本發(fā)明屬于海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，特別涉及一體化低溫負(fù)壓海水淡化裝置。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水資源變得烯缺，而占地球面積5分之4的海洋有著取之不盡的水資源，因此向浩瀚的海洋汲取淡水，不僅能解決淡水總量的短缺，而且具有開(kāi)辟新的永久性淡水來(lái)源的意義。目前世界上已商業(yè)化的海水淡化技術(shù)主要有蒸發(fā)工藝和反滲透工藝，這兩種工藝已廣泛進(jìn)入應(yīng)用，但是在工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備整體性能、維護(hù)費(fèi)用、產(chǎn)水成本、水質(zhì)及電耗等方面還有待于進(jìn)一步提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種一體化低溫負(fù)壓海水淡化裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種一體化低溫負(fù)壓海水淡化裝置，其特征在于：與過(guò)濾器出水口相接的第一原水管分為兩路，一路與冷凝/原水換熱器的原水進(jìn)口連接，另一路與濃縮/原水換熱器的原水進(jìn)口連接；第二原水管的進(jìn)口端分為兩路，一路與冷凝/原水換熱器的原水出口連接，另一路與濃縮/原水換熱器的原水出口連接，所述第二原水管的出口端與降膜蒸發(fā)器的進(jìn)液口連接；在所述降膜蒸發(fā)器的冷凝水出口接有出水管，出水管與冷凝水箱的進(jìn)口連接，冷凝水箱的出口接有第一冷凝水管，該第一冷凝水管串聯(lián)冷凝水泵后，與冷凝/原水換熱器的冷凝水進(jìn)口連接，在冷凝/原水換熱器的冷凝水出口接有第二冷凝水管；在所述降膜蒸發(fā)器底部設(shè)置的第一濃縮液出口接有第一濃縮液管，該第一濃縮液管串聯(lián)濃縮液泵后，與濃縮/原水換熱器的濃縮液進(jìn)口連接，在濃縮/原水換熱器的濃縮液出口接有第二濃縮液管。
采用以上技術(shù)方案，海水經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后除去海藻及顆粒雜質(zhì)，進(jìn)入降膜蒸發(fā)器，降膜蒸發(fā)器中海水從熱交換板的頂端，順板的外側(cè)面流下，當(dāng)海水加熱達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)開(kāi)始蒸發(fā)，蒸汽進(jìn)入熱交換板的內(nèi)側(cè)，在此蒸汽凝結(jié)成水，釋出大量的熱量，釋出的熱量透過(guò)熱交換板，使板外側(cè)的海水加熱釋出更多的蒸汽，凝結(jié)的水可通過(guò)出水管進(jìn)入冷凝水箱，冷凝水泵將冷凝水箱中的水抽出，使之經(jīng)過(guò)冷凝/原水換熱器后流向需要的地方。降膜蒸發(fā)器內(nèi)殘余的海水由濃縮液泵抽出，經(jīng)過(guò)濃縮/原水換熱器后流向設(shè)定的地方。
由于從降膜蒸發(fā)器中引出的冷凝水和殘余海水均具有一定的溫度，它們?cè)诹鹘?jīng)對(duì)應(yīng)的換熱器時(shí)，將熱量傳遞給過(guò)濾器過(guò)來(lái)的海水，對(duì)海水進(jìn)入降膜蒸發(fā)器前進(jìn)行預(yù)加熱，能有效節(jié)約能源。
過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)固、液分離，過(guò)濾器內(nèi)部的濾網(wǎng)采用特殊制造的鈦網(wǎng)，傳動(dòng)件為不銹鋼材質(zhì)，防止海水腐蝕。過(guò)濾器通過(guò)傳動(dòng)電機(jī)和電動(dòng)閥自動(dòng)完成清洗排污，操作方式為自動(dòng)運(yùn)行，具有差壓或定時(shí)自動(dòng)排污功能。當(dāng)海水流經(jīng)過(guò)濾器時(shí)，水中的海藻及雜質(zhì)被濾網(wǎng)攔截，當(dāng)濾網(wǎng)表面積聚的雜質(zhì)增加而使差壓達(dá)到控制值時(shí),差壓裝置發(fā)出信號(hào)，同時(shí)PLC控制系統(tǒng)發(fā)出指令，使傳動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，排污閥打開(kāi)，沉積在濾網(wǎng)中的雜質(zhì)被轉(zhuǎn)動(dòng)的刷子刷下，在刷洗的同時(shí)抽吸裝置由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，污物被抽吸口吸走，從排污口排出。整個(gè)刷洗排污過(guò)程無(wú)需人員操作，無(wú)需停機(jī)，保證在任何情況下出水的安全可靠。至此，整個(gè)系統(tǒng)在不停機(jī)的情況下達(dá)到過(guò)濾的效果，保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。
在所述降膜蒸發(fā)器的頂部安裝低速離心蒸汽壓縮機(jī)，該低速離心蒸汽壓縮機(jī)的輸入端豎直向下伸入降膜蒸發(fā)器內(nèi)，低速離心壓縮機(jī)輸出端上的葉輪位于降膜蒸發(fā)器上部的真空腔中。低溫蒸汽經(jīng)離心機(jī)收集加壓后排出蒸汽溫度升高，能進(jìn)一步提高蒸汽冷凝的效果。
作為優(yōu)選，在所述出水管上接有真空管，該真空管與真空泵連接。
作為優(yōu)選，在所述降膜蒸發(fā)器底部設(shè)置的第二濃縮液出口接有第三濃縮液管，該第三濃縮液管與循環(huán)泵的進(jìn)口連接，循環(huán)泵的出口連接的管路接在第二原水管上。
本發(fā)明的有益效果是：
1)采用組件式構(gòu)成，設(shè)備體積小、重量輕，允許階段式的擴(kuò)充，該設(shè)備可以安放在室外，不需要廠房安置，小型裝置可采用風(fēng)能及太陽(yáng)能供電。
2)降膜蒸發(fā)器內(nèi)的換熱裝置采用新型高分子材料制造，防止腐蝕及提高防結(jié)垢性能。
3)高效率、低能耗：能夠?qū)?0％的凈水從海水中分離出來(lái)，并且處理出來(lái)的凈水能達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，約1KW/h時(shí)的電能，可制造100L的凈水。
4)使用壽命長(zhǎng)：嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囋O(shè)計(jì)和精良細(xì)致的設(shè)備選材，確保了系統(tǒng)較長(zhǎng)的使用壽命和較低的維護(hù)成本。
5)出水水質(zhì)穩(wěn)定：先進(jìn)的水質(zhì)檢測(cè)控制和精良的系統(tǒng)維護(hù)方案確保出水水質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定。
6)適用的海水溫度范圍廣：可在2℃-30℃的水溫范圍內(nèi)滿負(fù)荷運(yùn)行，不會(huì)因溫度降低而導(dǎo)致產(chǎn)水量下降，保證在任何條件下均可得到設(shè)備規(guī)定的產(chǎn)水量。
7)操作方便、運(yùn)營(yíng)成本低：由于設(shè)備是全自動(dòng)的，只需1人操作，還可遙控操作，使設(shè)備24小時(shí)連續(xù)運(yùn)作，不需停機(jī)，營(yíng)運(yùn)費(fèi)用大幅降低。
8)經(jīng)過(guò)該設(shè)備處理的江水或海水能達(dá)到直接飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)凈化之后的水不需要再處理。如需進(jìn)一步深加工，僅僅需要加入一些添加劑之后就可以裝入瓶中成為礦泉水，這樣處理設(shè)備可以直接應(yīng)用于瓶裝水廠，不需要中間設(shè)備；配合瓶裝水銷售渠道，該種淡化海水的技術(shù)與生產(chǎn)瓶裝水結(jié)合具有廣闊的前景。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：
如圖1所示，過(guò)濾器1采用電動(dòng)式機(jī)械過(guò)濾器，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)固、液分離及排污，過(guò)濾器1的結(jié)構(gòu)及工作原理在此不做贅述。過(guò)濾器1的進(jìn)水口接有管道，以供海水進(jìn)入。與過(guò)濾器1出水口相接的第一原水管2分為兩路，一路與冷凝/原水換熱器3的原水進(jìn)口連接，另一路與濃縮/原水換熱器4的原水進(jìn)口連接。第二原水管5的進(jìn)口端分為兩路，一路與冷凝/原水換熱器3的原水出口連接，另一路與濃縮/原水換熱器4的原水出口連接。第二原水管5的出口端與降膜蒸發(fā)器6上部的進(jìn)液口連接，降膜蒸發(fā)器6可采用中國(guó)專利ZL201210457565.3于2013年3月13日公開(kāi)的結(jié)構(gòu)或類似的結(jié)構(gòu)，在此不做贅述。
如圖1所示，在降膜蒸發(fā)器6的頂部安裝低速離心壓縮機(jī)14，該低速離心壓縮機(jī)14的輸出軸豎直向下伸入降膜蒸發(fā)器6內(nèi)，低速離心壓縮機(jī)14輸出軸上的葉輪位于降膜蒸發(fā)器6上部的真空腔中。在降膜蒸發(fā)器6下部的冷凝水出口接有出水管7，出水管7上接有真空管15，該真空管15與真空泵16連接。上述出水管7與冷凝水箱8的進(jìn)口連接，冷凝水箱8的出口接有第一冷凝水管9，該第一冷凝水管9串聯(lián)冷凝水泵10后，與冷凝/原水換熱器3的冷凝水進(jìn)口連接，在冷凝/原水換熱器3的冷凝水出口接有第二冷凝水管11。
如圖1所示，在降膜蒸發(fā)器6底部設(shè)置的第一濃縮液出口接有第一濃縮液管12，該第一濃縮液管12串聯(lián)濃縮液泵13后，與濃縮/原水換熱器4的濃縮液進(jìn)口連接，在濃縮/原水換熱器4的濃縮液出口接有第二濃縮液管19。在降膜蒸發(fā)器6底部設(shè)置的第二濃縮液出口接有第三濃縮液管17，該第三濃縮液管17與循環(huán)泵18的進(jìn)口連接，循環(huán)泵18的出口連接的管路接在第二原水管5上。
本發(fā)明的工作原理如下：
海水經(jīng)過(guò)濾器1過(guò)濾后除去海藻及顆粒雜質(zhì)，進(jìn)入降膜蒸發(fā)器6，降膜蒸發(fā)器6中海水從熱交換板的頂端，順板的外側(cè)面流下，當(dāng)海水加熱達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)開(kāi)始蒸發(fā)，蒸汽在低速離心壓縮機(jī)14的作用下溫度升高，增溫的蒸汽進(jìn)入熱交換板的內(nèi)側(cè)，在此蒸汽凝結(jié)成水，釋出大量的熱量，釋出的熱量透過(guò)熱交換板，使板外側(cè)的海水加熱釋出更多的蒸汽，凝結(jié)的水可通過(guò)出水管7進(jìn)入冷凝水箱8，冷凝水泵10將冷凝水箱8中的水抽出，使之經(jīng)過(guò)冷凝/原水換熱器3后流向需要的地方；冷凝水流過(guò)冷凝/原水換熱器3的時(shí)候，將熱量傳遞給過(guò)濾器1過(guò)來(lái)的海水，使海水預(yù)加熱后進(jìn)入降膜蒸發(fā)器6。循環(huán)泵18將降膜蒸發(fā)器6內(nèi)蒸發(fā)后的海水泵出，重新補(bǔ)充到第一原水管2，使之隨新鮮的海水再次進(jìn)入降膜蒸發(fā)器6中進(jìn)行蒸發(fā)。降膜蒸發(fā)器6內(nèi)殘余的海水由濃縮液泵13抽出，經(jīng)過(guò)濃縮/原水換熱器4后流向設(shè)定的地方；殘余海水流過(guò)濃縮/原水換熱器4的時(shí)候，也能夠通過(guò)熱傳遞對(duì)過(guò)濾器1過(guò)來(lái)的海水進(jìn)行加熱。
盡管以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施方式，上述具體實(shí)施方式僅僅是示意性的而不是限定性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以作出多種類似的表示，比如在管路中加入必要的泵或閥門，或者降膜蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)，或者改變過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)等，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。