱泵、低溫多效蒸餾裝置、鼓風(fēng)機(jī)、熱管換熱器、引風(fēng)機(jī)、氣水分離器、海水儲(chǔ)罐；所述的浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的空氣進(jìn)口與熱管換熱器連接，熱管換熱器空氣側(cè)入口與鼓風(fēng)機(jī)連接；所述的溴化鋰吸收式熱泵包括蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器、冷凝器、工質(zhì)泵、節(jié)流閥以及相應(yīng)管道；所述的吸收器和發(fā)生器的內(nèi)部空間皆設(shè)置換熱管道，吸收器的殼體和發(fā)生器的殼體通過(guò)兩根管道連通并在該兩根管道上分別安裝工質(zhì)泵和節(jié)流閥，蒸發(fā)器的殼體通過(guò)管道分別與浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的水蒸汽出口和引風(fēng)機(jī)入口端連通，引風(fēng)機(jī)出口與氣水分離器連接，發(fā)生器的換熱管道與熱管換熱器煙氣側(cè)出口連接，溴化鋰吸收式熱泵冷凝器的冷卻管道作為低溫多效蒸餾裝置首效裝置的加熱蒸汽管道，在蒸發(fā)器的底部設(shè)置疏水筒；所述的海水儲(chǔ)罐通過(guò)管道分別與浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置、溴化鋰吸收式熱泵、氣水分離器、 低溫多效蒸餾裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置，其特征在于所述的浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置由密閉水箱、浸沒(méi)管、鼓泡頭組成；密閉水箱側(cè)壁設(shè)有海水進(jìn)口并通過(guò)管道與海水儲(chǔ)罐連通，頂部設(shè)有水蒸汽及濕熱空氣出口，底部設(shè)有排污口 ；浸沒(méi)管呈間距排列方式豎直布置在密閉水箱的內(nèi)部空間，每根浸沒(méi)管的底部各連接一個(gè)呈圓柱狀多孔結(jié)構(gòu)的鼓泡頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置，其特征在于所述的低溫多效蒸餾裝置的首效裝置與溴化鋰吸收式熱泵的冷凝器是同一個(gè)容器，冷凝器的冷卻管道作為首效裝置的加熱蒸汽管道，其余各效裝置的加熱蒸汽進(jìn)口均與上一效裝置的二次蒸汽出口連通，末效裝置的二次蒸汽出口與凝汽器的水蒸汽進(jìn)口連通；除首末兩效外的其余各效裝置加熱蒸汽冷凝水出口和凝汽器的冷凝水出口均與淡水管路連接；各效裝置的頂端通過(guò)管道與海水儲(chǔ)罐的海水出口連通，各效裝置的底端通過(guò)管道相互連通，末效裝置的底端設(shè)置排污口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置，其特征在于所述的鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)管道與熱管換熱器的空氣側(cè)入口端連接；所述的熱管換熱器的空氣側(cè)出口端通過(guò)管道與浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的浸沒(méi)管連接，煙氣側(cè)出口端通過(guò)管道與溴化鋰吸收式熱泵發(fā)生器內(nèi)布置的換熱管道連接；所述的氣水分離器的中部端口通過(guò)管道與引風(fēng)機(jī)出口端連通，頂部設(shè)有排空氣口，底部設(shè)有凝結(jié)水出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置，其特征在于所述的海水儲(chǔ)罐側(cè)壁設(shè)有一個(gè)海水進(jìn)口和兩個(gè)海水出口，海水進(jìn)口通過(guò)管道與凝汽器的管程以及溴化鋰吸收式熱泵吸收器內(nèi)布置的換熱管道連接，一個(gè)海水出口通過(guò)水泵與浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的海水進(jìn)口連通，另一個(gè)海水出口通過(guò)水泵與低溫多效蒸餾裝置各效裝置的頂端連通，海水儲(chǔ)罐內(nèi)部空間設(shè)有換熱管道與疏水筒的凝結(jié)水出口以及氣水分離器的凝結(jié)水出口連通。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化方法，其特征在于包括以下過(guò)程1)兩路進(jìn)料海水分別經(jīng)過(guò)溴化鋰吸收式熱泵吸收器的換熱管道和低溫多效蒸餾裝置凝汽器的管程，吸收熱量后進(jìn)入海水儲(chǔ)罐；2)海水儲(chǔ)罐中的海水由水泵輸送至浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的密閉水箱內(nèi)；同時(shí)，空氣由鼓風(fēng)機(jī)輸送至熱管換熱器，被加熱后進(jìn)入浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的浸沒(méi)管并從鼓泡頭的小孔向外噴射，與密閉水箱內(nèi)的海水直接接觸，密閉水箱內(nèi)的海水被加熱并被強(qiáng)烈攪拌，發(fā)生汽化過(guò)程產(chǎn)生水蒸汽；3)密閉水箱內(nèi)的海水汽化所得的水蒸汽與濕熱空氣一起由引風(fēng)機(jī)輸送至溴化鋰吸收式熱泵蒸發(fā)室的殼體，水蒸汽及濕熱空氣中的水分在蒸發(fā)室內(nèi)的管束外表面進(jìn)行放熱并被冷凝，凝結(jié)水流入疏水筒內(nèi)；殘余的水蒸汽和濕空氣由引風(fēng)機(jī)輸送至氣水分離器，冷空氣從氣水分離器上端口排向環(huán)境，凝結(jié)水從氣水分離器下端口排出，與疏水筒的凝結(jié)水一道進(jìn)入海水儲(chǔ)罐內(nèi)的換熱管道對(duì)罐內(nèi)的海水進(jìn)行預(yù)熱后作為產(chǎn)品輸出；4)煙氣進(jìn)入熱管換熱器對(duì)空氣加熱，然后進(jìn)入溴化鋰吸收式熱泵發(fā)生器的換熱管道對(duì)溴化鋰濃溶液加熱并使之沸騰產(chǎn)生冷劑蒸汽，放熱后的廢煙氣排向環(huán)境；冷劑蒸汽進(jìn)入低溫多效蒸餾裝置的首效裝置的加熱管道，用作多效蒸餾裝置的熱源，冷劑蒸汽在多效蒸餾裝置首效裝置加熱管內(nèi)冷凝，冷凝液經(jīng)節(jié)流閥降壓后返回蒸發(fā)器的管程并吸收殼體的水蒸汽及濕熱空氣的熱量；5)海水儲(chǔ)罐中的海水由水泵輸送至低溫多效蒸餾裝置的各效裝置，蒸發(fā)濃縮后的濃海水由于兩效間的壓差向下一效裝置逐級(jí)自流，最后由末效裝置的排污口排向外界，各效裝置產(chǎn)生的二次蒸汽作為下一效的加熱蒸汽，多效蒸餾裝置除首效外的各效加熱蒸汽冷凝水排入淡水管路作為產(chǎn)品輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置，其特征在于所述的熱管換熱器的煙氣進(jìn)口溫度為250°C 400°C ;所述的熱管換熱器的煙氣出口溫度為 150°C 250°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置，其特征在于所述的浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置出口的水蒸汽溫度為55°C 65°C;所述的溴化鋰吸收式熱泵的冷劑蒸汽溫度為80°C 90°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置，其特征在于所述的浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的密閉水箱內(nèi)部壓力低于30kPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置，其特征在于所述的引風(fēng)機(jī)為高負(fù)壓引風(fēng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種空氣型浸沒(méi)蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置及其方法，它包括浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置、溴化鋰吸收式熱泵、低溫多效蒸餾裝置、鼓風(fēng)機(jī)、熱管換熱器、引風(fēng)機(jī)、氣水分離器、海水儲(chǔ)罐。浸沒(méi)燃燒蒸餾裝置的空氣進(jìn)口與熱管換熱器空氣側(cè)以及鼓風(fēng)機(jī)連接，水蒸汽及濕熱空氣出口與溴化鋰吸收式熱泵蒸發(fā)器的殼體進(jìn)口連接；溴化鋰吸收式熱泵蒸發(fā)器的殼體出口與氣水分離器連接，在連接管道上設(shè)置引風(fēng)機(jī)；溴化鋰吸收式熱泵發(fā)生器的換熱管道與熱管換熱器煙氣側(cè)連接，溴化鋰吸收式熱泵冷凝器的冷卻管道作為低溫多效蒸餾裝置首效裝置的加熱蒸汽管道。本發(fā)明具有煙氣余熱回收利用率高、裝置熱效率高、淡水產(chǎn)量大，淡化成本低等優(yōu)點(diǎn)，可被廣泛應(yīng)用于海水淡化領(lǐng)域中。
文檔編號(hào)C02F103/08GK102992532SQ20121056923
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者陳志強(qiáng), 何宏舟, 蔣俊堯, 張亮 申請(qǐng)人:集美大學(xué)