本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種空氣型浸沒蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置及其方法，它包括浸沒燃燒蒸餾裝置、溴化鋰吸收式熱泵、低溫多效蒸餾裝置、鼓風(fēng)機(jī)、熱管換熱器、引風(fēng)機(jī)、氣水分離器、海水儲罐。浸沒燃燒蒸餾裝置的空氣進(jìn)口與熱管換熱器空氣側(cè)以及鼓風(fēng)機(jī)連接，水蒸汽及濕熱空氣出口與溴化鋰吸收式熱泵蒸發(fā)器的殼體進(jìn)口連接；溴化鋰吸收式熱泵蒸發(fā)器的殼體出口與氣水分離器連接，在連接管道上設(shè)置引風(fēng)機(jī)；溴化鋰吸收式熱泵發(fā)生器的換熱管道與熱管換熱器煙氣側(cè)連接，溴化鋰吸收式熱泵冷凝器的冷卻管道作為低溫多效蒸餾裝置首效裝置的加熱蒸汽管道。本發(fā)明專利技術(shù)具有煙氣余熱回收利用率高、裝置熱效率高、淡水產(chǎn)量大，淡化成本低等優(yōu)點(diǎn)，可被廣泛應(yīng)用于海水淡化領(lǐng)域中。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于海水淡化
，特別是涉及一種結(jié)合吸收式熱泵的。
技術(shù)介紹
海水淡化是解決淡水資源短缺問題的有效的戰(zhàn)略途徑，它是世界范圍內(nèi)涉及人類生存和社會發(fā)展的長遠(yuǎn)而重大的問題。目前海水淡化方法主要是蒸餾法(如低溫多效蒸發(fā)、 多級閃蒸、壓汽蒸餾)和膜法(如反滲透)。蒸餾法具有可利用低品位熱源、裝置生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的海水淡化技術(shù)。其中低溫多效蒸發(fā)的換熱過程是沸騰和冷凝的相變過程，具有較高的傳熱效率，同時低溫技術(shù)又有效避免和減緩了設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢問題，因此與其他蒸餾法相比其技術(shù)上具有更多的優(yōu)越性。目前，上述蒸餾法的加熱方式都是用水蒸汽作為熱源進(jìn)行間接熱交換，不僅需要消耗大量飽和蒸汽，而且有溫差換熱依然存在能耗較高的問題，這兩點(diǎn)都直接影響了海水淡化的成本。現(xiàn)在我國余熱資源的潛力依然是非常巨大的，若采用煙氣替代水蒸汽作為熱源，將進(jìn)一步降低海水淡化的成本。但是上述蒸餾法的加熱方式若采用煙氣作為熱源進(jìn)行間接熱交換，必然依然存在煙氣側(cè)傳熱系數(shù)低，煙氣的能量利用率低下等缺點(diǎn)，因此限制了利用煙氣進(jìn)行海水淡化的相關(guān)技術(shù)發(fā)展。 而浸沒燃燒蒸餾技術(shù)是利用煙氣作為熱源通入海水內(nèi)部進(jìn)行直接熱交換，有效地避免了上述問題，實(shí)現(xiàn)了對煙氣余熱的最大回收和利用。浸沒燃燒蒸餾技術(shù)的工作原理為將燃料與空氣送入浸沒于海水中的燃燒室進(jìn)行完全燃燒，高溫?zé)煔饨?jīng)噴嘴直接噴入海水中，海水即被加熱并被攪拌，產(chǎn)生的蒸汽與煙氣一道排走，將蒸汽與煙氣分離后液化即得淡水。這種淡化方法的加熱方式是高溫?zé)煔馀c海水直接接觸發(fā)生傳熱傳質(zhì)過程，與間接加熱方式相比，具有傳熱速率快，熱利用率高，結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)還包括沒有固定的傳熱面，不存在鍋垢問題；攪拌激烈 ，懸浮物難以沉淀，清理方便等。但是該技術(shù)中由于水蒸汽和煙氣難以完全分離，并且淡水不可避免地受到煙氣的污染，造成得到的淡水難以直接飲用，極大地限制了該技術(shù)的使用，因此該技術(shù)必須進(jìn)一步革新才能真正進(jìn)入實(shí)用階段。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個目的在于提供一種余熱回收利用率高、熱效率高的空氣型浸沒蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置。本專利技術(shù)的另一個目的在于提供一種將浸沒燃燒蒸餾技術(shù)與低溫多效蒸發(fā)技術(shù)耦合起來的海水淡化方法。本專利技術(shù)的目的是通過下述的技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的一種空氣型浸沒蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置，其特征在于它包括浸沒燃燒蒸餾裝置、溴化鋰吸收式熱泵、低溫多效蒸餾裝置、鼓風(fēng)機(jī)、熱管換熱器、引風(fēng)機(jī)、氣水分離器、海水儲罐；所述的浸沒燃燒蒸餾裝置的空氣進(jìn)口與熱管換熱器連接，熱管換熱器空氣側(cè)入口與鼓風(fēng)機(jī)連接；所述的溴化鋰吸收式熱泵包括蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器、冷凝器、工質(zhì)泵、節(jié)流閥以及相應(yīng)管道；所述的吸收器和發(fā)生器的內(nèi)部空間皆設(shè)置換熱管道，吸收器的殼體和發(fā)生器的殼體通過兩根管道連通并在該兩根管道上分別安裝工質(zhì)泵和節(jié)流閥，蒸發(fā)器的殼體通過管道分別與浸沒燃燒蒸餾裝置的水蒸汽出口和引風(fēng)機(jī)入口端連通，引風(fēng)機(jī)出口與氣水分離器連接，發(fā)生器的換熱管道與熱管換熱器煙氣側(cè)出口連接，溴化鋰吸收式熱泵冷凝器的冷卻管道作為低溫多效蒸餾裝置首效裝置的加熱蒸汽管道，在蒸發(fā)器的底部設(shè)置疏水筒；所述的海水儲罐通過管道分別與浸沒燃燒蒸餾裝置、溴化鋰吸收式熱泵、氣水分離器、 低溫多效蒸餾裝置連接。所述的浸沒燃燒蒸餾裝置由密閉水箱、浸沒管、鼓泡頭組成；密閉水箱側(cè)壁設(shè)有海水進(jìn)口并通過管道與海水儲罐連通，頂部設(shè)有水蒸汽及濕熱空氣出口，底部設(shè)有排污口 ； 浸沒管呈間距排列方式豎直布置在密閉水箱的內(nèi)部空間，每根浸沒管的底部各連接一個呈圓柱狀多孔結(jié)構(gòu)的鼓泡頭。所述的低溫多效蒸餾裝置的首效裝置與溴化鋰吸收式熱泵的冷凝器是同一個容器，冷凝器的冷卻管道作為首效裝置的加熱蒸汽管道，其余各效裝置的加熱蒸汽進(jìn)口均與上一效裝置的二次蒸汽出口連通，末效裝置的二次蒸汽出口與凝汽器的水蒸汽進(jìn)口連通； 除首末兩效外的其余各效裝置加熱蒸汽冷凝水出口和凝汽器的冷凝水出口均與淡水管路連接；各效裝置的頂端通過管道與海水儲罐的海水出口連通，各效裝置的底端通過管道相互連通，末效裝置的底端設(shè)置排污口。所述的鼓風(fēng)機(jī)通過管道與熱管換熱器的空氣側(cè)入口端連接；所述的熱管換熱器的空氣側(cè)出口端通過管道與浸沒燃燒蒸餾裝置的浸沒管連接，煙氣側(cè)出口端通過管道與溴化鋰吸收式熱泵發(fā)生器內(nèi)布置的換熱管道連接；所述的氣水分離器的中部端口通過管道與引風(fēng)機(jī)出口端連通，頂部設(shè)有排空氣口，底部設(shè)有凝結(jié)水出口。所述的海水儲罐側(cè)壁設(shè)有一個海水進(jìn)口和兩個海水出口，海水進(jìn)口通過管道與凝汽器的管程以及溴化鋰吸收式熱泵吸收器內(nèi)布置的換熱管道連接，一個海水出口通過水泵與浸沒燃燒蒸餾裝置的海水進(jìn)口連通，另一個海水出口通過水泵與低溫多效蒸餾裝置各效裝置的頂端連通，海水儲罐內(nèi)部空間設(shè)有換熱管道與疏水筒的凝結(jié)水出口以及氣水分離器的凝結(jié)水出口連通。利用上述空氣型浸沒蒸餾-多效蒸發(fā)海水淡化裝置的海水淡化方法，其特征在于包括以下過程1)兩路進(jìn)料海水分別經(jīng)過溴化鋰吸收式熱泵吸收器的換熱管道和低溫多效蒸餾裝置凝汽器的管程，吸收熱量后進(jìn)入海水儲罐；2)海水儲罐中的海水由水泵輸送至浸沒燃燒蒸餾裝置的密閉水箱內(nèi)；同時，空氣由鼓風(fēng)機(jī)輸送至熱管換熱器，被加熱后進(jìn)入浸沒燃燒蒸餾裝置的浸沒管并從鼓泡頭的小孔向外噴射，與密閉 水箱內(nèi)的海水直接接觸，密閉水箱內(nèi)的海水被加熱并被強(qiáng)烈攪拌，發(fā)生汽化過程產(chǎn)生水蒸汽；3)密閉水箱內(nèi)的海水汽化所得的水蒸汽與濕熱空氣一起由引風(fēng)機(jī)輸送至溴化鋰吸收式熱泵蒸發(fā)室的殼體，水蒸汽及濕熱空氣中的水分在蒸發(fā)室內(nèi)的管束外表面進(jìn)行放熱并被冷凝，凝結(jié)水流入疏水筒內(nèi)；殘余的水蒸汽和濕空氣由引風(fēng)機(jī)輸送至氣水分離器，冷空氣從氣水分離器上端口排向環(huán)境，凝結(jié)水從氣水分離器下端口排出，與疏水筒的凝結(jié)水一道進(jìn)入海水儲罐內(nèi)的換熱管道對罐內(nèi)的海水進(jìn)行預(yù)熱后作為產(chǎn)品輸出；4)煙氣進(jìn)入熱管換熱器對空氣加熱，然后進(jìn)入溴化鋰吸收式熱泵發(fā)生器的換熱管道對溴化鋰濃溶液加熱并使之沸騰產(chǎn)生冷劑蒸汽，放熱后的廢煙氣排向環(huán)境；冷劑蒸汽進(jìn)入低溫多效蒸餾裝置的首效裝置的加熱管道，用作多效蒸餾裝置的熱源，冷劑蒸汽在多效蒸餾裝置首效裝置加熱管內(nèi)冷凝，冷凝液經(jīng)節(jié)流閥降壓后返回蒸發(fā)器的管程并吸收殼體的水蒸汽及濕熱空氣的熱量；5)海水儲罐中的海水由水泵輸送至低溫多效蒸餾裝置的各效裝置，蒸發(fā)濃縮后的濃海水由于兩效間的壓差向下一效裝置逐級自流，最后由末效裝置的排污口排向外界，各效裝置產(chǎn)生的二次蒸汽作為下一效的加熱蒸汽，多效蒸餾裝置除首效外的各效加熱蒸汽冷凝水排入淡水管路作為產(chǎn)品輸出。采用上述方案后，本專利技術(shù)具有以下三大特點(diǎn)一、煙氣余熱回收利用率高，淡水成本低。本專利技術(shù)使用煙氣余熱作為熱源，并且對煙氣余熱進(jìn)行了梯級利用，較大程度上降低了排煙熱損失，因此非常有利于降低海水淡化的成本。二、浸沒燃燒蒸餾技術(shù)得以改進(jìn)。具體改進(jìn)體現(xiàn)在以下三個方面①本專利技術(shù)使用高溫空氣代替高溫?zé)煔庾鳛榻]燃燒蒸餾裝置的熱源，淡水不再受到污染；②本專利技術(shù)采用負(fù)壓蒸發(fā)方法取代原有技術(shù)的常壓蒸發(fā)方法，水蒸汽產(chǎn)量大為增加本專利技術(shù)利用熱泵技術(shù)與氣水分離器相結(jié)合的方法對水蒸汽和空氣進(jìn)行很好地分離；因此本專利技術(shù)極大地提高了浸沒燃燒蒸餾技術(shù)的實(shí)用性。三、裝置熱效率高，淡水產(chǎn)量大。本專利技術(shù)利用吸收式熱泵技術(shù)很好地將低溫多效蒸發(fā)技術(shù)和浸沒燃燒蒸餾技術(shù)耦合在一起。浸沒燃燒蒸餾裝置本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種空氣型浸沒蒸餾?多效蒸發(fā)海水淡化裝置，其特征在于：它包括浸沒燃燒蒸餾裝置、溴化鋰吸收式熱泵、低溫多效蒸餾裝置、鼓風(fēng)機(jī)、熱管換熱器、引風(fēng)機(jī)、氣水分離器、海水儲罐；所述的浸沒燃燒蒸餾裝置的空氣進(jìn)口與熱管換熱器連接，熱管換熱器空氣側(cè)入口與鼓風(fēng)機(jī)連接；所述的溴化鋰吸收式熱泵包括蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器、冷凝器、工質(zhì)泵、節(jié)流閥以及相應(yīng)管道；所述的吸收器和發(fā)生器的內(nèi)部空間皆設(shè)置換熱管道，吸收器的殼體和發(fā)生器的殼體通過兩根管道連通并在該兩根管道上分別安裝工質(zhì)泵和節(jié)流閥，蒸發(fā)器的殼體通過管道分別與浸沒燃燒蒸餾裝置的水蒸汽出口和引風(fēng)機(jī)入口端連通，引風(fēng)機(jī)出口與氣水分離器連接，發(fā)生器的換熱管道與熱管換熱器煙氣側(cè)出口連接，溴化鋰吸收式熱泵冷凝器的冷卻管道作為低溫多效蒸餾裝置首效裝置的加熱蒸汽管道，在蒸發(fā)器的底部設(shè)置疏水筒；所述的海水儲罐通過管道分別與浸沒燃燒蒸餾裝置、溴化鋰吸收式熱泵、氣水分離器、低溫多效蒸餾裝置連接。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳志強(qiáng)，何宏舟，蔣俊堯，張亮，
申請(專利權(quán))人：集美大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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