一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海水淡化技術(shù)，特別是涉及一種高效率利用企業(yè)余熱工質(zhì)的熱能與動(dòng)能進(jìn)行壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]將海水變成淡水的方法叫海水淡化，其本質(zhì)是將海水中的鹽和水分離。鹽水分離的最小功是海水淡化必須消耗能量的下線，只有當(dāng)分離工程完全可逆時(shí)，分離消耗的功才是最小功。由于實(shí)際過程不可避免的不可逆性，淡化過程所需的能量是最小功的若干倍，甚至成千上萬倍。為了使淡化過程更加經(jīng)濟(jì)，應(yīng)設(shè)法使能耗盡量接近最小功。
[0003]熱法海水淡化技術(shù)是一種將海水加熱到沸點(diǎn)產(chǎn)生蒸汽，并將蒸汽冷凝成淡水的方法。
[0004]熱法海水淡化物理數(shù)學(xué)描述中，汽化潛熱是所有能耗中最大的一項(xiàng)，通過合理有效的方法充分回收汽化潛熱是熱法海淡技術(shù)的重要思路。這也促進(jìn)了多級(jí)閃蒸和多效蒸餾法市場的巨大占有率。熱法中還有一種淡化方式不可忽視，中國專利號(hào)，公開的一種壓汽蒸餾法海水淡化，其通過對(duì)二次蒸汽的加壓升溫作為熱源加熱海水，回收了潛熱。
[0005]海水淡化技術(shù)推廣難主要在于能耗大、成本高。從熱力學(xué)第二定律分析，使用熱源溫度越低，可用能越少的能量越為經(jīng)濟(jì)、節(jié)能。SCI期刊Desalinat1n上出現(xiàn)較多低溫?zé)岱êＫ录夹g(shù)，其工作溫度在60°C或更低，新的淡化技術(shù)極大地提高了能源利用的經(jīng)濟(jì)型，對(duì)節(jié)能余熱回收領(lǐng)域給出重要啟示。將低溫海淡技術(shù)同余熱廢熱結(jié)合，對(duì)節(jié)約不可再生資源和緩解淡水資源缺乏具有重大意義。
[0006]鋼鐵、水泥、石化等企業(yè)幾乎每天都在持續(xù)不斷向外排放40_50°C的廢汽或廢水，這部分熱源由于溫度低，難以進(jìn)一步回收利用，企業(yè)往往是直接對(duì)外排放。大量的技術(shù)都傾向如何回收利用廢汽/廢水中的熱量，很少有技術(shù)關(guān)注到廢汽/水中蘊(yùn)藏著的動(dòng)能。同時(shí)回收熱工質(zhì)中的熱能和動(dòng)能，利用動(dòng)能帶動(dòng)壓縮機(jī)對(duì)蒸汽進(jìn)行加壓升溫后再用作海水淡化的熱源，具有較為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述問題，本發(fā)明公開了一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)。
[0008]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，包括蒸發(fā)冷凝模塊、降壓模塊、換熱模塊和升壓模塊，所述蒸發(fā)冷凝模塊包括海水淡化蒸發(fā)器，所述海水淡化蒸發(fā)器包括海水腔、多孔介質(zhì)、淡化蒸汽通道、導(dǎo)熱板和冷凝腔，所述降壓模塊包括降壓管路和膨脹閥，所述換熱模塊包括換熱管路和熱交換器，所述升壓模塊包括升壓管路和壓縮機(jī)；
所述多孔介質(zhì)、淡化蒸汽通道和導(dǎo)熱板依次設(shè)置于海水腔和冷凝腔之間，所述海水腔的上下兩端依次連通海水進(jìn)水管路和海水出水管路，所述熱交換器設(shè)置于換熱管路上，所述換熱管路內(nèi)流通有熱工質(zhì)，所述熱工質(zhì)為熱源，所述膨脹閥設(shè)置于降壓管路上，所述降壓管路的一端連通淡化蒸汽通道和冷凝腔，另一端連通熱交換器的進(jìn)口，所述壓縮機(jī)設(shè)置于升壓管路上，所述升壓管路的一端連通熱交換器的出口，另一端連通冷凝腔；
所述冷凝腔的下端設(shè)有第一冷凝水管路，所述壓縮機(jī)的底部設(shè)有第二冷凝水管路；上述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其中，所述壓縮機(jī)由水輪機(jī)通過連桿軸帶動(dòng)，所述水輪機(jī)設(shè)置于換熱管路上，由換熱管路內(nèi)的熱工質(zhì)帶動(dòng)；
上述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其中，所述熱工質(zhì)為工業(yè)循環(huán)水；
上述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其中，所述海水淡化蒸發(fā)器通過多孔介質(zhì)的毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)通過海水進(jìn)水管路進(jìn)入海水淡化蒸發(fā)器內(nèi)；
上述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其中，所述多孔介質(zhì)為低導(dǎo)熱性材低導(dǎo)熱性材料，降低了濃鹽水排放帶走的顯熱損失。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明公開的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于:
(1)完全舍棄了傳統(tǒng)淡化技術(shù)中的冷凝器，避免海水淡化中最大的熱損失-冷凝熱損失;
(2)裝置中無循環(huán)水，沖渣水等，減少了熱能的流失，最大限度利用了熱源的熱能；
(3)將水輪機(jī)安裝在換熱管路上，由熱工質(zhì)驅(qū)動(dòng)，并通過連桿軸帶動(dòng)壓縮機(jī)，將低溫低壓蒸汽壓縮成高溫高壓蒸汽，巧妙利用熱工質(zhì)的動(dòng)能，提高系統(tǒng)產(chǎn)量；
(4)裝置采用多孔介質(zhì)進(jìn)行海水淡化，能夠通過毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)海水補(bǔ)液，無需栗功;多孔介質(zhì)為低導(dǎo)熱性材低導(dǎo)熱性材料，大大降低了濃鹽水排放帶走的顯熱損失；
(5)海水淡化蒸發(fā)器中冷凝腔在循環(huán)的過程中，既起到對(duì)高溫高壓淡化蒸汽的降壓冷凝作用，又在海水淡化器中充當(dāng)加熱器作用，與導(dǎo)熱板進(jìn)行熱交換，使多孔介質(zhì)中的海水加熱成蒸汽，通過淡化蒸汽出口和降壓管道一齊通入膨脹閥；
綜上所述，本發(fā)明公開的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，舍棄了傳統(tǒng)淡化技術(shù)中的冷凝器，避免海水淡化中最大的熱損失-冷凝熱損失，另一方面，本發(fā)明利用毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)海水補(bǔ)液，無需栗功，特別地，使用的多孔介質(zhì)為低導(dǎo)熱性材低導(dǎo)熱性材料，大大降低了濃鹽水排放帶走的顯熱損失。
【附圖說明】
[0010]圖1本發(fā)明示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖所示的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，包括蒸發(fā)冷凝模塊
1、降壓模塊2、換熱模塊3和升壓模塊4，所述蒸發(fā)冷凝模塊1包括海水淡化蒸發(fā)器5，所述海水淡化蒸發(fā)器5包括海水腔6、多孔介質(zhì)7、淡化蒸汽通道8、導(dǎo)熱板9和冷凝腔10，所述降壓模塊3包括降壓管路11和膨脹閥12，所述換熱模塊3包括換熱管路13和熱交換器14，所述升壓模塊4包括升壓管路15和壓縮機(jī)16;
所述多孔介質(zhì)7、淡化蒸汽通道8和導(dǎo)熱板9依次設(shè)置于海水腔6和冷凝腔10之間，所述海水腔6的上下兩端依次連通海水進(jìn)水管路17和海水出水管路18，所述熱交換器14設(shè)置于換熱管路13上，所述換熱管路13內(nèi)流通有熱工質(zhì)，所述熱工質(zhì)為熱源，所述膨脹閥12設(shè)置于降壓管路11上，所述降壓管路11的一端連通淡化蒸汽通道8和冷凝腔10，另一端連通熱交換器14的進(jìn)口，所述壓縮機(jī)16設(shè)置于升壓管路15上，所述升壓管路15的一端連通熱交換器14的出口，另一端連通冷凝腔10;
所述冷凝腔10的下端設(shè)有第一冷凝水管路19，所述壓縮機(jī)16的底部設(shè)有第二冷凝水管路20;
上述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其中，所述壓縮機(jī)16由水輪機(jī)21通過連桿軸22帶動(dòng)，所述水輪機(jī)21設(shè)置于換熱管路13上，由換熱管路13內(nèi)的熱工質(zhì)帶動(dòng)；
上述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其中，所述熱工質(zhì)為工業(yè)循環(huán)水；
上述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其中，所述海水淡化蒸發(fā)器5通過多孔介質(zhì)7的毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)通過海水進(jìn)水管路17進(jìn)入海水淡化蒸發(fā)器5內(nèi)；
上述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其中，所述多孔介質(zhì)7為低導(dǎo)熱性材低導(dǎo)熱性材料。
[0012]本發(fā)明的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其工作原理如下:海水自海水進(jìn)水管路進(jìn)入海水淡化蒸發(fā)器的海水腔，經(jīng)過多孔介質(zhì)，進(jìn)入淡化蒸汽通道，與導(dǎo)熱板接觸換熱，進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)產(chǎn)生的淡化蒸汽通過降壓管路進(jìn)入膨脹閥，在膨脹閥的作用下，淡化蒸汽降溫、降壓成低溫蒸汽，后進(jìn)入熱交換熱器吸收熱源熱量，接著進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，升溫、升壓成高溫蒸汽，最后進(jìn)入高溫蒸汽進(jìn)入冷凝腔內(nèi)，通過導(dǎo)熱板與海水進(jìn)行換熱，高溫蒸汽進(jìn)行冷凝，海水進(jìn)行蒸發(fā)，冷凝的淡水從第一冷凝水管路排出，未凝夜的蒸汽隨同淡化蒸汽再次進(jìn)入降壓管路，進(jìn)行降壓；
其中，在壓縮機(jī)壓縮升壓過程中，會(huì)有部分蒸汽凝結(jié)成淡水落在壓縮機(jī)的底部，隨后通過第二冷凝水管路排出，蒸發(fā)剩余的高濃度海水從海水出水管路排出。
[0013]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，包括蒸發(fā)冷凝模塊、降壓模塊、換熱模塊和升壓模塊，所述蒸發(fā)冷凝模塊包括海水淡化蒸發(fā)器，所述海水淡化蒸發(fā)器包括海水腔、多孔介質(zhì)、淡化蒸汽通道、導(dǎo)熱板和冷凝腔，所述降壓模塊包括降壓管路和膨脹閥，所述換熱模塊包括換熱管路和熱交換器，所述升壓模塊包括升壓管路和壓縮機(jī)。2.如權(quán)利要求1所述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，所述多孔介質(zhì)、淡化蒸汽通道和導(dǎo)熱板依次設(shè)置于海水腔和冷凝腔之間，所述海水腔的上下兩端依次連通海水進(jìn)水管路和海水出水管路，所述熱交換器設(shè)置于換熱管路上，所述換熱管路內(nèi)流通有熱工質(zhì)，所述熱工質(zhì)為換熱源，所述膨脹閥設(shè)置于降壓管路上，所述降壓管路的一端連通淡化蒸汽通道和冷凝腔，另一端連通熱交換器的進(jìn)口，所述壓縮機(jī)設(shè)置于升壓管路上，所述升壓管路的一端連通熱交換器的出口，另一端連通冷凝腔。3.如權(quán)利要求1所述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝腔的下端設(shè)有第一冷凝水管路，所述壓縮機(jī)的底部設(shè)有第二冷凝水管路。4.如權(quán)利要求1所述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(jī)由水輪機(jī)通過連桿軸帶動(dòng)，所述水輪機(jī)設(shè)置于換熱管路上，由換熱管路內(nèi)的熱工質(zhì)帶動(dòng)。5.如權(quán)利要求1所述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，所述熱工質(zhì)為工業(yè)循環(huán)水。6.如權(quán)利要求1所述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，所述海水淡化蒸發(fā)器通過多孔介質(zhì)的毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)通過海水進(jìn)水管路進(jìn)入海水淡化蒸發(fā)器內(nèi)。7.如權(quán)利要求1所述的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，所述多孔介質(zhì)為低導(dǎo)熱性材低導(dǎo)熱性材料，降低了濃鹽水排放帶走的顯熱損失。
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種壓汽式毛細(xì)驅(qū)動(dòng)海水淡化系統(tǒng)，包括蒸發(fā)冷凝模塊、降壓模塊、換熱模塊和升壓模塊，蒸發(fā)冷凝模塊包括海水淡化蒸發(fā)器，海水淡化蒸發(fā)器包括海水腔、多孔介質(zhì)、淡化蒸汽通道、導(dǎo)熱板和冷凝腔，降壓模塊包括降壓管路和膨脹閥，換熱模塊包括換熱管路和熱交換器，升壓模塊包括升壓管路和壓縮機(jī)，其特點(diǎn)在于，本發(fā)明舍棄了傳統(tǒng)淡化技術(shù)中的冷凝器，避免海水淡化中最大的熱損失-冷凝熱損失，另一方面，本發(fā)明利用毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)海水補(bǔ)液，無需泵功，特別地，使用的多孔介質(zhì)為低導(dǎo)熱性材料，大大降低了濃鹽水排放帶走的顯熱損失。
【IPC分類】C02F1/04, C02F103/08
【公開號(hào)】CN105439224
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510813598
【發(fā)明人】胡雪蛟, 章先濤
【申請(qǐng)人】江蘇潤海能源科技有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月23日