一種加濕除濕的海水蒸發罐的制作方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001]本發明涉及一種蒸發罐，具體為一種加濕除濕的海水蒸發罐。
【背景技術】
[0002]在熱法海水淡化技術中，加濕除濕法是目前不受人們重視、卻最有發展前途的海水淡化技術。
[0003]最近幾年，加濕除濕法的研宄論文開始增多，也僅局限于原理驗證。真正具有工程化前景的是中國發明專利《一種熱空氣多級加熱的海水淡化裝置》(專利號201410396027.7)和《一種利用廢氣余熱加熱海水的海水淡化裝置》(專利號201410443596.2)。該兩項發明運用空氣加濕除濕原理，利用太陽能、工業余熱等將海水分離成淡水和固態鹽。相對于需要排放大量濃鹽水的多效蒸餾法和多級閃蒸法，這種技術方案不僅充分利用了海水資源、消除了濃鹽水對環境的影響，而且節約了泵送海水和濃鹽水的大量電能和提高了熱量利用率。但是，該兩項發明并不是完善的技術方案，其不足之處在于:一、整套裝置集中增壓，增加了增壓難度，導致最后一級水位比第一級水位高很多，裝置運行穩定性受影響，裝置級數受增壓壓差限制。二、各級海水蒸發罐的壓差大，防止淡水收集管竄氣，封隔各海水蒸發罐的技術難度大。三、對起決定作用的海水蒸發罐設計簡單，沒有考慮海水蒸發罐內熱量的梯級利用。這些都是該技術工程化過程中必須妥善解決的問題。找到了問題所在，對癥采取相應措施。采用多級增壓技術克服集中增壓弊端；設置U型管封隔海水蒸發罐內空氣，只要保持冷凝管空氣出口到水位線的距離始終小于U型管深度，空氣就不會經淡水收集管竄氣；合理設計布置加熱管、冷凝管、淡水收集管等，形成海水蒸發罐內從上到下溫度由高到低，海水自然地由下向上流動的格局，最大限度地利用熱量。將整套裝置的難題集中在海水蒸發罐給予解決。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是在海水蒸發罐上安風機，在淡水收集管連通管上裝U型管，合理布局海水蒸發罐內的加熱管、冷凝管、淡水收集管，構成一種梯級利用熱量加濕除濕，壓力穩定，相對獨立的海水蒸發罐。
[0005]為了實現上述目的，本發明的方案是:其結構包括罐體、罐頂蓋、風機、進風管，出風管、冷凝管、加熱管、廢氣進入管、廢氣排出管、淡水收集管、U型管、淡水收集管連通管、海水流入管、海水流出管。其特征在于:所述加熱管在罐體內靠近內壁布置，冷凝管置于罐體內中央，淡水收集管布置在罐體內底部。連通相鄰海水蒸發罐淡水收集管的淡水收集管連通管上安裝U型管。罐體頂部蓋上罐頂蓋，形成海水蒸發罐內的密閉空間。冷凝管進氣端管道連通罐頂蓋上的進風管，直通風機出風口。冷凝管中部沉入海水蒸發罐底部。冷凝管中部低點與淡水收集管連通。冷凝管出氣端管道上升到水位線以上，冷凝管出氣口再下降到水位線以下。罐頂蓋上的出風管連通海水蒸發罐上部空間和另一海水蒸發罐的風機進風口。罐體側面位于冷凝管底部與淡水收集管連通處設一窗口并用窗門封堵。水位線設定在海水蒸發罐上部合理位置。廢氣進入管連通罐體內加熱管進口，廢氣排出管連通罐體內加熱管出口。海水流入管和海水流出管都與罐體連通。海水流入管的另一端連通供給海水的另一海水蒸發罐。海水流出管的另一端連通接納海水的另一海水蒸發罐。
[0006]所述冷凝管進氣端是過流斷面較大的管道。冷凝管中部是一內部為空的柱體。冷凝管進氣端管道在柱體上端面連通柱體內空。柱體中有多根兩端口在柱體兩端面的換熱管。柱體上端面沿邊分布多根一端垂直柱體端面并與柱體內空連通、另一端彎曲且開口向下的倒U型管道，構成冷凝管出氣端。柱體底部與淡水收集管連通。冷凝管中部位于水位線以下，柱體中的換熱管內壁和柱體表面都與海水接觸構成換熱面。進入柱體內空的蒸汽通過換熱面與海水換熱冷凝，沒有凝結的蒸汽和空氣經冷凝管出氣端管道進入海水加溫加濕。
[0007]所述U型管下沉深度大于冷凝管出氣端管道出氣口到水位線深度，保證空氣不經淡水收集管竄氣。
[0008]所述海水蒸發罐外表及布置在海水蒸發罐外部的管道都外包保溫層。
[0009]本發明的優點在于:一是海水蒸發罐自備風機增壓，所需壓差小，不存在集中增壓必須解決的各海水蒸發罐壓差平衡問題和所需壓差大、增壓難度大的問題。收到整套裝置運行平穩的效果。二是冷凝管中部采用內空柱體內置換熱管的設計方案，形成罐體內自下而上溫度逐步升高的溫度梯度，海水自下而上自然流動吸熱，熱量利用率高。三是海水蒸發罐由兩大構件組成，安裝維修方便。除垢作業時，只需吊出與罐頂蓋連為一體的構件，分別處理罐體內的加熱管和吊出的冷凝管即可。四是適用范圍廣，制糖和化工生產中需要濃縮分離出固態溶質的工藝都可采用。
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明:
[0011]圖1是本發明結構示意圖；
[0012]圖2是本發明冷凝管結構示意圖；
[0013]圖3是本發明連接圖。
[0014]圖中，1、風機，2、進風管，3、廢氣進入管，4、海水流出管，5、淡水收集管連通管，6、冷凝管與淡水收集管連通管，7、U型管，8、海水流入管，9、廢氣排出管，10、罐頂蓋，11、出風管，12、冷凝管中部柱體，13、換熱管，14、冷凝管出氣端管道。
【具體實施方式】
[0015]圖1是海水蒸發罐結構示意圖。拆去罐體側面窗口的窗門，可見到冷凝管與淡水收集管連通管6。圖2是冷凝管結構示意圖。風機I出風口連通進風管2。進風管2通過罐頂蓋10連通冷凝管進氣端管道。冷凝管進氣端管道連通冷凝管中部柱體12。冷凝管中部柱體12中有多根兩端口在柱體兩端面的換熱管13。冷凝管中部柱體12底部連通淡水收集管。冷凝管中部柱體12上端面沿邊分布多根一端垂直柱體端面并與柱體內空連通、另一端彎曲且開口向下的冷凝管出氣端管道14。罐頂蓋10上的出風管11連通海水蒸發罐上部空間和另一海水蒸發罐的風機進風口。罐體內的加熱管兩端分別連通廢氣進入管3和廢氣排出管9。海水流出管4和海水流入管8都連通罐體。淡水收集管連通管5連通罐體內的淡水收集管。U型管7是淡水收集管連通管5的一段。圖3是兩個海水蒸發罐連接圖。從左到右，前一海水蒸發罐的出風管11連通后一海水蒸發罐的風機進風口 ；前一海水蒸發罐的廢氣排出管9連通后一海水蒸發罐的廢氣進入管3 ;前一海水蒸發罐的海水流入管8連通后一海水蒸發罐的海水流出管4 ;前一海水蒸發罐的淡水收集管經淡水收集管連通管5連通后一海水蒸發罐淡水收集管。多個海水蒸發罐如此連接，最前一個海水蒸發罐底部增設海鹽排出閥，廢氣進入管3接通高溫廢氣源，風機接電源，最后一個海水蒸發罐增設水位控制器并接海水源，就形成一套完整的海水淡化裝置。
[0016]本發明的工作過程是:打開海水開關向各海水蒸發罐注入海水。打開高溫廢氣源開關，高溫廢氣依次進入各海水蒸發罐加熱海水。最前一個海水蒸發罐內的海水溫度達到規定溫度后，接通各海水蒸發罐的風機電源。空氣流經各海水蒸發罐，水蒸汽在各個冷凝管內冷凝成淡水，淡水流入淡水收集管，經最后一個海水蒸發罐淡水收集管流出。海鹽在最前一個海水蒸發罐底部結晶沉積，經海鹽排出閥排出。
【主權項】
1.一種加濕除濕的海水蒸發罐，包括罐體、罐頂蓋、風機、進風管，出風管、冷凝管、加熱管、廢氣進入管、廢氣排出管、淡水收集管、U型管、淡水收集管連通管、海水流入管、海水流出管，其特征在于:所述加熱管在罐體內靠近內壁布置，冷凝管置于罐體內中央，淡水收集管布置在罐體內底部，連通相鄰海水蒸發罐淡水收集管的淡水收集管連通管上安裝U型管，罐體頂部蓋上罐頂蓋，形成海水蒸發罐內的密閉空間，冷凝管進氣端管道連通罐頂蓋上的進風管，直通風機出風口，冷凝管中部沉入海水蒸發罐底部，冷凝管中部低點與淡水收集管連通，冷凝管出氣端管道上升到水位線以上，冷凝管出氣口再下降到水位線以下，罐頂蓋上的出風管連通海水蒸發罐上部空間和另一海水蒸發罐的風機進風口，罐體側面位于冷凝管底部與淡水收集管連通處設一窗口并用窗門封堵，水位線設定在海水蒸發罐上部合理位置，廢氣進入管連通罐體內加熱管進口，廢氣排出管連通罐體內加熱管出口，海水流入管和海水流出管都與罐體連通，海水流入管的另一端連通供給海水的另一海水蒸發罐，海水流出管的另一端連通接納海水的另一海水蒸發罐。
2.根據權利要求1所述的一種加濕除濕的海水蒸發罐，其特征在于:所述冷凝管進氣端是過流斷面較大的管道，冷凝管中部是一內部為空的柱體，冷凝管進氣端管道在柱體上端面連通柱體內空，柱體中有多根兩端口在柱體兩端面的換熱管，柱體上端面沿邊分布多根一端垂直柱體端面并與柱體內空連通、另一端彎曲且開口向下的倒U型管道，構成冷凝管出氣端，柱體底部與淡水收集管連通，冷凝管中部位于水位線以下，柱體中的換熱管內壁和柱體表面都與海水接觸構成換熱面。
3.根據權利要求1所述的一種加濕除濕的海水蒸發罐，其特征在于:所述U型管下沉深度大于冷凝管出氣端管道出氣口到水位線深度。
【專利摘要】本發明提供的一種加濕除濕的海水蒸發罐，是通過在海水蒸發罐上安風機，在淡水收集管連通管上裝U型管，合理布局海水蒸發罐內的加熱管、冷凝管、淡水收集管，構成的一種壓力穩定，相對獨立的海水蒸發罐。關鍵部件冷凝管中部是一內部為空的柱體。柱體中有多根兩端口在柱體兩端面的換熱管。柱體上端面沿邊分布多根一端垂直柱體端面并與柱體內空連通、另一端彎曲且開口向下的管道。柱體底部與淡水收集管連通。運行時，罐體內自下而上溫度逐步升高，海水自下而上自然流動吸熱，熱量利用率高。海水蒸發罐由兩大構件組成，安裝維修方便。適用范圍廣，除了海水淡化外，還可用于制糖和化工生產中分離固態溶質。
【IPC分類】C01D3-06, C02F103-08, C02F1-16
【公開號】CN104528856
【申請號】CN201410841439
【發明人】孔令斌
【申請人】孔令斌
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月27日