一種射流-熱法海水淡化方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種射流-熱法海水淡化方法與裝置，包括蒸發器、冷凝器、布蒸汽裝置，另外還包括進水系統、射流布水裝置、循環系統、淡水系統、真空系統及不凝結器處理系統、泵體系統；蒸發器設有射流布水裝置和布蒸汽裝置，連接海水進水系統的射流布水裝置出口向上，噴淋海水自下而上噴淋，射流布水裝置上帶有擋水板，使射流裝置出水布置均勻，并形成傘狀均勻水膜層；海水在射流裝置上部被擋板擋住，形成傘狀水膜；發明根據傳熱學，流體力學科學技術，通過將海水與蒸汽直接充分接觸，最大限度的提高海水淡化過程中的熱傳導，從而提高系統的造水比，降低能耗，實現高效節能的海水淡化工藝。
【專利說明】一種射流-熱法海水淡化方法與裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種海水淡化【技術領域】，尤其是利用射流-熱法海水淡化的方法與系統。
【背景技術】
[0002]海水淡化主要用于海水中鹽和水的分離技術。現在所用的海水淡化方法有海水凍結法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法。蒸餾法就是將海水變成蒸汽，根據蒸汽冷卻方法不同，分為多效閃蒸、多效蒸餾及壓縮蒸餾。
[0003]射流-熱法海水淡化化技術是在低溫多效海水淡化技術上的改進，低溫多效海水淡化是指鹽水的最高蒸發溫度低于70°C的淡化技術，其特征是將一系列的降膜蒸發器串聯起來，用一定量的蒸汽輸入通過多次的蒸發和冷凝，后面一效的蒸發溫度均低于前面一效，從而得到多倍于蒸汽量的蒸餾水的淡化過程。
【發明內容】
[0004]本發明目的是：解決現有熱法海水淡化中布水裝置結垢污堵及傳熱效率低下問題，提供了一種長期穩定布水方法及高效傳熱蒸發裝置，以提高海水淡化總的造水比。尤其是提供一種能耗低、結構簡單、操作方便、設備投資少、成本低、性能穩定的海水淡化方法與裝置；與傳統海水淡化系統比較，減少海水淡化過程中布水裝置結垢污堵問題，提高了低溫蒸汽與海水熱傳導效率。
[0005]本發明的技術方案是：射流-熱法海水淡化裝置，包括蒸發器、冷凝器、布蒸汽裝置，另外還包括進水系統、射流布水裝置、循環系統、淡水系統、真空系統及不凝結器處理系統、泵體系統；其特征是蒸發器設有射流布水裝置和布蒸汽裝置，連接海水進水系統的射流布水裝置出口向上，噴淋海水自下而上噴淋，射流布水裝置上帶有擋水板，使射流裝置出水布置均勻，并形成傘狀均勻水膜層；海水在射流裝置上部被擋板擋住，形成傘狀水膜；布蒸汽裝置蒸的汽布置管口向下，蒸汽向下方輸出，與海水淡化系統蒸發器底部海水直接接觸交換；擋水板兩側的蒸發管用于接受蒸汽和包括蒸發產生水蒸汽；蒸發管連接下一效蒸發器作為蒸汽輸入源；蒸發管接收的冷凝水接淡水系統；最后一級蒸發器接冷凝器。本發明是將射流方法用于低溫多效海水淡化系統。
[0006]進一步的，擋水板高度根據進水流量及流速活動調整（O~Im內可調)、面積為射流裝置出口 I. 5~2倍截面積、形狀采用圓弧形狀。擋水板大小、形狀根據水量及布置射流布水裝置布置密度、流量調節，使射流布水裝置出水經擋水板后形成均勻、整齊、密布的薄膜水層；
[0007]進一步的，射流裝置出口帶壓(壓力為O. 12-0. 196MPa)，管口大小DN40~DN100。
[0008]進一步的，蒸發管連接的蒸汽和水蒸汽被輸送到第2效蒸發器即下一效蒸發器，作為第2效蒸發器的熱源，第2效的蒸汽和水蒸汽接蒸發管被輸送到第3效蒸發器作為第3效熱源，依次進入第N效蒸發器。[0009]射流裝置出水口管口采用可拆卸式連接方式(卡套方式)，方便結垢污堵布水口檢修。
[0010]蒸發管接收的冷凝水接下一效蒸發器的冷凝水管，直到接最后一級蒸發器接冷凝器。
[0011]射流-熱法海水淡化方法，其特征是將射流方法用于低溫多效海水淡化系統，蒸汽溫度為60~70°C,蒸氣壓力O. 2~O. 3bar,造水比在8以上；多效蒸發器的每一效蒸發過程如下述：（I)射流裝置噴淋海水，對海水進行自下而上噴淋，海水在射流裝置上部被擋板擋住，形成傘狀水膜；（2)輸入生蒸汽向下輸出，與海水淡化系統底部海水直接接觸交換；
(3)蒸汽依靠自身密度低，向上緩慢上升；（4)上升蒸汽透過水膜，與水膜直接接觸；（5)蒸汽與海水直接接觸交換熱量，海水吸收熱量蒸發產生水蒸汽；（4)蒸發產生水蒸汽輸送至擋水板兩側的蒸發管內，輸至下一效蒸發器；（6)各效蒸發器重復蒸發和冷凝過程；（7)蒸發管內產生的蒸餾水接下一效蒸發器的冷凝水管，直到進入最后一效蒸發器設有的冷凝器；（8)未被蒸發完的濃鹽水進入濃水箱。
[0012]蒸汽布置管口向下，與海水第一次接觸；依靠蒸汽自身密度低，向上緩慢上升，與海水第二次接觸。海水和蒸汽逆向接觸，接觸充分，提高換熱效率，增加蒸汽量。
[0013]射流裝置采用文丘里式設計原理，經喉管出水帶壓，管口較大，出水分布均勻等特點，使蒸汽和海水充分直接接觸換熱，吸收低壓水蒸汽的熱量，海水汽化，產生了較高壓力的水蒸氣，水蒸汽被輸送到第2效，作為第2效的熱源，依次進入第N效，最終進入冷凝器，冷凝成為淡水。
[0014]射流裝置出水口管口采用多段螺栓連接形式，根據運行情況具體調整，從而調整出口大小,避免了結垢污堵布水口。
[0015]本發明的有益效果`：每級蒸發器有與海水的二次接觸；且海水和蒸汽逆向接觸，接觸充分，提高換熱效率，增加蒸發汽量。并具有（I)工藝簡潔，裝置生產加工方便，裝置可采用進行鋼結構定型焊制批量壓模成型制造；（2)通過本發明裝置，射流裝置出口管口較大，并帶壓，可避免海水蒸發過程中的結垢污堵進水口，提高系統整體運行的穩定性；（3)本裝置對原水水質條件要求低，可有效地用于各種海水淡化，應用范圍較為廣泛；（4)水膜與蒸汽的直接接觸，提高換熱利用率，改善蒸發換熱狀況，提高造水比，降低裝置成本費用及蒸汽用量費用；（5)有效避免由于布水不均勻而造成的干壁和干燒現象，降低管道的腐蝕老化；（6)便于更換。海水和蒸汽逆向接觸，接觸充分，提高換熱效率，相當于增加了蒸汽量。造水比可以達到50~60%。造水比是指海水淡化系統中，蒸發裝置淡水總產量與鹽水加熱器所消耗的蒸汽量之比；造水比P r是衡量性能的最重要的參數。
[0016]總之，本發明能耗低、結構簡單、操作方便、設備投資少、成本低、性能穩定；與傳統海水淡化系統比較，減少海水淡化過程中布水裝置結垢污堵問題，提高了低溫蒸汽與海水熱傳導效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖I是本發明一種射流-熱法海水淡化流程圖。
[0018]圖2是本發明一種射流-熱法海水淡化設備裝置結構示意圖。
[0019]其中，I、蒸發器，2、冷凝器，3、淡水箱，4、濃水箱，5、加熱器，6、原料水泵，7、射流裝置，8、布蒸汽裝置。
【具體實施方式】[0020]下面結合附圖對本發明作進一步說明。圖中，I、蒸發器，2、冷凝器，3、淡水箱，3 —I淡水，4、濃水，5、加熱蒸汽，6、海水(原料水泵噴射)，7、射流裝置，8、布蒸汽裝置。
[0021]本發明海水淡化系統中基本部分及各部分之間的連接關系及所采用的裝置或部件的型號等是本領域內技術人員所熟知的公知常識，在此不再贅述。
[0022]利用上述海水淡化系統進行海水淡化工藝流程，包括以下步驟：(I)射流裝置7對海水進行自下而上噴淋，海水在射流裝置上部擋板擋住，形成傘狀水膜；（2)輸入生蒸汽向下輸出，與底部海水直接接觸交換；（3 )蒸汽依靠自身密度低，向上緩慢上升；（4 )上升蒸汽透過水膜，與水膜直接接觸；（5)蒸汽與海水直接接觸交換熱量，海水吸收熱量產生蒸發；
(6)新蒸汽輸送至其兩側的蒸發管內；（7)各效蒸發器重復蒸發和冷凝過程；（8)蒸餾水進入淡水箱；（9)濃鹽水進入濃水箱。
[0023]雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明所屬【技術領域】中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
【權利要求】
1.射流-熱法海水淡化裝置，其特征是包括蒸發器、冷凝器、布蒸汽裝置，另外還包括進水系統、射流布水裝置、循環系統、淡水系統、真空系統及不凝結器處理系統、泵體系統；蒸發器設有射流布水裝置和布蒸汽裝置，連接海水進水系統的射流布水裝置出口向上，噴淋海水自下而上噴淋，射流布水裝置上帶有擋水板，使射流裝置出水布置均勻，并形成傘狀均勻水膜層；海水在射流裝置上部被擋板擋住，形成傘狀水膜；布蒸汽裝置蒸的汽布置管口向下，蒸汽向下方輸出，與海水淡化系統蒸發器底部海水直接接觸交換；擋水板兩側的蒸發管用于接受蒸汽和包括蒸發產生水蒸汽；蒸發管連接下一效蒸發器作為蒸汽輸入源；蒸發管接收的冷凝水接淡水系統。
2.根據權利要求1所述的射流-熱法海水淡化裝置，其特征是擋水板高度根據進水流量及流速活動調整（O~Im內可調)、面積為射流裝置出口 I. 5~2倍截面積、形狀采用圓弧形狀。
3.根據權利要求1所述的射流-熱法海水淡化裝置，其特征是射流裝置出口帶壓(壓力為 O. 12-0. 196MPa)，管口大小 DN40 ~DNlOOo
4.根據權利要求1所述的射流-熱法海水淡化裝置，其特征是蒸發管連接的蒸汽和水蒸汽被輸送到第2效蒸發器即下一效蒸發器，作為第2效蒸發器的熱源，第2效的蒸汽和水蒸汽接蒸發管被輸送到第3效蒸發器作為第3效熱源，依次進入第N效蒸發器。
5.根據權利要求1所述的射流-熱法海水淡化裝置，其特征是射流裝置出水口管口采用可拆卸式連接方式(卡套方式)，方便結垢污堵布水口檢修。
6.根據權利要求1所述的射流-熱法海水淡化裝置，其特征是蒸發管接收的冷凝水接下一效蒸發器的冷凝水管，直到接最后一級蒸發器接冷凝器。
7.根據權利要求1-5之一所述的射流-熱法海水淡化方法，其特征是將射流方法用于低溫多效海水淡化系統，蒸汽溫度為60~70°C，蒸氣壓力O. 2~O. 3bar，造水比在8以上；多效蒸發器的每一效蒸發過程如下 述：（I)射流裝置噴淋海水，對海水進行自下而上噴淋，海水在射流裝置上部被擋板擋住 ，形成傘狀水膜；（2)輸入生蒸汽向下輸出，與海水淡化系統底部海水直接接觸交換；（3)蒸汽依靠自身密度低，向上緩慢上升；（4)上升蒸汽透過水膜，與水膜直接接觸；（5)蒸汽與海水直接接觸交換熱量，海水吸收熱量蒸發產生水蒸汽；(4 )蒸發產生水蒸汽輸送至擋水板兩側的蒸發管內，輸至下一效蒸發器；（6 )各效蒸發器重復蒸發和冷凝過程；（7)蒸發管內產生的蒸餾水接下一效蒸發器的冷凝水管，直到進入最后一效蒸發器設有的冷凝器；（8)未被蒸發完的濃鹽水進入濃水箱。
8.根據權利要求7所述的射流-熱法海水淡化方法，其特征是蒸汽布置管口向下，與海水第一次接觸；依靠蒸汽自身密度低，向上緩慢上升，與海水第二次接觸。
【文檔編號】C02F103/08GK103482714SQ201310398250
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月4日 優先權日:2013年9月4日
【發明者】周明, 祁本武, 許魏, 史宇濤, 王靜 申請人:南京中電環保工程有限公司