專利名稱：海水淡化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及海水淡化裝置。
背景技術(shù)：
由于淡水資源的缺乏，海水淡化的技術(shù)受到廣泛的關(guān)注。由于鹽水變成淡水，是一個熵減少過程，不可能自發(fā)進(jìn)行，現(xiàn)有的海水淡化方法如蒸餾法、反滲透法、電滲析法等，都需要消耗大量的能量，這樣就使得海水淡化的經(jīng)濟成本過高，不利于廣泛應(yīng)用。如圖I所示，是現(xiàn)有的熱力發(fā)電廠的工作原理圖，熱力發(fā)電廠在發(fā)電時，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，鍋爐里的燃料燃燒產(chǎn)生的熱量只有部分轉(zhuǎn)換為電力，而乏蒸汽在冷凝時，放出的熱量占了燃燒燃放熱量的50%以上，這是巨大的余熱。目前與600麗發(fā)電機組配套的鍋爐蒸發(fā)量為2008t/h，一般每千克蒸汽在蒸汽器中冷凝時釋放的汽化潛熱為2383 2424kj/kg，因此凝汽器冷凝時所釋放的熱量約為I. 145*109kcal/h(lcal = 4. 1840J)，每小時可使約11萬噸冷卻水升溫10°C，這一巨大的熱源使火電廠排放的冷卻水溫度至少升高8°C以上。因此，如果能將熱力發(fā)電廠的余熱用于海水淡化，使廢熱有效利用，就能使淡化的成本大幅度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種利用發(fā)電廠乏蒸汽的余熱進(jìn)行海水淡化的裝置。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，提供一種海水淡化裝置，包括空氣增濕塔和空氣脫濕塔，所述空氣增濕塔和空氣脫濕塔的上部相互連通；所述空氣增濕塔包括加熱列管、向空氣增濕塔提供空氣的鼓風(fēng)裝置、進(jìn)水口、與所述進(jìn)水口連通的布水管和供所述空氣增濕塔中的海水排出的海水排出口，所述加熱列管的兩端分別設(shè)有輸入熱力發(fā)電廠乏蒸汽的熱源入口及輸出所述乏蒸汽的熱源出口 ；所述空氣脫濕塔內(nèi)設(shè)有冷卻列管及淡水排出口，所述冷卻列管的兩端分別設(shè)有入水口及出水口。進(jìn)一步地，所述空氣增濕塔中的進(jìn)水口和海水排出口分別位于所述空氣增濕塔的上方部位及下方部位。進(jìn)一步地，所述空氣增濕塔還包括安裝在所述布水管上的噴頭，所述布水管位于所述空氣增濕塔內(nèi)部的上方部位。進(jìn)一步地，所述空氣增濕塔的加熱列管包括導(dǎo)管和安裝在所述導(dǎo)管上的加熱翅片。進(jìn)一步地，所述熱源入口和熱源出口分別位于所述空氣脫濕塔的上方部位及下方部位；所述熱源入口輸入熱力發(fā)電廠乏蒸汽；所述熱源出口與一汽水分離裝置相連通，所述汽水分離裝置與發(fā)電廠的冷凝器相連通。進(jìn)一步地，所述空氣脫濕塔的冷卻列管包括導(dǎo)管和安裝在所述導(dǎo)管上的散熱翅片。
進(jìn)一步地，所述入水口和出水口分別位于所述空氣脫濕塔的下方部位及上方部位；所述入水口輸入深處海水，所述出水口可與空氣增濕塔上的進(jìn)水口相連通，或者排放。進(jìn)一步地，所述淡水排出口位于所述空氣脫濕塔的下方部位或底部。進(jìn)一步地，所述空氣增濕塔表面和空氣脫濕塔表面均設(shè)有保溫層。進(jìn)一步地，所述空氣脫濕塔的下方部位還設(shè)有排氣孔。所述脫濕塔上的排氣孔與所述鼓風(fēng)裝置的進(jìn)氣口相連通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明海水淡化的裝置能有效利用熱力發(fā)電廠的余熱制造淡水，使海水淡化的成本大幅度降低。


圖I為現(xiàn)有的熱力發(fā)電廠工作原理圖；圖2是本發(fā)明一較佳實施例的工作原理圖；圖3是本發(fā)明一較佳實施例的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明在已有的熱力發(fā)電廠的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，如圖2所示，是本發(fā)明的工作原理圖，在不影響熱力發(fā)電廠正常運行的前提下，從汽輪機排出的乏蒸汽中分出一股用于本發(fā)明海水淡化裝置的海水淡化。圖2中，左邊部分為現(xiàn)有的熱力發(fā)電廠的設(shè)備及工作原理，而增濕塔、脫濕塔部分為本發(fā)明的海水淡化裝置。具體地，如圖2和圖3所示，是本發(fā)明的一較佳實施例，該海水淡化裝置包括空氣增濕塔100和空氣脫濕塔200，空氣增濕塔100和空氣脫濕塔200的上部相互連通?？諝庠鰸袼?00包括進(jìn)水口 101、布水管102、噴頭103、鼓風(fēng)裝置104、海水排出口 105和加熱列管106。布水管102及噴頭103位于空氣增濕塔100內(nèi)部的上方部位，并且與進(jìn)水口 101相連通，本實施例中，輸入進(jìn)水口 101的海水可以是海面海水或者是空氣脫濕塔冷卻列管出水口排出的冷卻海水。鼓風(fēng)裝置104位于空氣增濕塔100的下方部位，海水排出口 105設(shè)于空氣增濕塔100的底部或下方部位。加熱列管106設(shè)于空氣增濕塔100內(nèi)部，加熱列管106包括導(dǎo)管和安裝在導(dǎo)管上的散熱翅片(圖中未標(biāo)不)，加熱列管106上端設(shè)有熱源入口 1061，下端設(shè)有熱源出口 1062，加熱列管106的熱源為發(fā)電廠汽輪機分出的乏蒸汽，乏蒸汽從上至下地流經(jīng)加熱列管106，使加熱列管106外面的海水與空氣的溫度升高，海水蒸發(fā)，空氣的濕度增加，形成較高溫度(例如70° C左右)的飽和熱濕空氣。此夕卜，空氣增濕塔100表面還設(shè)有保溫層107，用于防止空氣增濕塔內(nèi)的溫度降低?？諝饷摑袼?00內(nèi)部設(shè)有冷卻列管201和淡水排出口 202。冷卻列管201包括導(dǎo)管和安裝在導(dǎo)管上的散熱翅片(圖中未標(biāo)不)，冷卻列管201下方設(shè)有入水口 2011,上方設(shè)有出水口 2012，本實施例中，冷卻列管內(nèi)的冷卻介質(zhì)可以是海面海水或者是深處冷海水(最好是深處冷海水，因其溫度低，溫差大，淡水產(chǎn)量高)，深處冷海水具體可以通過水泵等裝置取得或通過其他現(xiàn)有技術(shù)取得。海水從入水口 2011進(jìn)入，自下而上地流經(jīng)冷卻列管201，使冷卻列管外來自空氣增濕塔飽和熱濕空氣冷卻，飽和熱濕空氣中的水蒸氣冷凝成為露水，匯集成淡水，從淡水出口排出。淡水排出口 202位于空氣脫濕塔200的下方部位或底部?？諝饷摑袼?00表面設(shè)有保溫層203，用于防止空氣脫濕塔內(nèi)的溫度升高。此外，空氣脫濕塔200的下方還設(shè)有排氣孔204。上述海水淡化裝置在制備淡水時，海水從進(jìn)水口 101進(jìn)入空氣增濕塔100內(nèi)的布水管102，由噴頭103噴灑于空氣增濕塔100內(nèi)，并與鼓風(fēng)裝置104鼓進(jìn)來的空氣接觸，使空氣增濕塔100內(nèi)的空氣濕度增加，達(dá)到飽和，通過加熱列管的加熱，使海水蒸發(fā)，形成較高溫度的飽和熱濕空氣，塔內(nèi)的飽和熱濕空氣在鼓風(fēng)裝置104的帶動下，由空氣增濕塔100進(jìn)入空氣脫濕塔200內(nèi)，飽和熱濕空氣在空氣脫濕塔200內(nèi)被冷卻列管201冷卻后變成露水，匯集成淡水從淡水相出口 202流出。上述增濕塔100內(nèi)未蒸發(fā)掉的海水從海水排出口 105中排出。為了更好地實現(xiàn)資源循環(huán)利用，上述熱源出口 1062可與一汽水分離裝置300相連 通，汽水分離裝置300同時與發(fā)電廠的冷凝器相連通。這樣，從加熱列管106的熱源出口1062排出的乏蒸汽經(jīng)過汽水分離裝置進(jìn)行汽水分離后，得到空氣和冷凝水，得到的空氣可循環(huán)到熱力發(fā)電廠的冷凝器中，得到的冷凝水可回收再利用。此外，上述脫濕塔200上的排氣孔204可與鼓風(fēng)裝置104的進(jìn)氣口相連通。這樣，空氣脫濕塔200內(nèi)的空氣從排氣孔204排出后可循環(huán)到鼓風(fēng)裝置104的進(jìn)氣口，從而循環(huán)吹入增濕塔100內(nèi)。脫濕塔200上的出水口 2012可與增濕塔100上的進(jìn)水口 101相連通。這樣，從冷卻列管201出水口 2012排出的海水，可進(jìn)入空氣增濕塔100的進(jìn)水口 101再次利用，有利于提高進(jìn)入空氣增濕塔內(nèi)海水的溫度，增加飽和熱濕空氣的溫度，提高淡水產(chǎn)量。下面，根據(jù)上述的海水淡化裝置，舉幾個實際應(yīng)用例進(jìn)行說明，下表中所列出的多個溫度及相對濕度條件下空氣的絕對濕度值及焓值均來自空氣的濕焓圖
I溫度I相對濕度~絕對濕度^ 冷卻到BI點產(chǎn)生淡水 …、、O__% 克/KG干空氣KJ/KG千空氣__克/KG干空氣_
A306016715.5
B22410018.5718
B330100279916.5
B4351003612825.5
BI1510010.542——例I :路線A —BI。假定海面空氣溫度為30°C，空氣相對濕度為60%，此時狀態(tài)點在表I中的A點，絕對濕度為16克/KG干空氣，焓為71KJ/KG干空氣。這時，假如用深處海水將這空氣冷卻到BI點，即假定冷卻到15°C，(絕對濕度為10. 5克/KG干空氣)，將產(chǎn)生16-10. 5 = 5.5克露水，即淡水。這就是說，利用了深處海水這個冷原，不消耗能量(提升、輸送海水、空氣的能量除外)，就可以得到淡水。例2 :路線A — B2 — BI。假定用30°C海水增濕空氣，使之來飽和。不外加熱量，狀態(tài)將沿著等焓線移動到飽和線(相對濕度100%線)交點B2點，溫度將降到24°C (絕對濕度為18. 5克/KG干空氣)。這時，假如用深處海水將之冷卻到BI點，即假定冷卻到15°C，將產(chǎn)生18. 5-10. 5 = 8克淡水。這就是說，利用了深處海水這個冷原，再加增濕空氣過程，不消耗能量，就可以得到比上述例I多的淡水。例3 :路線A —B3 —B2 —BI。還假定用30°C海水增濕空氣，使空氣來飽和；同時，海水有比較大的熱量，使空氣基本上不降溫，形成30°C的飽和空氣，即到達(dá)表I中的B3點(絕對濕度為27克/KG干空氣)。再將之冷卻，越過B2到BI，將得到27-10. 5 = 16. 5克淡水，比上述例2的產(chǎn)量增加。這就是說，再用海面海水作為熱源來加熱被增濕的空氣，就可以得到比上述例2更多的淡水。例4 :路線A — B4 — B3 — B2 — BI。以上二種路線，是不外加熱源的情況，現(xiàn)在假定另有熱源，例如發(fā)電廠的乏蒸汽、太陽能或其他熱源，使空氣溫度同時提高，這時，再假定空氣溫度到達(dá)35°C，即達(dá)到表I中的B4點(絕對濕度36克/KG干空氣)。這時假如用30°C海水來冷卻，假定冷卻到了 30°C，B3點，得到淡水36-27 = 9克?？墒牵偃缡怯蒙钐?br> 海水將之冷卻，越過B3點、B2點到BI點，將產(chǎn)生淡水36-10. 5 = 25. 2克，是9克的2. 8倍。綜上所述，本發(fā)明海水淡化的裝置能有效利用熱力發(fā)電廠的余熱制造淡水，使海水淡化的成本大幅度降低。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種海水淡化裝置，包括空氣增濕塔和空氣脫濕塔，其特征在于，所述空氣增濕塔和空氣脫濕塔的上部相互連通；所述空氣增濕塔包括加熱列管、向空氣增濕塔提供空氣的鼓風(fēng)裝置、進(jìn)水口、與所述進(jìn)水口連通的布水管和供所述空氣增濕塔中的海水排出的海水排出口，所述加熱列管的兩端分別設(shè)有輸入熱力發(fā)電廠乏蒸汽的熱源入口及輸出所述乏蒸汽的熱源出口 ；所述空氣脫濕塔內(nèi)設(shè)有冷卻列管及淡水排出口，所述冷卻列管的兩端分別設(shè)有入水口及出水口。
2.如權(quán)利要求I所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述空氣增濕塔中的進(jìn)水口和海水排出口分別位于所述空氣增濕塔的上方部位及下方部位。
3.如權(quán)利要求I所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述空氣增濕塔還包括安裝在所述布水管上的噴頭，所述布水管位于所述空氣增濕塔內(nèi)部的上方部位。
4.如權(quán)利要求I所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述空氣增濕塔的加熱列管包括導(dǎo)管和安裝在所述導(dǎo)管上的加熱翅片。
5.如權(quán)利要求I所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述熱源入口和熱源出口分別位于所述空氣脫濕塔的上方部位及下方部位；所述熱源入口輸入熱力發(fā)電廠乏蒸汽；所述熱源出口與一汽水分離裝置相連通，所述汽水分離裝置與發(fā)電廠的冷凝器相連通。
6.如權(quán)利要求I所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述空氣脫濕塔的冷卻列管包括導(dǎo)管和安裝在所述導(dǎo)管上的散熱翅片。
7.如權(quán)利要求I所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述入水口和出水口分別位于所述空氣脫濕塔的下方部位及上方部位；所述入水口輸入深處海水，所述出水口可與空氣增濕塔上的進(jìn)水口相連通，或者排放。
8.如權(quán)利要求I所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述淡水排出口位于所述空氣脫濕塔的下方部位或底部。
9.如權(quán)利要求I所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述空氣增濕塔表面和空氣脫濕塔表面均設(shè)有保溫層。
10.如權(quán)利要求I所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述空氣脫濕塔的下方部位還設(shè)有排氣孔；所述空氣脫濕塔上的排氣孔與所述鼓風(fēng)裝置的進(jìn)氣口相連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海水淡化裝置，包括空氣增濕塔和空氣脫濕塔，空氣增濕塔和空氣脫濕塔的上部相互連通；空氣增濕塔包括加熱列管、向空氣增濕塔提供空氣的鼓風(fēng)裝置、進(jìn)水口、與所述進(jìn)水口連通的布水管和供空氣增濕塔中的海水排出的海水排出口，加熱列管的兩端分別設(shè)有輸入熱力發(fā)電廠乏蒸汽的熱源入口及輸出乏蒸汽的熱源出口；空氣脫濕塔內(nèi)設(shè)有冷卻列管及淡水排出口，冷卻列管的兩端分別設(shè)有入水口及出水口。上述海水淡化的裝置能有效利用熱力發(fā)電廠的余熱制造淡水，使海水淡化的成本大幅度降低。
文檔編號C02F1/04GK102815757SQ20121028971
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者王大定, 李建光, 何世武, 王丹, 崔磊, 吳超 申請人:深圳市潔馳科技有限公司