專利名稱：一種海水淡化的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海水淡化的裝置和方法。
背景技術(shù)：
真正意義上的海水淡化是在第二次世界大戰(zhàn)以后發(fā)展起來的。戰(zhàn)后由于國際資本 大力開發(fā)中東地區(qū)石油，使這一地區(qū)經(jīng)濟迅速發(fā)展，人口快速增加，這個原本干旱的地區(qū)對 淡水資源的需求與日俱增。而中東地區(qū)獨特的地理位置和氣候條件，加之其豐富的能源資 源，又使得海水淡化成為該地區(qū)解決淡水資源短缺問題的現(xiàn)實選擇，并對海水淡化裝置提 出了大型化的要求。到目前為止，海水淡化方法有冷凍法、蒸餾法、電解法、反滲透法。冷凍法，即冷凍海水使之結(jié)冰，在液態(tài)淡水變成固態(tài)冰的同時鹽被分離出去，這種 方法雖然能夠從海水中分離淡水，但是，冷凍法要將液體變成固體，需要消耗許多能源，而 得到的淡水味道卻不佳，難以使用。蒸餾法主要有多級閃蒸、低溫多效和壓汽蒸餾三種技術(shù)。多級閃蒸海水淡化是將 經(jīng)過加熱的海水，依次在多個壓力逐漸降低的閃蒸室中進行蒸發(fā)，將蒸汽冷凝而得到淡水； 低溫多效海水淡化技術(shù)是指鹽水的最高蒸發(fā)溫度低于70°C的淡化技術(shù)，其特征是將一系列 的水平管噴淋降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來，用一定量的蒸汽輸入通過多次的蒸發(fā)和冷凝，后面一 次的蒸發(fā)溫度均低于前面一次，從而得到多倍于蒸汽量的蒸餾水的淡化過程；壓汽蒸餾海 水淡化技術(shù)，是海水預(yù)熱后，進入蒸發(fā)器并在蒸發(fā)器內(nèi)部分蒸發(fā)，所產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮 機壓縮提高壓力后引入到蒸發(fā)器的加熱側(cè)，蒸汽冷凝后作為產(chǎn)品水引出，如此實現(xiàn)熱能的 循環(huán)利用。所有上述的蒸餾法需要蒸汽或電力作為熱源，加熱蒸發(fā)海水，蒸餾法一般需將海 水加熱到沸點以上，產(chǎn)生蒸汽，此法設(shè)備體積大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、造價高、投資大，消耗的能源 多，若采用高溫蒸餾方式，還容易引起設(shè)備的結(jié)垢和腐蝕。電解法法是將具有選擇透過性的陽膜與陰膜交替排列，組成多個相互獨立的隔室 從而使海水被淡化，而相鄰隔室海水濃縮，淡水與濃縮水得以分離，電解法需要消耗大量的 電能，產(chǎn)水量也不高，因此，成本高。反滲透法就是在一定壓力下，將海水壓入反滲透膜，這種膜只允許海水中的水分 子透過，而將絕大部分鹽分子截住，從而得到淡水。對于反滲透海水淡化，影響成本最大的 因素是電力費用，其次是藥劑費和膜更換費用，再次，產(chǎn)水量不高，因此，成本也高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供一種海水淡化的裝置，利用本發(fā)明的海水淡化裝置，能 提高淡水的產(chǎn)水量，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。本發(fā)明的第二目的是提供一種海水淡化的方法，利用本發(fā)明的海水淡化方法，淡 水的產(chǎn)水量高，能耗低。為達(dá)到上述目的，一種海水淡化的裝置，包括儲水箱，儲水箱上連接有進水管，進水管上設(shè)有進水閥，儲水箱的頂部具有蒸汽出口 ；儲水箱內(nèi)設(shè)有第一冷凝器，第一冷凝器的 一端連接有壓縮機，壓縮機連接有蒸發(fā)器；蒸發(fā)器的下方設(shè)置有收集水槽；收集水槽設(shè)有 出水口 ；具有一空腔，所述的蒸汽出口與空腔相通，空腔設(shè)有一與外界連通的進風(fēng)口，所述 的蒸發(fā)器設(shè)在空腔內(nèi)，空腔上位于蒸發(fā)器處設(shè)有出風(fēng)口，出風(fēng)口處設(shè)有風(fēng)機，空腔上設(shè)有與 出風(fēng)口連通的回風(fēng)口 ；所述的第一冷凝器的輸出端連接有第二冷凝器，第二冷凝器與蒸發(fā) 器連通，且在第二冷凝器和蒸發(fā)器之間設(shè)有膨脹閥；第二冷凝器和蒸發(fā)器并排排列，第二冷 凝器位于靠近風(fēng)機的一側(cè)。海水淡化的方法包括淡化過程和冷卻劑循環(huán)過程，淡化過程為(1)打開進水閥， 凈化海水從進水管進入到儲水箱內(nèi)，第一冷凝器在儲水箱內(nèi)進行熱交換使凈化海水汽化成 水蒸汽，水蒸汽經(jīng)過蒸汽出口進入到空腔內(nèi)；在風(fēng)機的作用下，空腔形成負(fù)壓，使得外界的 空氣從進風(fēng)口進入到空腔內(nèi)，空氣和水蒸氣混合；(2)在風(fēng)機的作用下，空腔內(nèi)的水蒸汽和 空氣進入到蒸發(fā)器中進行熱交換，使得水蒸汽和空氣中的水分冷卻凝聚成水落入到收集水 槽中，進入到收集水槽中的水通過出水口排出；(3)經(jīng)過蒸發(fā)器冷卻的空氣的干燥度增大， 并經(jīng)過第二冷凝器與第二冷凝器內(nèi)的冷卻劑進行熱交換，最后，經(jīng)干燥的空氣從出風(fēng)口排 出，且部分空氣經(jīng)回風(fēng)口進入到空腔內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)。冷卻劑的循環(huán)過程為第一冷凝器內(nèi)的 冷卻劑在儲水箱內(nèi)進行熱交換，放出熱量，冷卻劑變成液體被輸送到第二冷凝器中，在第二 冷凝器中，冷卻劑與經(jīng)過蒸發(fā)器的空氣進行熱交換，進一步降低冷卻劑的溫度，經(jīng)過第二冷 凝器的空氣溫度升高，升高的溫度小于1°C，然后，經(jīng)過膨脹閥減壓降溫成為低溫低壓的液 體冷卻劑被輸送到蒸發(fā)器內(nèi)，在蒸發(fā)器中冷卻劑與水蒸氣和空氣進行熱交換，冷卻劑成為 氣體被輸送到壓縮機內(nèi)，在壓縮機內(nèi)被壓縮成為高溫高壓的氣體被輸送到第一冷凝器中， 與凈化海水進行熱交換。由于得到的淡水同時來自兩部分的水源，一部分為海水，另一部分為空氣中的水， 并且，空氣中的含水量高，不需要購買，因此，不僅提高了淡水的產(chǎn)水量，而且，也降低了成 本。另外，經(jīng)過蒸發(fā)器和第二冷凝器的空氣不僅溫度低，而且干燥度大，當(dāng)從回風(fēng)口繼續(xù)內(nèi) 循環(huán)到空腔內(nèi)時，加大了蒸發(fā)器兩邊的對流、加大了來自蒸汽出口的水蒸汽和來自外界空 氣的溫度差，因此，對水蒸汽的吸收更加的快、更加的多、更加的充分，從而進一步提高了淡 水的產(chǎn)水量。設(shè)置第二冷凝器進一步降低來自第一冷凝器的液體的溫度，由于在第一冷凝 器中冷卻劑的大部分熱量被凈化海水吸收，因此，在第二冷凝器中冷卻劑的降溫幅度比較 小，經(jīng)過第二冷凝器的空氣升溫幅度也比較小，設(shè)置膨脹閥，當(dāng)高溫高壓的液態(tài)制冷劑經(jīng)過 膨脹閥的節(jié)流孔節(jié)流后，成為低溫低壓的霧狀的液壓制冷劑，為制冷劑的蒸發(fā)創(chuàng)造條件，另 外，能夠控制制冷劑的流量當(dāng)進入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑經(jīng)過蒸發(fā)器后，制冷劑由液態(tài)蒸發(fā) 為氣態(tài)，吸收熱量，降低蒸發(fā)器外界的溫度，膨脹閥控制制冷劑的流量，保證蒸發(fā)器的出口 完全為氣態(tài)制冷劑，若流量過大，出口含有液態(tài)制冷劑可能進入壓縮機內(nèi)產(chǎn)生液擊，若制冷 劑流量過小，提前蒸發(fā)完畢，造成制冷不足，這樣，一方面蒸發(fā)器內(nèi)的液體溫度更低，對水蒸 汽和空氣的冷凝效果更好，更充分，另一方面，經(jīng)蒸發(fā)器進入到壓縮機內(nèi)的氣體的溫度低壓 力低，起到保護壓縮機的作用；第二冷凝器和蒸發(fā)器并排排列，第二冷凝器位于靠近風(fēng)機 的一側(cè)，空氣首先經(jīng)過蒸發(fā)器干燥度增大，然后，經(jīng)過第二冷凝器進一步提高了空氣的干燥 度。在本發(fā)明中，要取得淡水，不需要消耗大的電能，因此，整個裝置耗能小，而且結(jié)構(gòu)簡單。作為改進，所述的儲水箱上設(shè)有排污口，排污口上連接有排污管，排污管上設(shè)有排污閥。當(dāng)儲水箱內(nèi)產(chǎn)生污水和雜質(zhì)時，則通過排污口和排污管排出，起到了及時清理儲水箱 的作用。作為改進，所述的出水口上設(shè)有水處理裝置。從出水口出來的水通過過濾或逆滲 透被處理成能夠直接飲用的水。作為改進，所述的儲水箱內(nèi)設(shè)有自動浮球。自動浮球用于自動控制儲水箱內(nèi)的水 位高低，以實現(xiàn)自動供水。作為改進，所述的收集水槽的底面從左右兩側(cè)相中間傾斜。收集水槽內(nèi)的水從兩 側(cè)向中間流，這樣，在收集水槽中不容易形成污垢等雜質(zhì)。


圖1為海水淡化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。如圖1所示的一種海水淡化的裝置，包括儲水箱1，儲水箱1上連接有進水管2，進 水管2上設(shè)有進水閥3，儲水箱1的頂部具有蒸汽出口(未示出)；在儲水箱1的底部開有排 污口，排污口上連接有排污管4，排污管4上設(shè)有排污閥5，當(dāng)儲水箱內(nèi)有污水或雜質(zhì)等需要 排出儲水箱1的，打開排污閥4，污水或雜質(zhì)等物質(zhì)通過排污口和排污管5排出，這樣，能夠 及時的清理儲水箱。在儲水箱1內(nèi)設(shè)置自動浮球6，能夠自動判斷儲水箱中的水位，從而很 容易的實現(xiàn)自動供水和限量供水。在儲水箱1中設(shè)有第一冷凝器100，第一冷凝器的輸入端連接有壓縮機7，輸出端 連接第二冷凝器8，壓縮機7的輸入端與蒸發(fā)器9連接，蒸發(fā)器9通過膨脹閥10與第二冷凝 器11連通。在蒸發(fā)器9的下方設(shè)有收集水槽21，收集水槽21的底面從左右兩側(cè)相中間傾 斜，這樣，在收集水槽中不容易形成污垢等雜質(zhì)，在收集水槽的底面中間具有出水口 22，出 水口 22上設(shè)有通過過濾或逆滲透被處理成能夠直接飲用的水的水處理裝置23。具有一空腔12，空腔12具有進風(fēng)口 13、出風(fēng)口 14和回風(fēng)口 15，出風(fēng)口 14位于蒸 發(fā)器和第二冷凝器處，回風(fēng)口 15位于進風(fēng)口 13和出風(fēng)口 14之間，在出風(fēng)口 14出安裝有風(fēng) 機16。所述的蒸發(fā)器和第二冷凝器處在空腔12內(nèi)，蒸發(fā)器和第二冷凝器并排排列，且第二 冷凝器靠近風(fēng)機一側(cè)，空氣首先經(jīng)過蒸發(fā)器干燥度增大，然后，經(jīng)過第二冷凝器進一步提高 了空氣的干燥度。海水淡化的方法包括淡化過程和冷卻劑循環(huán)過程，其中淡化過程為(1)打開進 水閥3，凈化海水從進水管2進入到儲水箱1內(nèi)，第一冷凝器在儲水箱1內(nèi)進行熱交換使凈 化海水汽化成水蒸汽，水蒸汽經(jīng)過蒸汽出口進入到空腔12內(nèi)；在風(fēng)機16的作用下，空腔12 內(nèi)形成負(fù)壓，使得外界的空氣從進風(fēng)口 13進入到空腔12內(nèi)與水蒸汽混合；(2)在風(fēng)機16的 作用下，空腔12內(nèi)的水蒸汽和空氣進入到蒸發(fā)器9中進行熱交換，使得水蒸汽和空氣中的 水分冷卻凝聚成水落入到收集水槽21中，進入到收集水槽中的水通過出水口排出；(3)經(jīng) 過蒸發(fā)器的空氣干燥度增大、溫度降低，然后，經(jīng)過第二冷凝器后，干燥度進一步增大并與 第二冷凝器中的冷卻劑進行熱交換，最后，在風(fēng)機的作用下從出風(fēng)口 14排出，且部分空氣 經(jīng)回風(fēng)口 15進入到空腔內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)；因從回風(fēng)口繼續(xù)內(nèi)循環(huán)到空腔內(nèi)的空氣溫度低、干燥度大，加大了蒸發(fā)器兩邊的對流、加大了水蒸汽和空氣的溫度差，因此，對水蒸汽的吸收 更加的快、更加的多、更加的充分，從而淡水的產(chǎn)水量大大增加。冷卻劑的循環(huán)過程為第一冷凝器100內(nèi)的冷卻劑在儲水箱1內(nèi)進行熱交換，放出 熱量，冷卻劑變成液體被輸送到第二冷凝器8中，在第二冷凝器8中，冷卻劑與經(jīng)過蒸發(fā)器 的空氣進行熱交換，進一步降低冷卻劑的溫度，經(jīng)過第二冷凝器的空氣溫度升高，由于在第 一冷凝器100內(nèi)冷卻劑的大部分熱量被凈化海水帶走，因此，升高的溫度小于1°C，然后，經(jīng) 過膨脹閥10減壓降溫成為低溫低壓的液體冷卻劑被輸送到蒸發(fā)器9內(nèi)，在蒸發(fā)器9中冷卻 劑與水蒸氣和空氣進行熱交換，冷卻劑成為氣體被輸送到壓縮機7內(nèi)，在壓縮機7內(nèi)被壓縮 成為高溫高壓的氣體被輸送到第一冷凝器100中，與凈化海水進行熱交換。由于得到的淡水來自兩部分的水源，一部分為海水，另部分為空氣中的水，并且， 空氣中的含水量高，不需要購買，與現(xiàn)有的單純從海水中提煉淡水的方法來比較，不僅提高 了淡水的產(chǎn)水量，而且，也降低了成本。
權(quán)利要求
一種海水淡化的裝置，包括儲水箱，儲水箱上連接有進水管，進水管上設(shè)有進水閥，儲水箱的頂部具有蒸汽出口；儲水箱內(nèi)設(shè)有第一冷凝器，第一冷凝器的一端連接有壓縮機，壓縮機連接有蒸發(fā)器；蒸發(fā)器的下方設(shè)置有收集水槽；收集水槽設(shè)有出水口；其特征在于具有一空腔，所述的蒸汽出口與空腔相通，空腔設(shè)有一與外界連通的進風(fēng)口，所述的蒸發(fā)器設(shè)在空腔內(nèi)，空腔上位于蒸發(fā)器處設(shè)有出風(fēng)口，出風(fēng)口處設(shè)有風(fēng)機，空腔上設(shè)有與出風(fēng)口連通的回風(fēng)口；所述的第一冷凝器的輸出端連接有第二冷凝器，第二冷凝器與蒸發(fā)器連通，且在第二冷凝器和蒸發(fā)器之間設(shè)有膨脹閥；第二冷凝器和蒸發(fā)器并排排列，第二冷凝器位于靠近風(fēng)機的一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海水淡化的裝置，其特征在于所述的儲水箱上設(shè)有排 污口，排污口上連接有排污管，排污管上設(shè)有排污閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海水淡化的裝置，其特正在于所述的出水口上設(shè)有水處理裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海水淡化的裝置，其特征在于所述的儲水箱內(nèi)設(shè)有自 動浮球。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海水淡化的裝置，其特征在于所述的收集水槽的底面 從左右兩側(cè)相中間傾斜。
6.一種海水淡化的方法，其步驟包括淡化過程和冷卻劑循環(huán)過程，淡化過程為(1)打開進水閥，凈化海水從進水管進入到儲水箱內(nèi)，第一冷凝器在儲水箱內(nèi)進行熱交 換使凈化海水汽化成水蒸汽，水蒸汽經(jīng)過蒸汽出口進入到空腔內(nèi)；在風(fēng)機的作用下，空腔內(nèi) 形成負(fù)壓，使得外界的空氣從進風(fēng)口進入到空腔內(nèi)，空氣和水蒸氣混合；(2)在風(fēng)機的作用下，空腔內(nèi)的水蒸汽和空氣進入到蒸發(fā)器中進行熱交換，使得水蒸 汽和空氣中的水分冷卻凝聚成水落入到收集水槽中，進入到收集水槽中的水通過出水口排 出；(3)經(jīng)過蒸發(fā)器冷卻的空氣的干燥度增大，并經(jīng)過第二冷凝器與第二冷凝器內(nèi)的冷卻 劑進行熱交換，最后，經(jīng)干燥的空氣從出風(fēng)口排出，且部分空氣經(jīng)回風(fēng)口進入到空腔內(nèi)形成 內(nèi)循環(huán)；冷卻劑的循環(huán)過程為第一冷凝器內(nèi)的冷卻劑在儲水箱內(nèi)進行熱交換，放出熱量，冷卻 劑變成液體被輸送到第二冷凝器中，在第二冷凝器中，冷卻劑與經(jīng)過蒸發(fā)器的空氣進行熱 交換，進一步降低冷卻劑的溫度，經(jīng)過第二冷凝器的空氣溫度升高，升高的溫度小于1°C，然 后，經(jīng)過膨脹閥減壓降溫成為低溫低壓的液體冷卻劑被輸送到蒸發(fā)器內(nèi)，在蒸發(fā)器中冷卻 劑與水蒸氣和空氣進行熱交換，冷卻劑成為氣體被輸送到壓縮機內(nèi)，在壓縮機內(nèi)被壓縮成 為高溫高壓的氣體被輸送到第一冷凝器中，與凈化海水進行熱交換。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種海水淡化方法，其特征在于所述的污水和雜質(zhì)通過排 污口和排污管排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種海水淡化方法，其特征在于從出水口出來的水通過過 濾或逆滲透被處理成能夠直接飲用的水。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種海水淡化方法，其特征在于自動浮球用于自動控制儲 水箱內(nèi)的水位高低。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種海水淡化方法，其特征在于收集水槽內(nèi)的水從兩側(cè)向 中間流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海水淡化裝置及方法，裝置包括儲水箱，儲水箱上連接有進水管，儲水箱的頂部具有蒸汽出口；儲水箱內(nèi)設(shè)有第一冷凝器，第一冷凝器的一端連接有壓縮機，壓縮機連接有蒸發(fā)器；蒸發(fā)器的下方設(shè)置有收集水槽；具有一空腔，蒸汽出口與空腔相通，空腔設(shè)有一與外界連通的進風(fēng)口，蒸發(fā)器設(shè)在空腔內(nèi)，空腔上位于蒸發(fā)器處設(shè)有出風(fēng)口，出風(fēng)口處設(shè)有風(fēng)機，空腔上設(shè)有與出風(fēng)口連通的回風(fēng)口；第一冷凝器的輸出端連接有第二冷凝器，第二冷凝器與蒸發(fā)器連通，且在第二冷凝器和蒸發(fā)器之間設(shè)有膨脹閥。方法包括同時從海水和空氣中取得淡水的方法。本發(fā)明海水淡化裝置和方法，淡水的產(chǎn)水量高，能耗低，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
文檔編號C02F1/04GK101935078SQ20101028768
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者洪慶輝 申請人:廣州金掄電器有限公司