專利名稱：一種海水淡化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種海水淡化裝置，由熱水器、蒸發(fā)器和冷凝器等組成。
全世界水資源中97.3％為海水，不適合飲用和灌溉。淡水僅占2.7％，而其中的75％蘊(yùn)藏于冰川中，地球上的淡水只有0.36％存在于江河湖泊中，可供人類直接使用。全球一半以上的人口完全或部分依賴地下水生存，可是世界一半的地下水因污染嚴(yán)重而無法飲用。據(jù)估計(jì)今后30年內(nèi)，世界上水的需求量將增加6倍以上。再有，地球表面70％為海洋，15％為沙漠。居住在沙漠地區(qū)的人口為6.28億，而居住在沿海地區(qū)和海島上的居民更多。由于確保淡水供應(yīng)是人類生存的先決條件，所以如何有效地獲取淡水成為人們普遍關(guān)心而又急需解決的問題。用低成本的技術(shù)方案，從占水資源97.3％的海水中提取淡水是人們長(zhǎng)期追求的目標(biāo)，海水淡化自然成為世界各國(guó)科學(xué)技術(shù)界關(guān)注的熱門課題。目前海水淡化的方法主要有以下幾種方法1、蒸餾法(太陽能蒸餾、多效蒸餾、多效閃蒸法)，通常采用將海水加熱使它變成水蒸氣，然后通過冷凝獲得淡水。其中太陽能蒸餾法，由于利用自然能源，能耗最低，但產(chǎn)淡水率也最低(每平方米平均日產(chǎn)約為5kg/m2·d)；2、冷凍結(jié)冰法，先使海水冷凍結(jié)冰，冰熔化后得到淡水；3、電滲析法，在兩個(gè)滲透膜上通電，一個(gè)只能通過正離子，另一個(gè)膜只能通過負(fù)離子，從而得到淡水；4、反滲透膜分離法(又稱反滲透法)，采用半滲透膜，對(duì)一側(cè)海水加壓，滲透到另一側(cè)去的便是淡水。縱觀以上方法，采用的技術(shù)手段是改變海水的溫度和壓力。改變海水的溫度有升溫法和降溫法兩種，方案1需將溫度提高到沸點(diǎn)以上，方案2需將溫度降至冰點(diǎn)以下。改變海水壓力也有增壓法和降壓法兩種，在多效蒸餾和多效閃蒸法中，通常將壓力抽成真空，方案4需將海水加壓到40個(gè)大氣壓以上，方案3消耗的電能很高。
為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型提出了一種在常壓下，利用低品位能源，以高效蒸發(fā)器為核心部件構(gòu)成的，產(chǎn)水效率高、低能耗的海水淡化裝置，加熱溫度可按實(shí)際熱源而定，不受沸點(diǎn)的限制，因而可以實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能、制作成本低，符合節(jié)能、環(huán)保的要求。
本實(shí)用新型由熱水器(1)、冷凝器(4)組成，其特征在于氣流b的入口處為高效蒸發(fā)器(3)，氣流的出口處為風(fēng)機(jī)(5)，在高效蒸發(fā)器(3)和風(fēng)機(jī)(5)之間設(shè)計(jì)冷凝器(4)，熱水器(1)通過管路連接高效蒸發(fā)器(3)。將海水a(chǎn)在熱水器(1)加熱后，使之噴淋并流過高效蒸發(fā)器(3)，風(fēng)機(jī)(5)的作用是驅(qū)動(dòng)氣流b穿過高效蒸發(fā)器(3)和冷凝器(4)，由于蒸發(fā)效率很高，使得經(jīng)過高效蒸發(fā)器(3)的熱海水迅速蒸發(fā)汽化變成接近飽和狀態(tài)的水蒸氣，該接近飽和狀態(tài)的水蒸氣通過冷凝器(4)時(shí)被冷卻形成淡水流出。只要不斷地重復(fù)此過程，使加熱的海水不斷地噴淋并流過高效蒸發(fā)器(3)，氣流在風(fēng)機(jī)(5)的驅(qū)動(dòng)下不斷地穿過高效蒸發(fā)器(3)和冷凝器(4)，便可在冷凝器(4)的出口下方收集到源源不斷流出的淡水。
為有效利用已加熱的海水，可將通過高效蒸發(fā)器(3)后的熱海水收集起來循環(huán)使用。冷卻(海)水a(chǎn)1通過冷凝器(4)后，吸收了冷凝過程中放出的熱量，溫度也相應(yīng)提高。為提高能源利用率，可讓升溫后的冷卻(海)水a(chǎn)1進(jìn)入熱水箱，參與系統(tǒng)工作，為此，設(shè)計(jì)了海水循環(huán)與控制系統(tǒng)(2)，以形成保持一定溫度的熱海水流經(jīng)高效蒸發(fā)器(3)的循環(huán)過程。
高效蒸發(fā)器(3)可以采用紙質(zhì)交叉式紙蜂窩結(jié)構(gòu)或多孔陶瓷結(jié)構(gòu)。
為降低成本和消耗，熱水器(1)可以采用太陽能加熱器、電加熱器、工業(yè)余熱、地?zé)崴訜岷兔籂t加熱等作為熱源。
海水循環(huán)與控制系統(tǒng)(2)可以由控制器(12)、水泵(10)和管路(9)組成，控制器(12)可以控制加熱器(1)的溫度和時(shí)間等參數(shù)。


圖1原理框圖圖2實(shí)施例原理框圖1-加熱器2-海水循環(huán)與控制系統(tǒng)3-高效蒸發(fā)器4-冷凝器5-風(fēng)機(jī) 6-過濾器7-布水器8-儲(chǔ)水槽9-管路10-水泵11-熱水箱12-控制器 13-淡水容器現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述實(shí)施方案采用電加熱器(1)實(shí)現(xiàn)對(duì)海水a(chǎn)的加熱，高效蒸發(fā)器(3)采用紙質(zhì)交叉式紙蜂窩結(jié)構(gòu)，冷凝器(4)采用冷海水a(chǎn)1冷卻。本方案的結(jié)構(gòu)組成是熱海水循環(huán)由控制器(12)、熱水箱(11)、儲(chǔ)水槽(8)、水泵(10)及其相連接的管路(9)完成，儲(chǔ)水槽(8)、熱水箱(11)依次位于高效蒸發(fā)器(3)的下端，水泵(10)安裝于熱水箱(11)內(nèi)，管路(9)由熱水箱(11)通至高效蒸發(fā)器(3)的上端。風(fēng)機(jī)(5)設(shè)計(jì)在氣流b的出口，風(fēng)機(jī)(5)、電加熱器(1)和水泵(10)的動(dòng)作均由控制器(12)控制。在高效蒸發(fā)器(3)的上端設(shè)計(jì)布水器(7)，保證加熱的海水能夠均勻地噴淋于高效蒸發(fā)器(3)，在高效蒸發(fā)器(3)與冷凝器(4)之間設(shè)計(jì)過濾器(6)，使得到達(dá)冷凝器(4)的汽化水蒸氣更純凈。在冷凝器(4)的下端設(shè)計(jì)一個(gè)收集淡水的淡水容器(13)。
本實(shí)用新型的工作過程是啟動(dòng)控制器(12)，使得風(fēng)機(jī)(5)、電加熱器(1)和水泵(10)工作。電加熱器(1)將熱水箱(11)中注入的海水a(chǎn)加熱，水泵(10)經(jīng)管路(9)將熱海水提升至高效蒸發(fā)器(3)的上端，由布水器(7)將熱海水均勻地噴淋并流經(jīng)高效蒸發(fā)器(3)。風(fēng)機(jī)(5)促使氣流b穿過高效蒸發(fā)器(3)，使得流過高效蒸發(fā)器(3)的熱海水迅速蒸發(fā)汽化變成接近飽和狀態(tài)的水蒸氣。該接近飽和狀態(tài)的水蒸氣進(jìn)入冷凝器(4)被冷卻形成淡水流出并被淡水容器(13)收集。未被高效蒸發(fā)器(3)蒸發(fā)汽化的熱海水經(jīng)儲(chǔ)水槽(8)回至熱水箱(11)中，與新注入的海水進(jìn)行再循環(huán)。只要不斷地重復(fù)此過程，使加熱的海水不斷地噴淋并流過高效蒸發(fā)器(3)，氣流在風(fēng)機(jī)(5)的驅(qū)動(dòng)下不斷地穿過高效蒸發(fā)器(3)和冷凝器(4)，便可在冷凝器(4)的出口下方的淡水容器(13)中收集到源源不斷流出的淡水。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于1、能利用多種低品位能源，系統(tǒng)能耗低；2、因?yàn)椴槐夭捎酶邏夯蛘婵帐侄?，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低、維護(hù)費(fèi)用低；3、產(chǎn)水率高，單位淡水量的能耗低；4、無環(huán)境污染問題，符合環(huán)保要求；5、經(jīng)過處理的水質(zhì)能達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)；6、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)挘瓤商幚砗Ｋ?，又可處理苦咸水等?br> 權(quán)利要求1.一種海水淡化裝置，由熱水器(1)、冷凝器(4)組成，其特征在于氣流的入口處為高效蒸發(fā)器(3)，氣流的出口處為風(fēng)機(jī)(5)，在高效蒸發(fā)器(3)和風(fēng)機(jī)(5)之間安裝冷凝器(4)，熱水器(1)經(jīng)通道連接高效蒸發(fā)器(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的海水淡化裝置，其特征在于海水循環(huán)與控制系統(tǒng)(2)可以由控制器(12)、水泵(10)和管路(9)組成，管路(9)循環(huán)連接高效蒸發(fā)器(3)和熱水器(1)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的海水淡化裝置，其特征在于在高效蒸發(fā)器(3)的上端安裝保證海水能夠均勻噴淋的布水器(7)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的海水淡化裝置，其特征在于在高效蒸發(fā)器(3)與冷凝器(2)之間安裝使汽化水蒸氣更純凈的過濾器(6)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的海水淡化裝置，其特征在于高效蒸發(fā)器(3)可以采用紙質(zhì)交叉式紙蜂窩結(jié)構(gòu)或多孔陶瓷結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的海水淡化裝置，其特征在于熱水器(1)可以采用太陽能加熱器、電加熱器、工業(yè)余熱、地?zé)崴訜岷兔籂t加熱的低品位熱源。
專利摘要本實(shí)用新型提出的海水淡化裝置,以高效蒸發(fā)器為核心部件構(gòu)成,由熱水器將海水加熱并流過高效蒸發(fā)器,利用風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)氣流使熱海水蒸發(fā)汽化變成水蒸氣,通過冷凝器被冷卻形成淡水流出。其優(yōu)點(diǎn)在于:在常壓下,利用低品位能源,具有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)水率高,單位淡水量的能耗低的特點(diǎn)。且制作成本低,符合節(jié)能、環(huán)保的要求,經(jīng)過處理的水質(zhì)能達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C02F1/04GK2346777SQ9823261
公開日1999年11月3日 申請(qǐng)日期1998年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月7日
發(fā)明者張鶴飛 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué), 張鶴飛