(一)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種海水淡化、食品加工、飲料生產(chǎn)、污水處理、凈水處理、中水處理、化工行業(yè)、家用水凈化、商用水凈化、家用電器所使用的凝汽源熱泵驅(qū)動多效蒸餾工藝。
(二)
背景技術(shù)：
壓汽蒸餾裝置：海水在蒸發(fā)冷凝器的蒸發(fā)側(cè)受熱而蒸餾出二次蒸汽，被水蒸汽壓縮機(jī)壓縮以提高壓力和溫度后，重新輸入蒸發(fā)冷凝器的冷凝側(cè)，作為加熱蒸汽而在凝結(jié)成為淡水的同時回收其凝結(jié)潛熱，以為其蒸發(fā)側(cè)提供海水蒸餾潛熱，使得裝置的驅(qū)動能耗降至最低；此外，補(bǔ)充海水回收取用淡水和排放鹽水中的顯熱，以使裝置的熱功效率進(jìn)一步提高。
該裝置的優(yōu)點(diǎn)如下：(1)回收二次蒸汽凝結(jié)潛熱以及取用淡水和排放鹽水的顯熱，以實現(xiàn)獨(dú)立的蒸餾操作，其中水蒸汽壓縮機(jī)的輸入軸功恰好補(bǔ)償裝置熱損；(2)裝置驅(qū)動電耗為11-120kw*h/t；(3)產(chǎn)品水質(zhì)可達(dá)飲用標(biāo)準(zhǔn)。
但是壓汽蒸餾裝置的缺點(diǎn)也制約其進(jìn)一步發(fā)展：(1)水蒸汽壓縮機(jī)的價格極其昂貴，無油技術(shù)較為復(fù)雜，從而導(dǎo)致產(chǎn)品可靠性降低、維修困難；(2)裝置屬于大型化工設(shè)備，因此難以實現(xiàn)小型化、家電化；(3)既無法避免二次蒸汽對水蒸汽壓縮機(jī)的腐蝕，也無法避免水蒸汽壓縮機(jī)對二次蒸汽的腐蝕，無法處理腐蝕性溶液和熱敏性物料，無法制取高標(biāo)準(zhǔn)注射液；(4)由于水的化學(xué)活躍度拐點(diǎn)為60℃，因此針對腐蝕性溶液或熱敏性物料，必須采用70℃以下的低溫蒸餾工藝，而在真空時由于水蒸汽的密度過低，導(dǎo)致水蒸汽壓縮機(jī)的吸氣排量和造價成百倍地高于熱泵壓縮機(jī)，使其經(jīng)濟(jì)性極差、交貨期慢長、維修成本高昂；(5)無法實現(xiàn)全溫度范圍、全容量范圍的蒸餾工藝。
(三)
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是：系統(tǒng)集成凝汽源熱泵、多效蒸餾工藝，是熱泵行業(yè)、蒸餾行業(yè)的跨界產(chǎn)品；通過凝汽源熱泵直接回收末效二次蒸汽凝結(jié)潛熱，實現(xiàn)冷凝器獨(dú)立提供首效蒸餾所需熱源，并逐效利用二次蒸汽凝結(jié)潛熱；實現(xiàn)冷凝器、多效蒸餾器、蒸發(fā)器的系統(tǒng)化設(shè)計；實現(xiàn)凝汽源熱泵驅(qū)動多效蒸餾工藝。
按照附圖1所示的凝汽源熱泵驅(qū)動多效蒸餾工藝，其由1-蒸發(fā)器；2-淡水槽；3-淡水管；4-膨脹閥；4-1-干燥過濾器；5-壓縮機(jī)；5-1-驅(qū)動設(shè)備；5-2-缸套回?zé)崞鳎?-3-過冷回?zé)崞鳎?-4-油分離器；5-5-油過濾器；5-6-流量開關(guān)；5-7-電磁閥；5-8-油冷卻器；5-9-手動閥；6-多效蒸餾器；6-1-料液進(jìn)口管；6-2-蒸餾器；6-2-i-首效冷凝蒸餾器；6-2-ii-中效凝結(jié)蒸餾器；6-2-iii-末效凝結(jié)蒸餾器；6-3-分配器；6-4-氣態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口；6-5-液態(tài)熱泵工質(zhì)出口；6-6-濃縮液出口管；6-7-不凝氣排出管；6-8-汽液分離器；6-9-預(yù)熱器；7-熱泵工質(zhì)；8-料液；9-料液流量調(diào)節(jié)閥；10-淡水；11-濃縮液；12-壓力開關(guān)；13-溫度開關(guān)；14-真空泵；15-淡水回?zé)崞鳎?6-淡水泵；17-濃縮液回?zé)崞鳎?8-濃縮液循環(huán)泵；19-料液泵；20-排氣閥；21-固液分離機(jī)；22-結(jié)晶物組成，其特征在于：
蒸發(fā)器1頂部氣態(tài)熱泵工質(zhì)出口通過管道連接壓縮機(jī)5、油分離器5-4、氣態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口6-4、首效冷凝蒸餾器6-2-i的工質(zhì)側(cè)、液態(tài)熱泵工質(zhì)出口6-5、過冷回?zé)崞?-3、干燥過濾器4-1、膨脹閥4、蒸發(fā)器1底部液態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口，組成熱泵循環(huán)回路；
油分離器5-4底部出油口通過管道連接手動閥5-9、油冷卻器5-8潤滑油側(cè)、油過濾器5-5、流量開關(guān)5-6、電磁閥5-7、手動閥5-9、壓縮機(jī)5回油口，組成油冷放熱回路；
多效蒸餾器6中的首效冷凝蒸餾器6-2-i的吸熱蒸餾表面與中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii的放熱凝結(jié)表面，組成首效熱管式蒸餾室i；
中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii的吸熱蒸餾表面與末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的放熱凝結(jié)表面，組成中效熱管式蒸餾室ii；
末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的吸熱蒸餾表面與蒸發(fā)器1的放熱凝結(jié)表面，組成末效熱管式蒸餾室iii；
各效蒸餾室的凝結(jié)水出口和淡水槽2的底部，通過淡水管3相互連接，組成淡水收集回路；
蒸發(fā)器1的底部液態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口、換熱管工質(zhì)側(cè)、頂部氣態(tài)熱泵工質(zhì)出口，組成熱泵工質(zhì)的管外取熱滿液式蒸發(fā)回路；
蒸發(fā)器1頂部氣態(tài)熱泵工質(zhì)出口管外表面設(shè)置的感溫包閉環(huán)控制膨脹閥4的開度，而膨脹閥4的出口通過管道連接蒸發(fā)器1的底部液態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口，組成熱泵工質(zhì)膨脹控制回路；
首效冷凝蒸餾器6-2-i的氣態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口6-4、換熱面工質(zhì)冷凝側(cè)、液態(tài)熱泵工質(zhì)出口6-5，組成熱泵工質(zhì)的冷凝放熱回路；
濃縮液出口管6-6、匯流三通、濃縮液循環(huán)泵18、分流三通、料液流量調(diào)節(jié)閥9、料液進(jìn)口管6-1、蒸餾器6-2的料液8進(jìn)口、分配器6-3，組成料液的蒸餾循環(huán)流量調(diào)節(jié)回路；
每效蒸餾室的內(nèi)壁設(shè)置壓力開關(guān)12和溫度開關(guān)13各一只；
真空泵14的進(jìn)氣口通過并聯(lián)管道連接各效蒸餾室底部凝結(jié)水出口的不凝氣排出管6-7和電磁閥5-7，并由每效蒸餾室內(nèi)壁設(shè)置的壓力開關(guān)12和或溫度開關(guān)13控制電磁閥5-7的開度，組成蒸餾室不凝氣排出及壓力控制回路；
淡水收集回路的總管連接淡水回?zé)崞?5的淡水10側(cè)、淡水泵16，組成淡水的取用、放熱回路；
末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的底部濃縮液出口管6-6通過匯流三通、濃縮液循環(huán)泵18、分流三通以及管道連接濃縮液回?zé)崞?7的濃縮液11側(cè)，組成濃縮液的排放、放熱回路；
料液泵19的出口通過管道連接分流三通、并聯(lián)的淡水回?zé)崞?5和濃縮液回?zé)崞?7的料液8側(cè)、匯流三通、油冷卻器5-8的料液8側(cè)、過冷回?zé)崞?-3的料液8側(cè)、料液流量調(diào)節(jié)閥9、排氣閥20的進(jìn)口，組成料液的回?zé)帷⒄{(diào)節(jié)、排氣回路；
首效冷凝蒸餾器6-2-i料液8的蒸餾循環(huán)流量調(diào)節(jié)回路中，在分流三通與料液流量調(diào)節(jié)閥9之間串聯(lián)連接一臺預(yù)熱器6-9，組成濃縮液的啟動預(yù)熱回路。
蒸餾器6-2為板式降膜蒸餾器6-2，或是管板結(jié)合式降膜蒸餾器6-2，或是管式降膜蒸餾器6-2，或是板式升膜蒸餾器6-2，或是管板結(jié)合式升膜蒸餾器6-2，或是管式升膜蒸餾器6-2。
分配器6-3是多孔式分配裝置6-3，或是管式分配裝置6-3，或是噴霧式分配裝置6-3。
末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的底部濃縮液出口管6-6通過匯流三通、濃縮液循環(huán)泵18、分流三通以及管道連接濃縮液回?zé)崞?7的濃縮液11側(cè)、固液分離機(jī)21及其結(jié)晶物22出口、結(jié)晶物22，組成濃縮液與結(jié)晶物分離回路；而固液分離機(jī)21的濃縮液11出口則通過管道連接料液泵19的進(jìn)口三通，組成濃縮液的結(jié)晶、分離、混合、循環(huán)回路。
固液分離機(jī)21是螺旋沉降離心機(jī)21；或是高速冷凍離心機(jī)21；或是碟片式離心機(jī)21；或是管式離心機(jī)21；或是傾橋式離心機(jī)21；或是籃式離心機(jī)21；或是板框式過濾機(jī)21；或是平板過濾機(jī)21；或是真空旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)21。
驅(qū)動設(shè)備5-1是電動機(jī)5-1，或是燃?xì)怛?qū)動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)5-1，或是汽油驅(qū)動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)5-1，或是柴油驅(qū)動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)5-1，或是煤油驅(qū)動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)5-1，或是斯特林外燃發(fā)動機(jī)5-1，或是燃?xì)怛?qū)動燃?xì)廨啺l(fā)動機(jī)5-1，或是煤氣驅(qū)動燃?xì)廨啺l(fā)動機(jī)5-1。
料液泵19的出口通過管道連接分流三通、并聯(lián)的淡水回?zé)崞?5和濃縮液回?zé)崞?7的料液8側(cè)、匯流三通、油冷卻器5-8的料液8側(cè)、過冷回?zé)崞?-3的料液8側(cè)、驅(qū)動設(shè)備5-1的缸套回?zé)崞?-2的料液8側(cè)、料液流量調(diào)節(jié)閥9、排氣閥20的進(jìn)口，組成料液的梯級回?zé)帷⒄{(diào)節(jié)、排氣回路。
料液8是海水8，或是城市中水8，或是城市污水8，或是鹽水8，或是酸水8，或是堿水8，或是有機(jī)溶液8，或是無機(jī)溶液8，或是工業(yè)廢水8，或是礦井苦咸水8，或是油田污水8，或是化工污水8中的一種。
淡水回?zé)崞?5是套管式換熱器15，或是殼管式換熱器15，或是板式換熱器15，或是板翅式換熱器15，或是盤管式換熱器15，或是螺旋板式換熱器15，或是板殼式換熱器15的取用淡水10預(yù)熱補(bǔ)充料液8的換熱器。
濃縮液回?zé)崞?7是套管式換熱器17，或是殼管式換熱器17，或是板式換熱器17，或是板翅式換熱器17，或是盤管式換熱器17，或是螺旋板式換熱器17，或是板殼式換熱器17的排放濃縮液11預(yù)熱補(bǔ)充料液8的換熱器。
本發(fā)明的工作原理結(jié)合附圖1說明如下：
1、凝汽源熱泵驅(qū)動多效蒸餾工藝：多效蒸餾器6中，首效冷凝蒸餾器6-2-i的換熱面釋放出熱泵冷凝熱量，以使均勻分配后形成的料液8的降膜蒸餾出70℃二次蒸汽，經(jīng)汽液分離器6-8的過濾后，而在中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii的換熱面放熱凝結(jié)成為淡水并由底部淡水管3排出，該封閉蒸餾室構(gòu)成二次蒸汽為工質(zhì)的首級開放式熱管；
中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii的換熱面吸收首效70℃二次蒸汽的凝結(jié)放熱，以使均勻分配后形成的料液8的降膜蒸餾出65℃二次蒸汽，經(jīng)汽液分離器6-8的過濾后，而在末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的換熱面放熱凝結(jié)成為淡水并由底部淡水管3排出，該封閉蒸餾室構(gòu)成二次蒸汽為工質(zhì)的中級開放式熱管；
末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的換熱面吸收中效65℃二次蒸汽的凝結(jié)放熱，以使均勻分配后形成的料液8的降膜蒸餾出60℃二次蒸汽，經(jīng)汽液分離器6-8的過濾后，而在蒸發(fā)器1的水平換熱管內(nèi)表面放熱凝結(jié)成為淡水，流至淡水槽2中再由底部淡水管3排出，以為凝汽源熱泵提供熱源，該封閉蒸餾室構(gòu)成二次蒸汽為工質(zhì)的末級開放式熱管；
各效蒸餾器6-2的凝結(jié)水出口和淡水槽2的底部，通過淡水管3相互連接，匯集淡水并排出。
2、熱泵循環(huán)：蒸發(fā)器1頂部的低壓過熱氣態(tài)熱泵工質(zhì)7被燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)動機(jī)5-1所驅(qū)動的壓縮機(jī)5壓縮成為高壓過熱氣態(tài)熱泵工質(zhì)7，再送入首效冷凝蒸餾器6-2-i的工質(zhì)側(cè)而冷凝成為高壓過冷液態(tài)熱泵工質(zhì)7，流經(jīng)過冷回?zé)崞?-3、干燥過濾器4-1，再經(jīng)膨脹閥4節(jié)流而成為低壓兩相熱泵工質(zhì)7，重新流入蒸發(fā)器1的管外側(cè)形成滿液式蒸發(fā)，以完成熱泵循環(huán)，同時把冷凝熱量釋放給首效冷凝蒸餾器6-2-i中的料液8的降膜，提供首效蒸餾潛熱。
3、熱泵工質(zhì)蒸發(fā)：蒸發(fā)器1頂部氣態(tài)熱泵工質(zhì)出口管外表面設(shè)置的感溫包閉環(huán)控制膨脹閥4的開度，以使低壓兩相熱泵工質(zhì)7從下至上流經(jīng)底部液態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口、蒸發(fā)器1的水平換熱管外側(cè)、頂部氣態(tài)熱泵工質(zhì)出口，以提取末效蒸餾出60℃二次蒸汽的凝結(jié)潛熱而滿液式蒸發(fā)成為低壓過熱氣體。
4、熱泵工質(zhì)冷凝放熱：高壓過熱氣態(tài)熱泵工質(zhì)7流經(jīng)氣態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口6-4、首效冷凝蒸餾器6-2-i的工質(zhì)側(cè)、液態(tài)熱泵工質(zhì)出口6-5，其中分段釋放過熱顯熱、冷凝潛熱、過冷顯熱，而冷凝成為高壓過冷液態(tài)熱泵工質(zhì)7。
5、缸套放熱：驅(qū)動設(shè)備5-1的缸套循環(huán)冷卻水及煙氣循環(huán)冷卻水流經(jīng)缸套回?zé)崞?-2的冷卻水側(cè)，以釋放其顯熱后降溫。
6、油冷放熱：經(jīng)油分離器5-4所分離出的壓縮機(jī)高溫潤滑油，依據(jù)壓差流經(jīng)其底部出油口、手動閥5-9、油冷卻器5-8潤滑油側(cè)、油過濾器5-5、流量開關(guān)5-6、電磁閥5-7、手動閥5-9、壓縮機(jī)5的回油口，以釋放其顯熱后降溫。
7、過冷放熱：冷凝成為高壓過冷的液態(tài)熱泵工質(zhì)7，流經(jīng)液態(tài)熱泵工質(zhì)出口6-5、過冷回?zé)崞?-3工質(zhì)側(cè)，以釋放其顯熱后降溫過冷。
8、料液梯級回?zé)幔河闪弦罕?9所驅(qū)動的料液8，先被并聯(lián)的淡水回?zé)崞?5和濃縮液回?zé)崞?7初步回?zé)嵘郎睾螅偬菁壔厥沼屠鋮s器5-8的油冷顯熱、過冷回?zé)崞?-3的過冷顯熱、缸套回?zé)崞?-2的缸套顯熱，以被梯級回?zé)嶂潦仔д麴s所需溫度。
9、料液逐效蒸餾、濃縮：梯級回?zé)嵘郎睾蟮牧弦?再經(jīng)料液流量調(diào)節(jié)閥9的流量調(diào)節(jié)和排氣閥20的氣液分離，而與首效冷凝蒸餾器6-2-i濃縮液出口管6-6的濃縮液11混合，再由濃縮液循環(huán)泵18驅(qū)動后，一部分經(jīng)分流三通、預(yù)熱器6-9、料液流量調(diào)節(jié)閥9、料液進(jìn)口管6-1流入首效冷凝蒸餾器6-2-i上部的料液8進(jìn)口，再經(jīng)分配器6-3的分配后依重力作用而在換熱面提取熱泵工質(zhì)7的冷凝放熱，均勻降膜蒸餾出二次蒸汽，并從上部蒸汽出口流至中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii的上部蒸汽進(jìn)口，而蒸餾出的濃縮液11則從底部濃縮液出口管6-6排出。
首效冷凝蒸餾器6-2-i的循環(huán)蒸餾料液8的一部分經(jīng)分流三通、匯流三通，而與中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii濃縮液出口管6-6的濃縮液11混合，再由濃縮液循環(huán)泵18驅(qū)動后，一部分經(jīng)分流三通、料液流量調(diào)節(jié)閥9、料液進(jìn)口管6-1流入中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii上部的料液8進(jìn)口，再經(jīng)分配器6-3的分配后依重力作用而在換熱面提取首效二次蒸汽的凝結(jié)放熱，均勻降膜蒸餾出二次蒸汽，并從上部蒸汽出口流至末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的上部蒸汽進(jìn)口，而蒸餾出的濃縮液11則從底部濃縮液出口管6-6排出。
中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii的循環(huán)蒸餾料液8的一部分經(jīng)分流三通、匯流三通，而與末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii濃縮液出口管6-6的濃縮液11混合，再由濃縮液循環(huán)泵18驅(qū)動后，一部分經(jīng)分流三通、料液流量調(diào)節(jié)閥9、料液進(jìn)口管6-1流入末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii上部的料液8進(jìn)口，再經(jīng)分配器6-3的分配后依重力作用而在換熱面提取中效二次蒸汽的凝結(jié)放熱，均勻降膜蒸餾出二次蒸汽，并從上部蒸汽出口流至蒸發(fā)器1一端的蒸汽進(jìn)口，而蒸餾出的濃縮液11則從底部濃縮液出口管6-6排出。
從而實現(xiàn)料液8的逐效循環(huán)蒸餾與濃縮。
10、濃縮液放熱降溫：從末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii底部濃縮液出口管6-6排出的濃縮液11由濃縮液循環(huán)泵18驅(qū)動，一部分流經(jīng)濃縮液回?zé)崞?7的濃縮液11側(cè)，以在排放濃縮液11的同時，向料液8釋放其顯熱而降溫。
11、各效蒸餾室的不凝氣排出及壓力控制：開啟真空泵14，并由各效蒸餾室內(nèi)壁設(shè)置的壓力開關(guān)12和或溫度開關(guān)13控制不凝氣排出管6-7上的電磁閥5-7開度，以在排出不凝氣的同時控制各效蒸餾室壓力。
12、淡水放熱降溫：各效蒸餾室的凝結(jié)水出口和淡水槽2底部的淡水10由淡水泵16驅(qū)動，通過淡水管3流經(jīng)淡水回?zé)崞?5的淡水10側(cè)，以在取用淡水10的同時，向料液8釋放其顯熱而降溫。
13、分離結(jié)晶物：向料液8釋放其顯熱而降至常溫并析出結(jié)晶物22的濃縮液11，再經(jīng)固液分離機(jī)21而分離出結(jié)晶物22與濃縮液11，結(jié)晶物22則由輸送帶送至收集池待用。
14、循環(huán)處理：由固液分離機(jī)21分離出的濃縮液11流經(jīng)料液泵19的進(jìn)口三通而與補(bǔ)充料液8混合，再由料液泵19驅(qū)動返回多效蒸餾器6中循環(huán)處理，以實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的零排放。
15、啟動預(yù)熱：多效蒸餾器6啟動運(yùn)行時，先開啟預(yù)熱器6-9，以循環(huán)預(yù)熱濃縮液11至首效蒸餾溫度并實現(xiàn)第一輪的多效蒸餾，再由熱泵蒸發(fā)器1回收第一輪的末效二次蒸汽凝結(jié)潛熱，并在首效冷凝蒸餾器6-2-i的換熱面提供第二輪首效蒸餾潛熱，待多效蒸餾器6穩(wěn)定運(yùn)行后，則關(guān)閉預(yù)熱器6-9。
因此與現(xiàn)有多效蒸餾工藝相比較，本發(fā)明技術(shù)優(yōu)勢如下：
(1)系統(tǒng)集成凝汽源熱泵、多效蒸餾工藝，是熱泵行業(yè)、蒸餾行業(yè)的跨界產(chǎn)品；
(2)通過凝汽源熱泵直接回收末效二次蒸汽凝結(jié)潛熱，實現(xiàn)冷凝器獨(dú)立提供首效蒸餾所需熱源，并逐效利用二次蒸汽凝結(jié)潛熱；
(3)實現(xiàn)冷凝器、多效蒸餾器、蒸發(fā)器的系統(tǒng)化設(shè)計；
(4)實現(xiàn)凝汽源熱泵驅(qū)動多效蒸餾工藝。
因此與現(xiàn)有多效蒸餾工藝相比較，本發(fā)明技術(shù)優(yōu)勢如下：系統(tǒng)集成凝汽源熱泵、多效蒸餾工藝，是熱泵行業(yè)、蒸餾行業(yè)的跨界產(chǎn)品；通過凝汽源熱泵直接回收末效二次蒸汽凝結(jié)潛熱，實現(xiàn)冷凝器獨(dú)立提供首效蒸餾所需熱源，并逐效利用二次蒸汽凝結(jié)潛熱；實現(xiàn)冷凝器、多效蒸餾器、蒸發(fā)器的系統(tǒng)化設(shè)計；實現(xiàn)凝汽源熱泵驅(qū)動多效蒸餾工藝。
(四)附圖說明
附圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。
如附圖1所示，其中：1-蒸發(fā)器；2-淡水槽；3-淡水管；4-膨脹閥；4-1-干燥過濾器；5-壓縮機(jī)；5-1-驅(qū)動設(shè)備；5-2-缸套回?zé)崞鳎?-3-過冷回?zé)崞鳎?-4-油分離器；5-5-油過濾器；5-6-流量開關(guān)；5-7-電磁閥；5-8-油冷卻器；5-9-手動閥；6-多效蒸餾器；6-1-料液進(jìn)口管；6-2-蒸餾器；6-2-i-首效冷凝蒸餾器；6-2-ii-中效凝結(jié)蒸餾器；6-2-iii-末效凝結(jié)蒸餾器；6-3-分配器；6-4-氣態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口；6-5-液態(tài)熱泵工質(zhì)出口；6-6-濃縮液出口管；6-7-不凝氣排出管；6-8-汽液分離器；6-9-預(yù)熱器；7-熱泵工質(zhì)；8-料液；9-料液流量調(diào)節(jié)閥；10-淡水；11-濃縮液；12-壓力開關(guān)；13-溫度開關(guān)；14-真空泵；15-淡水回?zé)崞鳎?6-淡水泵；17-濃縮液回?zé)崞鳎?8-濃縮液循環(huán)泵；19-料液泵；20-排氣閥；21-固液分離機(jī)；22-結(jié)晶物。
(五)具體實施方式
本發(fā)明提出的凝汽源熱泵驅(qū)動多效蒸餾工藝實施例如附圖1所示，現(xiàn)說明如下：其由蒸發(fā)取熱量664kw、水平設(shè)置、紫銅管制造的蒸發(fā)器1；0.3m3的淡水槽2；直徑10mm/壁厚1mm/總長1600mm的不銹鋼管淡水管3；接口直徑60mm/壁厚1mm的紫銅熱力膨脹閥4；接口直徑60mm/壁厚1mm的紫銅干燥過濾器4-1；吸氣量600m3/h的壓縮機(jī)5；輸出軸功率109kw的燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)動機(jī)5-1；缸套冷卻及煙氣回?zé)崃?09kw的缸套回?zé)崞?-2；回?zé)崃?3kw的過冷回?zé)崞?-3；回?zé)崃?kw的油分離器5-4；接口直徑19mm/壁厚1mm的紫銅油過濾器5-5；接口直徑19mm/壁厚1mm的紫銅流量開關(guān)5-6；接口直徑19mm/壁厚1mm的紫銅電磁閥5-7；接口直徑19mm/壁厚1mm/冷卻量9kw的紫銅油冷卻器5-8；接口直徑19mm/壁厚1mm的紫銅手動閥5-9；多效蒸餾器6；直徑60mm/壁厚2.5mm/長度600mm的不銹鋼管料液進(jìn)口管6-1；蒸餾器6-2；直徑1200mm/高度2000mm/冷凝放熱量773kw的首效冷凝蒸餾器6-2-i；直徑1200mm/高度2000mm/冷凝放熱量772kw的中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii；直徑1200mm/高度2000mm/冷凝放熱量771kw的末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii；分配器6-3；直徑90mm/壁厚1.5mm/長度200mm的紫銅管氣態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口6-4；直徑40mm/壁厚1.5mm/長度100mm的紫銅管液態(tài)熱泵工質(zhì)出口6-5；直徑45mm/壁厚1.5mm/長度150mm的不銹鋼管濃縮液出口管6-6；接口直徑9mm/壁厚0.9mm/長度150mm的紫銅管不凝氣排出管6-7；圓形、絲網(wǎng)式汽液分離器6-8；電加熱功率200kw的預(yù)熱器6-9；r134a熱泵工質(zhì)7；進(jìn)口溫度20℃、流量11.58t/h、濃度35000ppm的海水8；接口直徑60mm/壁厚2.5mm/長度150mm的不銹鋼料液流量調(diào)節(jié)閥9；出口溫度25℃、流量5.79t/h、濃度50ppm的淡水10；出口溫度25℃、流量5.79t/h、濃度70000ppm的鹽水11；0.5bar-2.0bar的壓力開關(guān)12；0℃-120℃的溫度開關(guān)13；抽氣流量3m3/min的真空泵14；回?zé)崃?00kw的套管式淡水回?zé)崞?5；流量5.79t/h、揚(yáng)程5mh2o的淡水泵16；回?zé)崃?00kw的套管式濃縮液回?zé)崞?7；流量5.79t/h、揚(yáng)程5mh2o的濃縮液循環(huán)泵18；流量11.58t/h、揚(yáng)程5mh2o的料液泵19；接口直徑60mm/壁厚2.5mm/長度160mm的不銹鋼管排氣閥20；濃縮液11處理流量5.79t/h的螺旋沉降離心機(jī)21；溫度25℃、質(zhì)量濃度85％、流量1t/h的結(jié)晶鹽22組成。
蒸發(fā)器1頂部氣態(tài)熱泵工質(zhì)出口通過管道連接壓縮機(jī)5、油分離器5-4、氣態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口6-4、首效冷凝蒸餾器6-2-i的工質(zhì)側(cè)、液態(tài)熱泵工質(zhì)出口6-5、過冷回?zé)崞?-3、干燥過濾器4-1、膨脹閥4、蒸發(fā)器1底部液態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口，組成熱泵循環(huán)回路；
油分離器5-4底部出油口通過管道連接手動閥5-9、油冷卻器5-8潤滑油側(cè)、油過濾器5-5、流量開關(guān)5-6、電磁閥5-7、手動閥5-9、壓縮機(jī)5回油口，組成油冷放熱回路；
多效蒸餾器6中的首效冷凝蒸餾器6-2-i的吸熱蒸餾表面與中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii的放熱凝結(jié)表面，組成首效熱管式蒸餾室i；
中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii的吸熱蒸餾表面與末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的放熱凝結(jié)表面，組成中效熱管式蒸餾室ii；
末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的吸熱蒸餾表面與蒸發(fā)器1的放熱凝結(jié)表面，組成末效熱管式蒸餾室iii；
各效蒸餾室的凝結(jié)水出口和淡水槽2的底部，通過淡水管3相互連接，組成淡水收集回路；
蒸發(fā)器1的底部液態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口、換熱管工質(zhì)側(cè)、頂部氣態(tài)熱泵工質(zhì)出口，組成熱泵工質(zhì)的管外取熱滿液式蒸發(fā)回路；
蒸發(fā)器1頂部氣態(tài)熱泵工質(zhì)出口管外表面設(shè)置的感溫包閉環(huán)控制膨脹閥4的開度，而膨脹閥4的出口通過管道連接蒸發(fā)器1的底部液態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口，組成熱泵工質(zhì)膨脹控制回路；
首效冷凝蒸餾器6-2-i的氣態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口6-4、換熱面工質(zhì)冷凝側(cè)、液態(tài)熱泵工質(zhì)出口6-5，組成熱泵工質(zhì)的冷凝放熱回路；
濃縮液出口管6-6、匯流三通、濃縮液循環(huán)泵18、分流三通、料液流量調(diào)節(jié)閥9、料液進(jìn)口管6-1、蒸餾器6-2的料液8進(jìn)口、分配器6-3，組成料液的蒸餾循環(huán)流量調(diào)節(jié)回路；
每效蒸餾室的內(nèi)壁設(shè)置壓力開關(guān)12和溫度開關(guān)13各一只；
真空泵14的進(jìn)氣口通過并聯(lián)管道連接各效蒸餾室底部凝結(jié)水出口的不凝氣排出管6-7和電磁閥5-7，并由每效蒸餾室內(nèi)壁設(shè)置的壓力開關(guān)12和或溫度開關(guān)13控制電磁閥5-7的開度，組成蒸餾室不凝氣排出及壓力控制回路；
淡水收集回路的總管連接淡水回?zé)崞?5的淡水10側(cè)、淡水泵16，組成淡水的取用、放熱回路；
末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的底部濃縮液出口管6-6通過匯流三通、濃縮液循環(huán)泵18、分流三通以及管道連接濃縮液回?zé)崞?7的濃縮液11側(cè)，組成濃縮液的排放、放熱回路；
料液泵19的出口通過管道連接分流三通、并聯(lián)的淡水回?zé)崞?5和濃縮液回?zé)崞?7的料液8側(cè)、匯流三通、油冷卻器5-8的料液8側(cè)、過冷回?zé)崞?-3的料液8側(cè)、驅(qū)動設(shè)備5-1的缸套回?zé)崞?-2的料液8側(cè)、料液流量調(diào)節(jié)閥9、排氣閥20的進(jìn)口，組成料液的梯級回?zé)?、調(diào)節(jié)、排氣回路。
首效冷凝蒸餾器6-2-i料液8的蒸餾循環(huán)流量調(diào)節(jié)回路中，在分流三通與料液流量調(diào)節(jié)閥9之間串聯(lián)連接一臺預(yù)熱器6-9，組成濃縮液的啟動預(yù)熱回路。
蒸餾器6-2為板式降膜蒸餾器6-2，或是管板結(jié)合式降膜蒸餾器6-2，或是管式降膜蒸餾器6-2，或是板式升膜蒸餾器6-2，或是管板結(jié)合式升膜蒸餾器6-2，或是管式升膜蒸餾器6-2。
分配器6-3是多孔式分配裝置6-3，或是管式分配裝置6-3，或是噴霧式分配裝置6-3。
末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的底部濃縮液出口管6-6通過匯流三通、濃縮液循環(huán)泵18、分流三通以及管道連接濃縮液回?zé)崞?7的濃縮液11側(cè)、固液分離機(jī)21及其結(jié)晶物22出口、結(jié)晶物22，組成濃縮液與結(jié)晶物分離回路；而固液分離機(jī)21的濃縮液11出口則通過管道連接料液泵19的進(jìn)口三通，組成濃縮液的結(jié)晶、分離、混合、循環(huán)回路。
固液分離機(jī)21是螺旋沉降離心機(jī)21。
驅(qū)動設(shè)備5-1是燃?xì)怛?qū)動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)5-1。
料液8是海水8。
淡水回?zé)崞?5是套管式換熱器15。
濃縮液回?zé)崞?7是套管式換熱器17。
本發(fā)明實施例中：
1、凝汽源熱泵驅(qū)動多效蒸餾工藝：多效蒸餾器6中，首效冷凝蒸餾器6-2-i的換熱面釋放出773kw的熱泵冷凝熱量，以使均勻分配后形成的料液8的降膜蒸餾出70℃、流量1.16t/h的二次蒸汽，經(jīng)汽液分離器6-8的過濾后，而在中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii的換熱面放熱凝結(jié)成為淡水并由底部淡水管3排出，該封閉蒸餾室構(gòu)成二次蒸汽為工質(zhì)的首級70℃、換熱量773kw的開放式熱管；
中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii的換熱面吸收首效70℃二次蒸汽772kw的凝結(jié)放熱，以使均勻分配后形成的料液8的降膜蒸餾出65℃、流量1.16t/h的二次蒸汽，經(jīng)汽液分離器6-8的過濾后，而在末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的換熱面放熱凝結(jié)成為淡水并由底部淡水管3排出，該封閉蒸餾室構(gòu)成二次蒸汽為工質(zhì)的中級65℃、換熱量772kw的開放式熱管；
末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的換熱面吸收中效65℃二次蒸汽771kw的凝結(jié)放熱，以使均勻分配后形成的料液8的降膜蒸餾出60℃、流量1.16t/h的二次蒸汽，經(jīng)汽液分離器6-8的過濾后，而在蒸發(fā)器1的水平換熱管內(nèi)表面放熱凝結(jié)成為淡水，流至淡水槽2中再由底部淡水管3排出，以為凝汽源熱泵提供熱源，該封閉蒸餾室構(gòu)成二次蒸汽為工質(zhì)的末級60℃、換熱量771kw的開放式熱管；
各效蒸餾器6-2的凝結(jié)水出口和淡水槽2的底部，通過淡水管3相互連接，匯集淡水并排出。
2、熱泵循環(huán)：蒸發(fā)器1頂部的低壓過熱氣態(tài)熱泵工質(zhì)7被輸出軸功率109kw的燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)動機(jī)5-1所驅(qū)動的壓縮機(jī)5壓縮成為高壓過熱氣態(tài)熱泵工質(zhì)7，再送入首效冷凝蒸餾器6-2-i的工質(zhì)側(cè)而冷凝成為高壓過冷液態(tài)熱泵工質(zhì)7，流經(jīng)過冷回?zé)崞?-3、干燥過濾器4-1，再經(jīng)膨脹閥4節(jié)流而成為低壓兩相熱泵工質(zhì)7，重新流入蒸發(fā)器1的管外側(cè)形成滿液式蒸發(fā)，以完成熱泵循環(huán)，同時把773kw的冷凝熱量釋放給首效冷凝蒸餾器6-2-i中溫度67℃、流量11.58t/h的料液8的降膜，提供首效蒸餾潛熱。
3、熱泵工質(zhì)蒸發(fā)：蒸發(fā)器1頂部氣態(tài)熱泵工質(zhì)出口管外表面設(shè)置的感溫包閉環(huán)控制膨脹閥4的開度，以使低壓兩相r134a熱泵工質(zhì)7從下至上流經(jīng)底部液態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口、蒸發(fā)器1的水平換熱管外側(cè)、頂部氣態(tài)熱泵工質(zhì)出口，以提取末效蒸餾出60℃二次蒸汽的凝結(jié)潛熱而滿液式蒸發(fā)成為低壓過熱氣體。
4、熱泵工質(zhì)冷凝放熱：高壓過熱氣態(tài)熱泵工質(zhì)7流經(jīng)氣態(tài)熱泵工質(zhì)進(jìn)口6-4、首效冷凝蒸餾器6-2-i的工質(zhì)側(cè)、液態(tài)熱泵工質(zhì)出口6-5，其中分段釋放過熱顯熱、冷凝潛熱、過冷顯熱，而冷凝成為高壓過冷液態(tài)熱泵工質(zhì)7。
5、缸套放熱：驅(qū)動設(shè)備5-1的缸套循環(huán)冷卻水及煙氣循環(huán)冷卻水流經(jīng)缸套回?zé)崞?-2的冷卻水側(cè)，以釋放其顯熱后降溫。
6、油冷放熱：經(jīng)油分離器5-4所分離出的壓縮機(jī)高溫潤滑油，依據(jù)壓差流經(jīng)其底部出油口、手動閥5-9、油冷卻器5-8潤滑油側(cè)、油過濾器5-5、流量開關(guān)5-6、電磁閥5-7、手動閥5-9、壓縮機(jī)5的回油口，以釋放其顯熱后降溫。
7、過冷放熱：冷凝成為高壓過冷的液態(tài)熱泵工質(zhì)7，流經(jīng)液態(tài)熱泵工質(zhì)出口6-5、過冷回?zé)崞?-3工質(zhì)側(cè)，以釋放其顯熱后降溫過冷。
8、料液梯級回?zé)幔河闪弦罕?9所驅(qū)動進(jìn)口溫度20℃、流量11.58t/h、鹽濃度35000ppm的料液8，先被并聯(lián)的淡水回?zé)崞?5和濃縮液回?zé)崞?7初步回?zé)嵘郎睾螅偬菁壔厥沼屠鋮s器5-8的9kw油冷顯熱、過冷回?zé)崞?-3的33kw過冷顯熱、缸套回?zé)崞?-2的109kw缸套顯熱，以被梯級回?zé)嶂潦仔д麴s所需67℃。
9、料液逐效蒸餾、濃縮：梯級回?zé)嵘郎睾蟮牧弦?再經(jīng)料液流量調(diào)節(jié)閥9的流量調(diào)節(jié)和排氣閥20的氣液分離，而與首效冷凝蒸餾器6-2-i濃縮液出口管6-6的濃縮液11混合，再由濃縮液循環(huán)泵18驅(qū)動后，一部分經(jīng)分流三通、預(yù)熱器6-9、料液流量調(diào)節(jié)閥9、料液進(jìn)口管6-1流入首效冷凝蒸餾器6-2-i上部的料液8進(jìn)口，再經(jīng)分配器6-3的分配后依重力作用而在換熱面提取熱泵工質(zhì)7的773kw冷凝放熱，均勻降膜蒸餾出70℃、流量1.16t/h的二次蒸汽，并從上部蒸汽出口流至中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii的上部蒸汽進(jìn)口，而蒸餾出的濃縮液11則從底部濃縮液出口管6-6排出。
首效冷凝蒸餾器6-2-i的循環(huán)蒸餾料液8的一部分經(jīng)分流三通、匯流三通，而與中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii濃縮液出口管6-6的濃縮液11混合，再由濃縮液循環(huán)泵18驅(qū)動后，一部分經(jīng)分流三通、料液流量調(diào)節(jié)閥9、料液進(jìn)口管6-1流入中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii上部的料液8進(jìn)口，再經(jīng)分配器6-3的分配后依重力作用而在換熱面提取首效二次蒸汽的772kw凝結(jié)放熱，均勻降膜蒸餾出65℃、流量1.16t/h的二次蒸汽，并從上部蒸汽出口流至末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii的上部蒸汽進(jìn)口，而蒸餾出的濃縮液11則從底部濃縮液出口管6-6排出。
中效凝結(jié)蒸餾器6-2-ii的循環(huán)蒸餾料液8的一部分經(jīng)分流三通、匯流三通，而與末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii濃縮液出口管6-6的濃縮液11混合，再由濃縮液循環(huán)泵18驅(qū)動后，一部分經(jīng)分流三通、料液流量調(diào)節(jié)閥9、料液進(jìn)口管6-1流入末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii上部的料液8進(jìn)口，再經(jīng)分配器6-3的分配后依重力作用而在換熱面提取中效二次蒸汽的771kw凝結(jié)放熱，均勻降膜蒸餾出60℃、流量1.16t/h的二次蒸汽，并從上部蒸汽出口流至蒸發(fā)器1一端的蒸汽進(jìn)口，而蒸餾出的濃縮液11則從底部濃縮液出口管6-6排出。
從而實現(xiàn)料液8的逐效循環(huán)蒸餾與濃縮。
10、濃縮液放熱降溫：從末效凝結(jié)蒸餾器6-2-iii底部濃縮液出口管6-6排出溫度66℃、鹽濃度70000ppm的濃縮液11由流量5.79t/h的濃縮液循環(huán)泵18驅(qū)動，一部分流經(jīng)濃縮液回?zé)崞?7的濃縮液11側(cè)，以在排放濃縮液11的同時，向料液8釋放其顯熱而降溫至25℃。
11、各效蒸餾室的不凝氣排出及壓力控制：開啟抽氣流量3m3/min的真空泵14，并由各效蒸餾室內(nèi)壁設(shè)置的壓力開關(guān)12和或溫度開關(guān)13控制不凝氣排出管6-7上的電磁閥5-7開度，以在排出不凝氣的同時控制各效蒸餾室壓力。
12、淡水放熱降溫：各效蒸餾室的凝結(jié)水出口和淡水槽2底部溫度63℃、鹽濃度50ppm的淡水10由流量5.79t/h的淡水泵16驅(qū)動，通過淡水管3流經(jīng)淡水回?zé)崞?5的淡水10側(cè)，以在取用淡水10的同時，向料液8釋放其顯熱而降溫至25℃。
13、分離結(jié)晶物：向料液8釋放其顯熱而降溫至25℃并析出結(jié)晶物22的濃縮液11，再經(jīng)濃縮液11處理流量5.79t/h的螺旋沉降離心機(jī)21而分離出溫度25℃、質(zhì)量濃度85％、流量1t/h的結(jié)晶物22與溫度25℃、質(zhì)量濃度15％、流量4.79t/h的濃縮液11，結(jié)晶物22則由輸送帶送至收集池待用。
14、循環(huán)處理：由螺旋沉降離心機(jī)21分離出溫度25℃、質(zhì)量濃度15％、流量4.79t/h的濃縮液11流經(jīng)料液泵19的進(jìn)口三通而與補(bǔ)充料液8混合，再由料液泵19驅(qū)動返回多效蒸餾器6中循環(huán)處理，以實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的零排放。
15、啟動預(yù)熱：多效蒸餾器6啟動運(yùn)行時，先開啟預(yù)熱器6-9，以循環(huán)預(yù)熱濃縮液11至首效蒸餾溫度并實現(xiàn)第一輪的多效蒸餾，再由熱泵蒸發(fā)器1回收第一輪的末效二次蒸汽凝結(jié)潛熱，并在首效冷凝蒸餾器6-2-i的換熱面提供第二輪首效蒸餾潛熱，待多效蒸餾器6穩(wěn)定運(yùn)行后，則關(guān)閉預(yù)熱器6-9。