專(zhuān)利名稱(chēng)：板式海水淡化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板式海水淡化裝置，具體的說(shuō)是一種以發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水為熱源，采 用真空沸騰蒸餾原理將海水轉(zhuǎn)化為淡水的裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的海水淡化裝置為殼管式，采用沸騰蒸餾原理，從海水中制取淡水，海水在裝 置中歷經(jīng)沸騰、蒸發(fā)、分離和冷凝等過(guò)程轉(zhuǎn)化為淡水。殼管式海水淡化裝置分為上下殼體，冷凝器和分離器設(shè)置在上殼體內(nèi)，加熱器設(shè) 置在下殼體內(nèi)；上殼體上部居中橫臥著冷凝器殼體，內(nèi)設(shè)U形冷凝器管束，管子端部與管板 脹接固定，冷凝器端蓋內(nèi)有隔板，使冷卻水在冷凝器管中形成多次回流；冷凝器上方有敞開(kāi) 的進(jìn)氣口在冷凝器的適當(dāng)位置裝有空氣抽吸接管和凝水排出接管。上殼體內(nèi)冷凝器下方兩 側(cè)設(shè)有擋板可對(duì)蒸汽一次分離，上殼體下部設(shè)有濃縮鹽水排出接管；下殼內(nèi)的加熱器，其管 束為普通光管，直立安裝，管子脹接于管板上，使管板、管子和下殼體成為不可拆卸的整體。進(jìn)入殼管式海水淡化裝置海水第一路經(jīng)由隔膜穩(wěn)壓閥和節(jié)流孔板進(jìn)入下殼體，對(duì) 裝置進(jìn)行給水；第二路經(jīng)過(guò)兩抽除器，作為兩抽除器分別抽除鹽水和氣體的工作壓力水，從 抽除器出來(lái)的水，作冷凝器的冷卻用水。殼管式海水淡化裝置的下殼體側(cè)流入加熱水，其熱量通過(guò)管壁傳給在管內(nèi)的海 水，管內(nèi)的海水處在93%左右真空狀態(tài)下，受熱后開(kāi)始沸騰、蒸發(fā)，部分汽化上升，其余海水 形成濃縮鹽水由鹽水抽除器抽出。上升蒸汽經(jīng)分離器分離后從兩側(cè)進(jìn)入冷凝腔，蒸汽在冷 凝腔內(nèi)被流動(dòng)的冷卻海水冷凝成蒸餾水，由淡水泵抽出送至淡水柜，整個(gè)蒸餾過(guò)程都是在 高真空狀態(tài)下完成。經(jīng)傳統(tǒng)殼管式海水淡化裝置制取的淡水含鹽量指標(biāo)為< lOppm。隨著傳統(tǒng)殼管式海水淡化裝置在船舶、海上鉆井平臺(tái)、小型海水淡化廠(chǎng)上越來(lái)越 多地應(yīng)用，人們?nèi)找嫣岢龈喔叩囊?，比如結(jié)構(gòu)緊湊、裝拆方便、結(jié)構(gòu)材料耐海水腐蝕 強(qiáng)、制取淡水含鹽量低等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種板式海水淡化裝 置，其結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便，具有結(jié)構(gòu)材料耐海水腐蝕性強(qiáng)、制取淡水含鹽量低的特點(diǎn)。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種板式海水淡化裝置，裝置通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)缸 套水廢熱為熱源，采用真空沸騰蒸餾原理，將海水轉(zhuǎn)化為淡水。該裝置包括海水泵、板式 蒸發(fā)器、板式冷凝器、淡水柜、鹽水_空氣抽除器和用于安裝板式蒸發(fā)器和板式冷凝器的殼 體；所述殼體與墊片和不銹鋼前蓋形成一個(gè)密閉的腔體，所述不銹鋼前蓋中間設(shè)有一塊橫 向隔板將所述殼體分為上、下兩個(gè)相通的腔體，所述板式冷凝器和板式蒸發(fā)器分別裝于所 述殼體的上、下腔體內(nèi)，在所述殼體內(nèi)的上、下腔體間還設(shè)置有氣液絲網(wǎng)分離器；所述海水 泵與所述板式冷凝器進(jìn)口相接，利用海水泵將冷海水輸送至冷凝器板組，一方面使海水可 以受蒸汽傳熱而得到預(yù)熱，另一方面蒸氣經(jīng)過(guò)海水冷卻的冷凝器，使腔體內(nèi)的蒸汽得以冷凝，而成淡水；所述板式冷凝器出口與所述鹽水_空氣抽除器的進(jìn)口相連，在所述板式冷凝 器與所述鹽水_空氣抽除器相連的管路上開(kāi)有一支管與所述殼體的下腔體相通，將從冷凝 器排出的經(jīng)預(yù)熱海水被分成鹽水_空氣抽除器的驅(qū)動(dòng)水和供向板式蒸發(fā)器板組用來(lái)蒸發(fā) 的給水兩部分。所述殼體上腔體設(shè)有與所述淡水柜相連的接管，利用淡水泵將制成的淡水 抽出，并送至淡水柜；所述板式蒸發(fā)器的進(jìn)、出口通向發(fā)動(dòng)機(jī)缸套循環(huán)水的出口和進(jìn)口，通 過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的熱水將海水加熱到沸騰溫度，使海水沸騰蒸發(fā)，蒸發(fā)出的蒸氣通過(guò)氣液絲 網(wǎng)分離器后進(jìn)入上腔體；所述鹽水_空氣抽除器的進(jìn)口還設(shè)有一支口與所述殼體的下腔體 的底端連通，將其余海水形成濃縮鹽水抽出腔體；所述鹽水-空氣抽除器的抽氣口與所述 殼體相通，將殼體內(nèi)抽真空。本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是前述的一種板式海水淡化裝置，所述板式蒸發(fā) 器和板式冷凝器的板片為長(zhǎng)方形，所述板片所選用的材質(zhì)為鈦，長(zhǎng)寬比>3 1，板面上設(shè) 有人字形波紋；所述板式蒸發(fā)器板片組中每間隔一張板片上的兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)小孔。 鈦對(duì)海水和各種氯化物具有特殊的抗應(yīng)力腐蝕性能，是海水淡化裝置換熱單元的首選材 料；由于在海水流速為3 5m/s的鈦制換熱單元中，生物污堵現(xiàn)象是最輕微的，鈦板蒸發(fā)器 和冷凝器的污堵系數(shù)約為0. 99 0. 95。鈦板除了很強(qiáng)的耐蝕性外，還具體質(zhì)量輕、強(qiáng)度高 的特性。本發(fā)明鈦質(zhì)板式蒸發(fā)器和冷凝器相較于傳統(tǒng)銅質(zhì)殼管式而言，不僅因鈦板的應(yīng)用 提高了使用壽命和降低了裝置重量，還因其產(chǎn)生最輕微污堵現(xiàn)象而降低裝置維修頻率和使 用的經(jīng)濟(jì)性。另外，板式蒸發(fā)器和冷凝器板片組的拆裝非常方便，遇有損壞時(shí)，可以直接更 換板片，淡水制取量不會(huì)受到影響；其中為了降低蒸發(fā)板組積垢的產(chǎn)生及同等規(guī)格產(chǎn)品提 高產(chǎn)品的淡水制取量，蒸發(fā)器板組中每隔一張板片的板片左右兩側(cè)進(jìn)水口處各設(shè)一定孔徑 的小孔，以利于雙向同時(shí)給水，且兩側(cè)冷介質(zhì)同時(shí)流動(dòng)沖刷大大降低積垢現(xiàn)象的產(chǎn)生；相較 于單側(cè)孔進(jìn)水，因板片一面有熱介質(zhì)流過(guò)，另一面有冷介質(zhì)流過(guò)，若冷介質(zhì)那一面只單側(cè)進(jìn) 水，未開(kāi)孔側(cè)因冷介質(zhì)板片一側(cè)到另一側(cè)所需流過(guò)距離長(zhǎng)，而熱介質(zhì)僅需從兩側(cè)向中間流 動(dòng)，距離較短，如此，一側(cè)冷介質(zhì)慢于熱介質(zhì)到達(dá)，而使得板片一側(cè)易于結(jié)垢，這不僅降低換 熱效率，還將增加化學(xué)清洗及維修的需求。進(jìn)一步的，前述的一種板式海水淡化裝置，其改變了傳統(tǒng)的分體式結(jié)構(gòu)，改制成一 體式結(jié)構(gòu)，包括主吸入室、次級(jí)吸入室、一級(jí)噴嘴、二級(jí)噴嘴、抽氣管、喉管和擴(kuò)壓管，所述一 級(jí)噴嘴置于所述主吸入室內(nèi)，所述次級(jí)吸入室與所述主吸入室設(shè)有所述一級(jí)噴嘴的端口相 連，所述二級(jí)噴嘴置于所述次級(jí)吸入室內(nèi)，在所述次級(jí)吸入室上還連接有所述抽氣管，所述 次級(jí)吸入室與所述喉管和擴(kuò)壓管依次連接。當(dāng)具有一定壓力的工作流體通過(guò)噴嘴以一定速 度噴出時(shí)，由于射流質(zhì)點(diǎn)的橫向紊動(dòng)擴(kuò)散作用，將吸入管的空氣帶走，管內(nèi)形成真空，低壓 流體被吸入。多股流體在喉管內(nèi)混合并進(jìn)行能量交換，工作流體的速度減小，被吸流體的速 度增加，在喉管出口，二者趨近一致，壓力逐漸增加，混合流體通過(guò)擴(kuò)壓管后，大部分動(dòng)能轉(zhuǎn) 換為壓力能，使壓力進(jìn)一步提高，最后經(jīng)排出管排出。一體式結(jié)構(gòu)混合抽除器不僅使其結(jié)構(gòu) 更加緊湊，布置時(shí)節(jié)省空間，并且通過(guò)對(duì)抽除器結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理設(shè)置，使用時(shí)可直接使鹽水 和空氣的抽吸量達(dá)到一個(gè)合適的平衡比例狀態(tài)，而分體式結(jié)構(gòu)則需要在操作時(shí)分別地進(jìn)行 調(diào)整，操作更加復(fù)雜一些。通過(guò)鹽水-空氣抽除器使裝置腔體保持85% 95%的真空度， 使得供給海水能在真空狀態(tài)下低溫沸騰蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度降到40°C 55°C之間。前述的一種板式海水淡化裝置，所述氣液絲網(wǎng)分離器由上、下支承柵條和不銹鋼絲網(wǎng)組成，所述絲網(wǎng)置于所述上、下柵條之間；絲網(wǎng)材料為316L不銹鋼，絲直徑為0. 22 0. 28mm，絲網(wǎng)的厚度約為IOOmm 150mm，板片組中海水沸騰蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽以合適的流速 通過(guò)在絲網(wǎng)的上部把液滴破碎，并帶出絲網(wǎng)，形成“液泛”狀態(tài)，以達(dá)到良好的氣液分離效 果。為進(jìn)一步提高本發(fā)明的分離效果，以降低制取淡水的含鹽量，在氣液分離絲網(wǎng)組裝時(shí)， 絲網(wǎng)分離器上下固定用網(wǎng)格層外圍尺寸縮進(jìn)20 30mm，而分離器整個(gè)外圍尺寸將大于真 空腔室分離器布置處的內(nèi)腔尺寸，以采取配合時(shí)為過(guò)盈配合，周邊不出現(xiàn)一點(diǎn)點(diǎn)的空隙，以 避免蒸汽不透過(guò)絲網(wǎng)而從周邊空隙中流走；另在絲網(wǎng)組裝前，必須采用專(zhuān)用清洗液清潔干 凈，以避免可能沾有油污而降低分離效果，使得本發(fā)明所制取淡水含鹽量< 2ppm ；而傳統(tǒng) 殼管式海水淡化裝置的氣液分離器采用的是增強(qiáng)聚脂玻璃纖維材質(zhì)的汽水分離檔板，盡管 也能起到分離作用，但效果遠(yuǎn)不如絲網(wǎng)分離器，所制取淡水含鹽量< lOppm。前述的一種板式海水淡化裝置，在通向所述淡水柜的接管上還安裝有鹽度計(jì)電極 探頭和裝有電磁閥的支管，當(dāng)制取的淡水通過(guò)鹽度計(jì)電極探頭檢測(cè)達(dá)標(biāo)則直接送入淡水 柜；若不達(dá)標(biāo)，通過(guò)電控箱控制打開(kāi)支管電磁閥將所制得的淡水直接排入艙底。為了保證所述殼體不被腐蝕，前述的一種板式海水淡化裝置，所述殼體為鑄銅殼 體，在所述筒體底部設(shè)置有鋅塊，根據(jù)原電池原理，海水將先腐蝕鋅塊，而鋅塊是可更換的， 這樣將大大延長(zhǎng)殼體的壽命，不被海水腐蝕。前述的一種板式海水淡化裝置，在所述殼體的頂部或前部設(shè)置有安全閥和放氣旋 塞，將不凝氣體及時(shí)的排除出殼體，有利于海水的氣化。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維修空間小，操作簡(jiǎn)單，裝拆、檢 修方便；而且該裝置制取淡水量可通過(guò)板片數(shù)的增減而變化，制取淡水含鹽量非常低。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例流程示意圖。圖2為本發(fā)明絲網(wǎng)氣液分離器的安裝示意圖。圖3為本發(fā)明鹽水_空氣抽除器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明蒸發(fā)器板片示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本實(shí)施例提供的一種板式海水淡化裝置，包括海水泵1、板式蒸發(fā)器2、板式冷凝 器3、淡水柜4、鹽水-空氣抽除器5和用于安裝板式蒸發(fā)器2和板式冷凝器3的殼體6，在 所述殼體6的頂部或前部設(shè)置有安全閥7和放氣旋塞8。如圖2所示，所述殼體6與墊片和不銹鋼前蓋9形成一個(gè)密閉的腔體，所述不銹鋼 前蓋9中間設(shè)有一塊橫向隔板10將所述殼體分為上、下兩個(gè)腔體，所述板式冷凝器和板式 蒸發(fā)器通過(guò)夾緊螺柱和壓緊板固定于所述殼體6的上、下腔體內(nèi)，在下腔體內(nèi)設(shè)置有金屬 鋅塊12，有效的克服殼體的腐蝕；在所述殼體內(nèi)側(cè)的上、下腔體間還設(shè)置有氣液絲網(wǎng)分離 器11 ；所述氣液絲網(wǎng)分離器由上、下支承柵條和不銹鋼絲網(wǎng)組成。如圖3所示，所示鹽水_空氣抽除器5由主吸入室5-1、次級(jí)吸入室5-2、一級(jí)噴嘴 5-3、二級(jí)噴嘴5-4、抽氣管5-5、喉管5-6和擴(kuò)壓管5_7組成，所述一級(jí)噴嘴置于所述主吸入室內(nèi)，所述次級(jí)吸入室與所述主吸入室設(shè)有所述一級(jí)噴嘴的端口相連，所述二級(jí)噴嘴置于 所述次級(jí)吸入室內(nèi)，在所述次級(jí)吸入室上還連接有所述抽氣管，所述次級(jí)吸入室與所述喉 管和擴(kuò)壓管依次連接。如圖4所示，所述板式蒸發(fā)器的板片為長(zhǎng)方形，所述板片所選用的材質(zhì)為鈦，長(zhǎng)寬 比>3 1，板面上設(shè)有人字形波紋，所述板式蒸發(fā)器板片組中每間隔一張板片上的兩側(cè)分 別設(shè)置有一個(gè)小孔2-1。工作過(guò)程流程如圖1所示，海水由海水泵1從海水入口 13經(jīng)過(guò)濾器14進(jìn)入到 板式冷凝器內(nèi)3進(jìn)行冷凝和預(yù)熱，流經(jīng)冷凝器3后預(yù)熱的海水，一小部分分流經(jīng)隔膜穩(wěn)壓 閥15、節(jié)流孔板16和化學(xué)清洗口 17進(jìn)入至蒸發(fā)器室，而大部分則流至鹽水_空氣抽除器 5，作為該抽除器的驅(qū)動(dòng)水，通過(guò)抽除器組件中的喉管5-6、擴(kuò)壓管5-7等的作用，在管內(nèi)形 成真空，同步抽除由殼體底部積累濃鹽水和抽氣管抽除殼體內(nèi)的未凝蒸汽，將殼體內(nèi)形成 85% 95%的高真空度，使得殼體內(nèi)形成高度的真空度以達(dá)到低溫沸騰蒸餾目的；蒸發(fā)器 2接來(lái)至于發(fā)動(dòng)機(jī)19殼體的循環(huán)熱水，將經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入蒸發(fā)器的海水受熱沸騰形成蒸汽經(jīng) 由發(fā)器板片間上側(cè)開(kāi)口處冒出，進(jìn)入殼體中的下腔體，再流經(jīng)氣液絲網(wǎng)分離器11將液滴阻 擋下來(lái)，流至下腔體底部，而達(dá)到一定流速的蒸汽則透過(guò)絲網(wǎng)進(jìn)入上腔體，進(jìn)入冷凝器上側(cè) 開(kāi)口處，進(jìn)入冷凝器板片組中板片間遇冷后凝結(jié)成淡水由淡水泵18抽出，海水介質(zhì)在這樣 的結(jié)構(gòu)中歷經(jīng)液態(tài)到氣態(tài)地轉(zhuǎn)變并達(dá)到湍流的狀態(tài)，達(dá)到很好的分離效果。在淡水排出管 路中安裝有與電控箱相連的鹽度計(jì)電極探頭20，當(dāng)鹽度檢測(cè)不合格，則電控箱21控制支路 管路上的電磁閥22打開(kāi)將不合格淡水排至艙底，若合格淡水經(jīng)止回閥，彈簧負(fù)荷閥24排至 淡水柜4。本發(fā)明采用優(yōu)化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，高換熱效率的蒸發(fā)冷凝器板組、分離效果好的絲網(wǎng) 氣液分離器、一體化的濃鹽水-空氣抽除器等，使得裝置結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)單，裝拆、檢修方 便；裝置制取淡水量可通過(guò)板片數(shù)的增減而變化，且制得淡水含鹽量低。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形 成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種板式海水淡化裝置，包括海水泵、板式蒸發(fā)器、板式冷凝器、淡水泵、鹽水 空氣抽除器和用于安裝板式蒸發(fā)器和板式冷凝器的殼體，其特征在于所述殼體與墊片和不銹鋼前蓋形成一個(gè)密閉的腔體，所述不銹鋼前蓋中間設(shè)有一塊橫向隔板將所述殼體分為上、下兩個(gè)不相通的腔體，所述板式冷凝器和板式蒸發(fā)器分別裝于所述殼體的上、下腔體內(nèi)，在所述殼體內(nèi)的上、下腔體間還設(shè)置有氣液絲網(wǎng)分離器；所述海水泵與所述板式冷凝器進(jìn)口相接，所述板式冷凝器出口與所述鹽水 空氣抽除器的進(jìn)口相連，在所述板式冷凝器與所述鹽水 空氣抽除器相連的管路上開(kāi)有一支管與所述殼體的下腔體相通，所述殼體上腔體設(shè)有與所述淡水泵相連的接管；所述板式蒸發(fā)器的進(jìn)、出口通向發(fā)動(dòng)機(jī)缸套循環(huán)水的出口和進(jìn)口；所述鹽水 空氣抽除器的進(jìn)口還設(shè)有一支口與所述殼體的下腔體的底端連通，所述鹽水 空氣抽除器的抽氣口與所述殼體相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板式海水淡化裝置，其特征在于所述板式蒸發(fā)器和板 式冷凝器的板片為長(zhǎng)方形，所述板片所選用的材質(zhì)為鈦，長(zhǎng)寬比>3 1，板面上設(shè)有人字 形波紋；所述板式蒸發(fā)器板片組中每間隔一張板片上的兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)小孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板式海水淡化裝置，其特征在于所述鹽水_空氣抽除 器為一體式結(jié)構(gòu)，包括主吸入室、次級(jí)吸入室、一級(jí)噴嘴、二級(jí)噴嘴、抽氣管、喉管和擴(kuò)壓管， 所述一級(jí)噴嘴置于所述主吸入室內(nèi)，所述次級(jí)吸入室與所述主吸入室設(shè)有所述一級(jí)噴嘴的 端口相連，所述二級(jí)噴嘴置于所述次級(jí)吸入室內(nèi)，在所述次級(jí)吸入室上還連接有所述抽氣 管，所述次級(jí)吸入室與所述喉管和擴(kuò)壓管依次連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板式海水淡化裝置，其特征在于所述氣液絲網(wǎng)分離器 由上、下支承柵條和不銹鋼絲網(wǎng)組成，所述絲網(wǎng)置于所述上、下柵條之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種板式海水淡化裝置，其特征在于所述不銹鋼絲網(wǎng)所用 材質(zhì)為316L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板式海水淡化裝置，其特征在于在通向所述淡水泵的 接管上還安裝有鹽度計(jì)電極探頭和裝有電磁閥的支管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板式海水淡化裝置，其特征在于所述殼體為鑄銅殼體， 在所述殼體底部設(shè)置有鋅塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板式海水淡化裝置，其特征在于在所述殼體的頂部或 前部設(shè)置有安全閥和放氣旋塞。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種板式海水淡化裝置，包括海水泵、板式蒸發(fā)器、板式冷凝器、鹽水-空氣抽除器、淡水泵和用于安裝板式蒸發(fā)器和板式冷凝器的殼體，該裝置通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水廢熱為熱源，采用真空沸騰蒸餾原理，通過(guò)板式蒸發(fā)器將海水沸騰，再由板式冷凝器將蒸汽冷凝成淡水。本發(fā)明采用優(yōu)化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，高換熱效率的蒸發(fā)冷凝器板組，良好分離效果的絲網(wǎng)氣液分離器，一體化的濃鹽水-空氣抽除器等，使得裝置結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)單，裝拆、檢修方便，裝置制淡量可通過(guò)板片數(shù)的增減而變化，且制得淡水含鹽量低。
文檔編號(hào)C02F103/08GK101985369SQ201010564359
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者孫春霞, 張小榮, 秦海燕, 陳明龍 申請(qǐng)人:南京中船綠洲環(huán)保有限公司