專利名稱：單一利用太陽能淡化海水或苦咸水的減壓蒸餾裝置與方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種單一利用太陽能淡化海水或苦咸水的減壓蒸餾裝置與方法， 屬于水處理的脫鹽技術。
背景技術：
太陽能海水或苦咸水蒸餾淡化系統(tǒng)是利用太陽能產(chǎn)生的熱能驅動海水或苦 咸水發(fā)生相變，形成的水蒸汽冷凝得到淡水的過程。目前太陽能海水或苦咸水淡 化系統(tǒng)主要為傳統(tǒng)式太陽能與常規(guī)海水淡化裝置相結合的方法。傳統(tǒng)式太陽能海 水或苦咸水淡化系統(tǒng)采用自然蒸發(fā)的原理，且蒸餾器中為自然對流的換熱方式， 限制了蒸餾器熱性能的提高。太陽能集熱器與傳統(tǒng)海水或苦咸水淡化技術相結合 的淡化方法，系統(tǒng)復雜。對于小型淡化裝置，噴淋裝置易堵塞，影響設備的正常 運行?，F(xiàn)有的利用太陽能產(chǎn)生熱能驅動海水或苦咸水在一定的真空度下發(fā)生相變 的海水或苦咸水淡化系統(tǒng)，抽真空時需要配備真空泵或噴射泵，需要消耗大量的 電能或熱能，裝置單位能耗的產(chǎn)水率較小?，F(xiàn)有的太陽能淡化海水或苦咸水系統(tǒng)， 在進行淡化運行時一般都需要使用大量的額外電能進行驅動，這些都限制了太陽 能海水或苦咸水淡化技術的推廣。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種單一利用太陽能淡化海水或苦咸水的減壓蒸餾 裝置與方法，該方法的裝置結構簡單，操作運行可靠，費用低，特別適合于陽光 充足地區(qū)進行海水或苦咸水的淡化。
本發(fā)明是通過下述技術方案加以實現(xiàn)的。一種單一利用太陽能淡化海水或苦 咸水的減壓蒸餾裝置，該裝置包括太陽能集熱器，蒸發(fā)室，蒸發(fā)室外接海水或 苦咸水液封水箱，蒸發(fā)室內設置太陽能換熱管，冷凝室，冷凝室外接淡水液封水 箱，冷凝室內設置冷凝管，冷卻水箱。其特征在于太陽能集熱器的換熱介質進 出口與太陽能換熱管兩端相連形成環(huán)路，在蒸發(fā)室頂部和冷凝室頂部之間的聯(lián)通 管上設置隔離閥，在隔離閥的一側的聯(lián)通管上設置一支管與蒸發(fā)室連通，該支管 上設置海水或苦咸水進水閥，隔離閥的另一側的聯(lián)通管上設置一支管與冷凝室連通，該支管上設置淡水進水閥，冷凝管的進出口與冷卻水箱的上下丌口相連，且 在冷凝管與冷卻水箱的下連接管上設置太陽能電池驅動泵，在蒸發(fā)室與海水或苦 咸水液封水箱的相連管上設置海水或苦咸水液封閥，在冷凝室與淡水液封水箱的 相連管上設置淡水液封闊。
采用上述裝置單一利用太陽能淡化海水或苦咸水的減壓蒸餾方法，其特征在 于包括以下過程
1. 關閉隔離閥、海水或苦咸水液封水箱的出水閥、淡水液封水箱的出水閥， 打開海水或苦咸水進水閥、海水或苦咸水液封管道閥，向蒸發(fā)室和海水或苦咸水 液封水箱中加入海水或苦咸水至滿。關閉海水或苦咸水進水閥，打開海水或苦咸 水液封水箱的出水閥，并使海水或苦咸水液封水箱的出水流量小于海水或苦咸水 液封管道閥的出水流量，調節(jié)蒸發(fā)室內的液位高度使蒸發(fā)室達到相應的真空度。 與此同時，打開淡水進水閥、淡水液封管道閥，向冷凝室和淡水液封水箱中加入 淡水至滿，關閉淡水進水閥，打開淡水液封水箱的出水閥，并使淡水液封水箱出 水閥的出水流量要小于淡水液封管道閥門的出水流量，調節(jié)冷凝室內的液位高度 使冷凝室達到相應的真空度，再打開隔離閥，使蒸發(fā)室和冷凝室保持相同的真空 度，并使太陽能換熱管浸于蒸發(fā)室的海水或苦咸水中。向冷卻水箱中加入海水或 苦咸水。
2. 經(jīng)太陽能集熱器升溫后的換熱介質進入蒸發(fā)室內的太陽能換熱管，加熱蒸 發(fā)室內的海水或苦咸水，當蒸發(fā)室內的海水或苦咸水溫度升高到蒸發(fā)室真空條件 對應的蒸發(fā)溫度時，蒸發(fā)室內的海水或苦咸水蒸發(fā)汽化，水蒸汽進到冷凝室后， 通過與置于冷凝室中的冷凝管中的海水或苦咸水換熱后，水蒸汽在冷凝管外部冷 凝成淡水.
3. —定時間后，當蒸發(fā)室內的蒸氣壓達到對應溫度的飽和蒸氣壓時，蒸發(fā)不
再進行，打開海水或苦咸水進水閥，蒸發(fā)室的濃海水或濃苦咸水排入海水或苦咸 水液封水箱。打開淡水進水閥，冷凝室中的淡水排入淡水液封水箱，完成一次海 水或苦咸水淡化過程。
4. 重復步驟1、 2、 3的過程實現(xiàn)海水或苦咸水的多次淡化。
本發(fā)明的優(yōu)點在于通過太陽能集熱，利用有一定真空度的汽化室，實現(xiàn)太
陽能的利用。由于設置了液封水箱，可以利用蒸發(fā)室和冷凝室的液位高度來自由
5調節(jié)蒸發(fā)室和冷凝室的真空度而不需要真空泵或噴射泵，不需要電力。在產(chǎn)生淡 水的同時，還可以加熱冷卻水箱中的水，具有生產(chǎn)淡水和太陽能熱水器的雙重功 能。該淡化裝置和過程簡單，操作運行可靠，除太陽能提供熱量外，無其他能量 消耗，特別適用于淡水、電能缺乏而海水、苦咸水、太陽能較豐富的地區(qū)。


圖l是本發(fā)明的裝置結構框圖。
圖中，l為太陽能集熱器，2為太陽能換熱管，3為蒸發(fā)室，4為海水或苦咸 水進水閥，5為隔離闊，6為淡水進水闊，7為冷卻水箱，8為冷卻水箱出水閥， 9為太陽能電池驅動水泵，IO為冷凝管，ll為冷凝室，12為淡水液封管道閥， 13為淡水液封水箱，14為淡水液封水箱出水閥，15為海水或苦咸水液封水箱出 水閥，16為海水或苦咸水液封水箱，17為海水或苦咸水液封管道閥。 具體的實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明具體實施方式
作進一歩詳細說明圖1是本發(fā)明單一
利用太陽能淡化海水或苦咸水的減壓蒸餾裝置的裝置結構框圖。太陽能集熱器1
為平板型，型號為PGT/L2.0-J，集熱面積為1 m2,加熱介質為海水或苦咸水。 蒸發(fā)室和冷凝室的外形尺寸為2500mmX600nim X9000mm。太陽能換熱管的換熱 面積為1884cm2，冷凝管的換熱面積為3768cm2。
以上述裝置進行海水淡化的過程如下關閉隔離閥5、海水或苦咸水液封水 箱出水閥15、淡水液封水箱出水閥14。打開海水或苦咸水進水閥4、海水或苦 咸水液封管道閥17，向蒸發(fā)室3和海水或苦咸水液封水箱16中加入海水或苦咸 水至滿。關閉海水或苦咸水進水閥4，打開海水或苦咸水液封水箱出水閥15，調 節(jié)該水閥使其出水流量要小于海水或苦咸水液封管道閥17的出水流量。調節(jié)蒸 發(fā)室內的海水或苦咸水液面高度使蒸發(fā)室3形成真空，使蒸發(fā)室3的真空度達到 0. 085MPa。同時，打開淡水進水閥6和淡水液封管道閥12，向冷凝室11和淡水 液封水箱13加入淡水，至滿，關閉淡水進水閥6，打開淡水液封水箱出水閥14， 調節(jié)該水閥使其出水流量小于淡水液封管道閥12的出水流量，調節(jié)冷凝室內的 淡水液位高度使冷凝室11也形成真空，冷凝室11的真空度達到0. 075 MPa。打 開隔離閥5，使蒸發(fā)室和冷凝室的真空度達到一致0.08MPa。關閉冷卻水箱出水 閥8，向冷卻水箱7中加入海水或苦咸水，并打開太陽能電池驅動水泵9。
當太陽能集熱器l的換熱介質海水或苦咸水吸收太陽能，溫度提高，通過置于蒸發(fā)室3內的太陽能換熱管2提升蒸發(fā)室3內海水或苦咸水溫度，使溫度達到 蒸發(fā)器3內真空度所對應的飽和蒸汽溫度(60"C)時，海水在蒸發(fā)室3中部分汽 化，生產(chǎn)的蒸汽與在冷凝室11中冷凝管10內由太陽能電池驅動水泵進行循環(huán)的 海水或苦咸水進行換熱，在冷凝室內11中的冷凝管IO表面冷凝，冷凝形成的淡 水累積在冷凝室11中。當蒸發(fā)室內的蒸氣壓達到與蒸發(fā)室內海水或苦咸水溫度 相應的飽和蒸氣壓時，海水或苦咸水的蒸發(fā)停止。此時將蒸發(fā)室3內的濃海水或 濃苦咸水排入海水或苦咸水密封水箱16中。冷凝室11中的淡水收集在淡水液封 水箱13中。這樣就完成了一次海水或苦咸水的淡化過程。利用集熱面積為lm2 太陽能集熱板集熱并提供熱量，每次能產(chǎn)淡水4kg。每天至少可以進行四次海水 或苦咸水的淡化過程，可產(chǎn)淡水達16kg。
權利要求
1. 一種單一利用太陽能淡化海水或苦咸水的減壓蒸餾裝置，該裝置包括太陽能集熱器，蒸發(fā)室，蒸發(fā)室外接海水或苦咸水液封水箱，蒸發(fā)室內設置太陽能換熱管，冷凝室，冷凝室外接淡水液封水箱，冷凝室內設置冷凝管，冷卻水箱，其特征在于太陽能集熱器的換熱介質進出口與太陽能換熱管兩端相連形成環(huán)路，在蒸發(fā)室頂部和冷凝室頂部之間的聯(lián)通管上設置隔離閥，在隔離閥的一側的聯(lián)通管上設置一支管與蒸發(fā)室連通，該支管上設置海水或苦咸水進水閥，隔離閥的另一側的聯(lián)通管上設置一支管與冷凝室連通，該支管上設置淡水進水閥，冷凝管的進出口與冷卻水箱的上下開口相連，且在冷凝管與冷卻水箱的下連接管上設置太陽能電池驅動泵，在蒸發(fā)室與海水或苦咸水液封水箱的相連管上設置海水或苦咸水液封閥，在冷凝室與淡水液封水箱的相連管上設置淡水液封閥。
全文摘要
本發(fā)明公開一種單一利用太陽能淡化海水或苦咸水的減壓蒸餾裝置與方法。裝置包括太陽能集熱器、蒸發(fā)室、與外界水箱連接并帶有冷凝管的冷凝室和液封水箱。以該裝置淡化海水或苦咸水的方法的過程包括首先通過調節(jié)蒸發(fā)室和冷凝室的液位高度來調節(jié)蒸發(fā)室和冷凝室的真空度，太陽能集熱器內介質通過自然循環(huán)來加熱蒸發(fā)室內的海水或苦咸水使之發(fā)生汽化相變，水蒸氣進入冷凝室經(jīng)冷凝管冷凝得到淡水。本發(fā)明的優(yōu)點在于該淡化裝置和過程簡單，操作運行可靠，除太陽能提供熱量外，無其他能量消耗，該裝置特別適用于淡水、電能缺乏而海水、苦咸水、太陽能較豐富的地區(qū)。
文檔編號C02F1/14GK101475233SQ20091006765
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月12日 優(yōu)先權日2009年1月12日
發(fā)明者蕾 周, 李憑力, 王世昌, 解利昕, 郭麗瑋 申請人:天津大學