一種利用相變微膠囊的真空閃蒸式海水淡化方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用相變微膠囊的真空閃蒸式海水淡化方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口增長和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對淡水的需求量持續(xù)增大。世界上許多國家和地區(qū)都面臨著水資源危機(jī)。我國幅員遼闊，淡水資源分布不均，尤其以北方和海島地區(qū)，淡水資源嚴(yán)重缺乏，多年來年均缺水量達(dá)400億立方米以上。地球上的水資源總量中淡水僅占2.5%，海水占97.5%，因此從某種意義上說，海水才是取之不盡，用之不竭的主要水源。在淡水資源緊缺的嚴(yán)峻形勢下，開發(fā)利用海水，進(jìn)行海水淡化成為解決淡水資源緊缺的一條有效的方法。
[0003]海水淡化技術(shù)是將海水中的鹽分和水分分離，最終得到淡水和濃縮鹽水的技術(shù)。根據(jù)脫鹽過程，海水淡化技術(shù)主要有三大類:即熱法、膜法和化學(xué)方法。熱法海水淡化技術(shù)主要為蒸餾法，包括多級閃蒸和多效蒸發(fā)技術(shù)。多效蒸發(fā)是將前一個蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的二次蒸汽引入下一個蒸發(fā)器作為加熱蒸汽并在下一個蒸發(fā)器中凝為蒸餾水，如此依次進(jìn)行。多效蒸發(fā)較多級閃蒸應(yīng)用早，但由于結(jié)垢和腐蝕等問題，后被多級閃蒸取代。
[0004]多級閃蒸，熱海水逐級流入真空遞增的閃蒸室內(nèi)，由于海水溫度高于閃蒸室內(nèi)壓力下對應(yīng)的飽和溫度，海水吸收自身顯熱而部分沸騰蒸發(fā)，直至其余海水溫度降到對應(yīng)于閃蒸室壓力的飽和溫度為止。由于水的顯熱(4.2KJ/Kg.K)相對于水蒸氣的潛熱(2200KJ/Kg.K)很小，因此裝置單級的造水效率很低，裝置的級數(shù)往往很多，裝置結(jié)構(gòu)很大，造價較高，造水成本也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對以上提出的現(xiàn)有閃蒸淡化海水裝置單機(jī)造水效率低、裝置造價高和造水成本高的問題，而研宄設(shè)計(jì)一種利用相變微膠囊的真空閃蒸式海水淡化系統(tǒng)及方法。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下:
[0006]一種利用相變微膠囊的真空閃蒸式海水淡化方法，包括以下步驟:
[0007]①向待閃蒸的海水中加入相變微膠囊；
[0008]②將待閃蒸的海水加熱至30?100°C并送入閃蒸罐進(jìn)行閃蒸；
[0009]③將步驟②閃蒸剩余的海水和微膠囊與新的海水進(jìn)行混合，加熱至30?100°C進(jìn)行閃蒸，并重復(fù)此步驟。
[0010]進(jìn)一步地，所述閃蒸罐內(nèi)海水的液位高度控制在閃蒸罐高度的1/15?1/10。
[0011]一種利用相變微膠囊的真空閃蒸式海水淡化系統(tǒng)，包括海水箱、閃蒸罐和冷凝器，所述海水箱和/或閃蒸罐中設(shè)有相變微膠囊，相變微膠囊分散或懸浮于海水中，所述海水箱中設(shè)有加熱裝置，海水從海水箱通過海水泵進(jìn)入閃蒸罐進(jìn)行閃蒸，閃蒸蒸汽由閃蒸罐進(jìn)入冷凝器冷凝成為淡水排出，閃蒸剩余的海水通過循環(huán)泵回流至海水箱，所述海水箱上設(shè)有補(bǔ)水口，處理過程中，相變微膠囊隨海水一起在海水箱與閃蒸罐之間進(jìn)行循環(huán)。
[0012]進(jìn)一步地，所述冷凝器與冷卻水箱之間通過冷卻水泵形成冷卻水循環(huán)，所述冷卻水的冷源為冷水機(jī)組。
[0013]進(jìn)一步地，所述海水泵與閃蒸罐之間設(shè)有流量計(jì)和壓力表，所述流量計(jì)與海水泵之間設(shè)有控制閥I，所述控制閥I與海水泵之間的管路通過控制閥II與海水箱相連。
[0014]進(jìn)一步地，所述冷凝器的淡水出口與淡水箱相連，所述淡水箱上部與真空泵相連。
[0015]進(jìn)一步地，所述相變微膠囊的平均粒徑為0.1?1000 μπι。
[0016]進(jìn)一步地，相變微膠囊的囊壁由惰性材料制成。
[0017]進(jìn)一步地，所述相變微膠囊的囊壁材料為三聚氰胺、密胺樹脂、脲醛樹脂、甲基苯烯酸酯、二氧化硅和聚脲中的一種或兩種以上的組合，優(yōu)選密胺樹脂；所述相變微膠囊內(nèi)的相變材料為石蠟、結(jié)晶水合鹽、石蠟烴、聚醚、聚酯和脂肪酸中的一種或兩種以上的組合，優(yōu)選 Ba (OH)2.8Η20、石蠟或 NaCH3CO0.3Η20。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明所述的一種利用相變微膠囊的真空閃蒸式海水淡化系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、采用相變微膠囊，由于相變材料的相變潛熱很大(200KJ/Kg.K)，大約為海水的50倍，因此能大大提高汽化的海水的量；
[0020]2、相變微膠囊粒徑很小，為微米級，在相變微膠囊外部囊壁附著的水膜厚度很薄，形成細(xì)薄膜蒸發(fā)，細(xì)薄膜蒸發(fā)的傳熱速度很快，為兆瓦級，大大提升相變潛熱釋放的速度，提高裝置單級的造水量，減少裝置級數(shù)，降低裝置初置費(fèi)用和造水成本。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的海水淡化系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，一種利用相變微膠囊的真空閃蒸式海水淡化系統(tǒng)，包括海水箱1、閃蒸罐2和冷凝器3，所述海水箱I和/或閃蒸罐2中設(shè)有相變微膠囊，相變微膠囊分散或懸浮于海水中，所述海水箱中設(shè)有加熱裝置4，海水箱I通過海水泵5、控制閥I 6和壓力表7與閃蒸罐2相連，閃蒸罐2上設(shè)有真空表8，閃蒸罐2內(nèi)設(shè)有霧化噴嘴9，霧化噴嘴9上方設(shè)有氣液分離器10，氣液分離器10的上方空間與冷凝器3相連，冷凝器3下方與淡水箱11連接，所述淡水箱11上部與真空泵12相連，使得閃蒸罐2、冷凝器3和淡水箱11都處于負(fù)壓運(yùn)行狀態(tài)。閃蒸罐2的底部通過循環(huán)泵14和控制閥與海水箱I連接，海水箱I底部設(shè)有泄水口 15。海水從海水箱I通過海水泵5進(jìn)入閃蒸罐2進(jìn)行閃蒸，閃蒸蒸汽由閃蒸罐2進(jìn)入冷凝器3冷凝成為淡水排出，閃蒸剩余的海水通過循環(huán)泵14回流至海水箱1，所述海水箱I上設(shè)有補(bǔ)水口 16，處理過程中，相變微膠囊隨海水一起在海水箱I與閃蒸罐2之間進(jìn)行循環(huán)，閃蒸罐底部設(shè)有排水口 17。
[0023]所述冷凝器3與冷卻水箱18之間通過冷卻水泵19形成冷卻水循環(huán)，所述冷卻水的冷源為冷水機(jī)組20，冷凝器3的冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口均與冷卻水箱18連接，形成循環(huán)冷卻，冷卻水箱18與冷水機(jī)組20配合，冷水機(jī)組2