一种用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，包含蒸发器、吸附床、冷凝器、热水系统以及冷却水系统；热水系统包含热水箱和换热器；冷却水系统包含冷却水箱和冷却塔；蒸发器内部设有隔板，其上段为真空室，下段为热水室，还设有穿过隔板的热管群。热水室与热水箱以及换热器连接；真空室与吸附床连接；吸附床与冷凝器、冷却塔、换热器、热水箱以及冷却水箱连接；冷凝器与冷却塔以及冷却水箱连接；热水箱和热水室以及吸附床之间的管路上设有热水泵；冷却水箱和冷凝器以及吸附床之间的管路上设有冷却水泵。本发明提供的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，具有能量利用率高、对原水水质要求不高、对驱动热源温度要求低、易控制等优点。
【专利说明】一种用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低品位热源利用技术装置，具体地，涉及一种基于固体吸附驱动和利用热管强化传热的盐溶液真空雾化闪蒸水分离装置。
【背景技术】
[0002]近年来，溶液除湿技术得到了较快的发展，溶液除湿系统可采用低温热源驱动，利用具备强吸湿能力的盐溶液在除湿器中与湿空气进行热质交换，进而达到空气除湿的目的。它克服了冷冻除湿消耗高品位能源、高能耗和污染环境的问题。除湿器和再生器是溶液除湿空调系统最重要的组成部件。再生器的传热传质性能直接影响到整个过程的除湿效果。目前溶液除湿系统的再生器结构形式大致分为以下几种:内热型再生器、绝热型再生器、太阳能集热型再生器、蒸发式再生器。
[0003]其中，内热型再生器通过外部热源补偿由于溶液内水分蒸发所带走的热量，维持再生溶液有一定的温度，近似于等温再生，保证了再生过程的压差驱动力，提高了再生效率。如图1所示。稀溶液由底部被溶液泵依次送入预热器、加热器中进行预热，提高溶液水蒸气表面蒸汽压力，然后喷淋在再生器的填料层上，与空气接触，溶液内水蒸气通过热质交换被带走，由于水分蒸发吸热，溶液温度降低，降温后的溶液循环进入加热器进行加热。尽管循环过程保证了溶液一定的再生温度，但由于仍采用空气接触带走水蒸气的方法，再生效率的提升仍然有限。
[0004]总之，内热型和太阳能集热式虽然应用较广，但本身仍存在不足，如设备工艺较为复杂，再生效率受到限制等等。因此在完善已有的再生器类型的同时，还需要研究新型高效再生器，用以提高系统再生效率等问题。
[0005]在海水淡化【技术领域】，常用的海水淡化方法有反渗透、多级闪蒸、多效蒸馏和压汽蒸馏，后三者属于热蒸馏方法。反渗透系统由电能/机械能驱动，近些年在膜组件性能、能量回收技术等方面得到了长足发展，造水成本大幅下降，其产水容量已占海水淡化总容量的50%以上。热蒸馏海水淡化方法目前主要用于电一水联产，即利用电厂较低温度的热能来生产淡水，此外，该方法非常适合于工业余热回收和太阳热能、地热能等低品位热源的有效利用。
[0006]基于闪蒸理论的多级闪蒸技术已经在海水淡化领域应用多年，图2为其单级示意图。上一级海水通过节流喷嘴进入该级闪蒸，闪蒸出的水分通过上部的冷凝管束凝结，冷凝液被淡水盘收集排出。
[0007]从以上介绍可以看到，溶液除湿技术以提高浓缩比为研究目标，而多级闪蒸海水淡化是以提高造水比为研究方向，虽然两者目的不同，但其核心本质完全一致，即通过热能驱动与真空度控制，尽可能快速、高效地分离溶液中的水分。而水分不断分离的根本动力是溶液的初始闪蒸温度与冷却水温度之差，即在一定真空度条件下，冷却水间接凝结水蒸气的速度决定溶液中水分的蒸发速度，而凝结速度又主要取决于冷却水温度。
[0008]就凝结过程而言，存在两点不足:(I)凝结过程靠冷却水的显热“中和”水蒸气的凝结潜热，效率很低，且凝结过程水蒸气准平衡压力偏高，接近8?50kPa，降低了溶液入口的过热度，制约了蒸发端蒸发效率；(2)缘于常用冷却水的温度基准(海水淡化系统冷却水主要采用海水，一般25°C左右，除湿溶液再生则采用冷却塔冷却水，一般32°C上下)，可利用低品位热源范围受到限制，比如采用60°C溶液多级闪蒸再生时，两者温差只有28°C，可设置级数受到限制。
[0009]就溶液闪蒸过程而言，存在两点不足:(1)这是一个面蒸发，蒸发面积有限；(2)随着水分蒸发的持续，主体溶液温度快速降低，即过热度减小甚至消失，其蒸发强度也随之减寻層。
[0010]很显然，为处于蒸发过程的溶液提供足够的热量成为保持其蒸发强度的关键因素，同时凝结端与之匹配的凝结能力也是这一过程能持续进行的重要环节。当前无论多级闪蒸还是低温多效蒸馏的海水淡化技术，均采用逐级变压以适应海水或沸点温度阶梯变化的需求，该设计虽然是基于热量的多级利用，但却是单级蒸发量有限的无奈之举，因此提高单级蒸发量和热能利用率则可优化整个系统设计。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提供一种用于快速高效分离盐溶液中水分的装置，克服现有的技术缺点，将热管强化传热、固体吸附驱动、真空雾化闪蒸这三种技术结合，具有能量利用率高、对原水水质要求不高、对驱动热源温度要求低、易控制等优点。
[0012]为了达到上述目的，本发明提供了一种用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，该装置包含蒸发器、吸附床、冷凝器、热水系统以及冷却水系统；所述热水系统包含通过管路连接的热水箱和换热器；所述冷却水系统包含通过管路连接的冷却水箱和冷却塔；所述的蒸发器内部设有隔板，并由所述隔板分为封闭的上下两段，上段为真空室，下段为热水室；所述的蒸发器内部还竖直设置有热管群，所述热管群穿过隔板，热管群的冷凝段和蒸发段分别位于所述真空室和热水室内；所述的热水室下方设有管路分别与热水箱以及换热器连接；所述的真空室上方设有管路与吸附床连接；所述的吸附床还通过管路分别与冷凝器、冷却塔、换热器、热水箱以及冷却水箱连接；所述的冷凝器还通过管路分别与冷却塔以及冷却水箱连接；所述的热水箱和热水室以及吸附床之间的管路上设有热水泵，能够将热水箱内的热水泵出，然后分别流经热水室和吸附床，再经所述换热器被低温热源加热后回到所述热水箱，完成循环；所述的冷却水箱和冷凝器以及吸附床之间的管路上设有冷却水泵，能够将冷却水箱内的冷水泵出，然后分别流经冷凝器和吸附床，再经冷却塔冷却后回到所述冷却水箱，完成循环。
[0013]上述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，所述的真空室内部上方安装有雾化喷淋器；所述的雾化喷淋器通过管路与设置在蒸发器外部的稀溶液泵连接；所述的真空室方还设有一个入口，并在从该入口处向外的管路上依次设有真空阀、干燥器和以及真空泵；干燥器可吸收残余水蒸气，保证真空泵的正常安全运行；所述的真空室下部设有出口，从该出口处向外的管路上连接有浓溶液箱，所述的浓溶液箱与该出口之间设有第一泄水阀。
[0014]上述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，所述的真空室上方与吸附床连接的管路上设有阀门。[0015]上述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，所述的吸附床与热水箱以及冷却水箱之间的管路上分别设有阀门；所述的吸附床与冷凝器、冷却塔以及换热器之间的管路上也分别设有阀门。
[0016]上述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，所述的冷凝器内部设有冷凝器盘管，其下方设有托水盘，在该托水盘的底部下方设有通向冷凝器外部的开口，在该开口处通过管路连接有淡水箱，该开口与淡水箱之间的管路上设有第二泄水阀。
[0017]上述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，所述的吸附床采用两台为一组，每组包含第一吸附床和第二吸附床，依据水蒸气流量可增加组数。两台吸附床交替通有冷水或热水，以实现同时吸附和脱附，保证过程的连续进行。
[0018]上述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，所述的第一吸附床和第二吸附床内部分别设有第一吸附床内部管路和第二吸附床内部管路，并通过其分别都与连接冷却塔、换热器，以及冷却水箱、热水箱的管路连通，使第一吸附床内部管路和第二吸附床内部管路内能够通入冷却水来保持吸附能力至饱和，并进行循环，也能够通入55-90 V的低品位热水进行脱附并进行循环。
[0019]上述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，所述的换热器采用管壳式换热器。
[0020]上述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，所述的第一吸附床和第二吸附床与热水箱以及冷却水箱之间的管路上设有循环流体泵。
[0021]上述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，所述的吸附床内部还设有能够吸附水蒸气的固体吸附剂，比如硅胶、沸石等，其表面吸附压力能够达到IkPa?2kPa。
[0022]上述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，所述的装置的工作过程为:
真空泵b-2将系统抽真空后真空阀v-2关闭；经低品位热源预热的盐溶液被泵送至雾化喷淋器，雾化后成为微细液滴并被喷淋至真空室闪蒸，充满整个真空室；闪蒸时雾化溶液主体温度迅速下降，但在热管群表面迅速吸收热量使温度升高，过热度增加，形成二次蒸发；此时热管内工质在上端凝结放热，在重力作用下回流至下端，在热水室吸收热量而重新蒸发，盐溶液因水分闪蒸而成为浓溶液，在真空室底部积聚后通过泄水阀v-1被收集至浓溶液箱；闪蒸开始时，真空室内压力因水分蒸发而急剧增加，利用对水蒸气具有强烈吸附作用的固体吸附剂，比如硅胶、沸石等，其表面吸附压力能够达到IkPa?2kPa，快速捕捉水蒸气，以维持真空度；水蒸气被吸附时，会放出大量吸附热，通过给吸附床通冷却水来保持吸附能力；当吸附趋于饱和时，给吸附床通以55-90°C的低品位热水，对固体吸附剂进行脱附；脱附时产生的水蒸气在冷凝器盘管表面冷凝，成为水滴，滴落并积聚在托水盘上，最终流入淡水箱中；通过阀门切换，使吸附床交替吸附脱附，可以保证水分离过程的持续进行。其中冷却水和热水由冷却水系统和热水系统提供，且形成封闭的内循环。
[0023]上述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，所述的热管群的热管导热系数是105W/m.s数量级。
[0024]上述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其中，所述的装置采用的驱动热源来自于55-90°C的低品位热源，包括太阳能和工业余热、废热等。
[0025]本发明提供的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置具有以下优点: 1.盐溶液通过真空闪蒸的方法能快速分离出水分，成为浓溶液和淡水。
[0026]2.雾化使溶液变成微细液滴，不仅能极大增加闪蒸分离面，而且能明显加长液滴的悬浮时间，有利于闪蒸分离的持续性。
[0027]3.热管的导热系数是105W/m.s数量级，为铜的IO3?IO4倍，能将热量迅速补充给因闪蒸而快速降温的微细液滴，保持甚至提高液滴的过热度，在等温的热管表面形成二次吸热蒸发，具有更高的蒸发速率。
[0028]4.通过改变充液工质和充液率，抽成真空等方式，可以匹配不同温度下的低温热源。
[0029]5.驱动热源来自于55_90°C的低品位热源，包括太阳能和工业余热、废热等，具有极好的节能效果。
[0030]6.高性能的吸附剂其表面吸附压力能够达到IkPa?2kPa，相比冷却水冷凝的平衡分压力，能显著提高蒸发端的过热度，具有更高的蒸发速率。
[0031]7.适当调节盐溶液温度和冷水温差即可控制及调节真空压力，保证闪蒸过程的持续进行，真空泵只在制造初始真空和排除不凝性气体时使用。
[0032]8.采用多吸附床切换，且采取回热措施，能保证系统运行的持续性和提高热效率。
[0033]9.真空泵前设置干燥器，预防少量水分的渗入，保障真空泵运行安全。
[0034]10.用途广泛，不仅能用来再生除湿溶液、淡化海水、在也能处理废水、污水等，实现水资源再生。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1为现有的内热式再生器示意图。
[0036]图2为现有的多级闪蒸单级剖面示意图。
[0037]图3为本发明用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置的结构示意图。
[0038]图4为本发明用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置的吸附床局部示意图。
【具体实施方式】
[0039]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步地说明。
[0040]如图3所示，本发明提供的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，包含蒸发器16、吸附床17、冷凝器8、热水系统以及冷却水系统。
[0041]热水系统包含通过管路连接的热水箱15和换热器14。换热器14采用管壳式换热器。
[0042]冷却水系统包含通过管路连接的冷却水箱13和冷却塔11。
[0043]蒸发器16内部设有隔板2，并被隔板2分为封闭的上下两段，上段为真空室5，下段为热水室I ;蒸发器16内部还竖直设置有热管群4，热管群4穿过隔板2，热管群4的冷凝段和蒸发段分别位于真空室5和热水室I内。
[0044]真空室5内部上方安装有雾化喷淋器6 ;雾化喷淋器6通过管路与设置在蒸发器16外部的稀溶液泵b-Ι连接；真空室5上方还设有一个入口，并在从该入口处向外的管路上依次设有真空阀v-2、干燥器7和以及真空泵b-2 ;干燥器7可吸收残余水蒸气，保证真空泵b-2的正常、安全运行，通过真空泵b-2能够连接外部装置；真空室5下部设有出口，从该出口处向外的管路上连接有浓溶液箱3，浓溶液箱3与该出口之间设有第一泄水阀V-L.[0045]热水室I下方设有管路分别与热水箱15以及换热器14连接；真空室5上方设有管路与吸附床17连接。真空室5上方与吸附床17连接的管路上设有阀门v-8和v-10。
[0046]吸附床17还通过管路分别与冷凝器8、冷却塔11、换热器14、热水箱15以及冷却水箱13连接。吸附床17内部设有能够吸附水蒸气的固体吸附剂，比如硅胶、沸石等，其表面吸附压力能够达到IkPa?2kPa。吸附床17采用两台为一组，每组包含第一吸附床17 I和第二吸附床17 II，依据水蒸气流量可增加组数，两台吸附床17交替通有冷水或热水，以实现同时吸附和脱附，保证过程的连续进行。第一吸附床17 I和第二吸附床17 II内部分别设有第一吸附床内部管路18和第二吸附床内部管路19，并通过其分别都与连接冷却塔11、换热器14，以及冷却水箱13、热水箱15的管路连通，使第一吸附床内部管路18和第二吸附床内部管路19内能够通入冷却水来保持吸附能力至饱和，并进行循环，也能够通入55-90°C的低品位热水进行脱附并进行循环。吸附床17与热水箱15以及冷却水箱13之间的管路上设有循环流体泵b-4。在两床切换期间，吸附床17内部管路的冷热水掺混流动，实现两床间的回热。吸附床17与热水箱15以及冷却水箱13之间的管路上分别设有阀门v-16、v-18以及v-15、v-17 ;吸附床17与冷凝器8、冷却塔11以及换热器14之间的管路上也分别设有阀门v-9、v-14和v-7、v-12以及v_6、v_13，参见图4所示。
[0047]冷凝器8还通过管路分别与冷却塔11以及冷却水箱13连接。冷凝器8内部设有冷凝器盘管9，其下方设有托水盘10，在该托水盘10的底部下方设有通向冷凝器8外部的开口，在该开口处通过管路连接有淡水箱12，该开口与淡水箱12之间的管路上设有第二泄水阀v-3。淡水箱12上还设有阀门v-4和v-5。泄水阀v-1和v_3为常开阀，通过真空泵b-2的电源控制，真空泵b-2开启时关闭，真空泵b-2停止工作时打开排水。
[0048]热水箱15和热水室I以及吸附床17之间的管路上设有热水泵b-5，能够将热水箱15内的热水泵出，然后分别流经热水室I和吸附床17，再经换热器14被低温热源加热后回到热水箱15，完成循环。
[0049]冷却水箱13和冷凝器以及吸附床17之间的管路上设有冷却水泵b-3，能够将冷却水箱13内的冷水泵出，然后分别流经冷凝器8和吸附床17，再经冷却塔11冷却后回到冷却水箱13，完成循环。
[0050]本发明提供的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置的工作过程为:
装置采用的驱动热源来自于55-90°C的低品位热源，包括太阳能和工业余热、废热等。首先，真空泵b-2将系统抽真空后真空阀v-2关闭；经低品位热源预热的盐溶液被泵至雾化喷淋器6，雾化后成为微细液滴并被喷淋至真空室5闪蒸，充满整个真空室5 ;闪蒸时雾化溶液主体温度迅速下降，但在热管群4表面迅速吸收热量使温度升高，过热度增加，形成二次蒸发；热管群4的热管导热系数是105W/m.s数量级；此时热管内工质在上端凝结放热，在重力作用下回流至下端，在热水室I吸收热量而重新蒸发，盐溶液因水分闪蒸而成为浓溶液，在真空室5底部积聚后通过泄水阀v-1被收集至浓溶液箱3 ;闪蒸开始时，真空室5内压力因水分蒸发而急剧增加，利用对水蒸气具有强烈吸附作用的固体吸附剂，比如硅胶、沸石等，其表面吸附压力能够达到IkPa?2kPa，快速捕捉水蒸气，以维持真空度；水蒸气被吸附时，会放出大量吸附热，通过给吸附床17通冷却水来保持吸附能力；当吸附趋于饱和时，给吸附床17通以55-90°C的低品位热水，对固体吸附剂进行脱附；脱附时产生的水蒸气在冷凝器盘管9表面冷凝，成为水滴，滴落并积聚在托水盘10上，最终流入淡水箱12中；通过阀门切换，使第一吸附床17 I和第二吸附床17 II交替吸附脱附，可以保证水分离过程的持续进行。其中冷却水和热水由冷却水系统和热水系统提供，且形成封闭的内循环。
[0051]实施例1
泄水阀v-1、v-3为常开阀，v-4、v-5为常闭阀,控制电源为真空泵b-2,启动电源即弱电。
[0052]开机阶段:阀门v-7、v-15、v-12、v_17开启，冷却塔11、冷却水泵13-3、热水泵13-5启动，换热器14开始通入余热换热，使第一吸附床17 I和第二吸附床17 II均处于低温吸附状态，并使热管群4升温，内部工质受热蒸发；真空泵b-2启动，此时真空阀v-2、v-8、v-9、v-10、v-14 开启，阀 v-4、v-5 关闭。
[0053]通过压力计观察真空室5内压力变化，真空泵b-2抽吸至接近极限状态时，关闭真空泵b-2和真空阀v-2、v-8、v-9、v-14，打开稀溶液泵b_l，抽取经预热过的稀溶液，并压入装在真空室5中上部的雾化喷淋器6，稀溶液在雾化喷淋器6中雾化，喷淋到真空室5内闪蒸，闪蒸时雾化溶液主体温度迅速下降，但在热管群4的热管表面迅速吸收热量使温度升高，过热度增加，形成二次蒸发。此时热管内工质在上端凝结放热，在重力作用下回流至下端，在热水室I吸收热量而重新蒸发。闪蒸出的水蒸气在第二吸附床17 II吸附力驱动下被吸附以维持闪蒸过程的真空度，闪蒸后的浓溶液在真空室5底部积聚，通过泄水阀v-1排至浓溶液箱3。
[0054]通过压力计观察，当第二吸附床17 II吸附量趋于饱和时，关闭阀v-10、v-12、v-17，开启阀 v-8、v-14、v-13、v-18，热水泵 b_5 启动。
[0055]这时开机初始阶段结束，连续运行循环的首个半循环开始，此时为系统状态点A。第一吸附床17 I开始吸附闪蒸出的水蒸气，第二吸附床17 II通入热水温度上高开始脱附。脱附产生的水蒸气及空气进入冷凝器8，冷凝器盘管9表面温度低于该压力下对应的露点温度，水蒸气转变为液态水在其表面析出，并由重力作用流落汇集在冷凝器盘管下端设有的托水盘10内，通过泄水阀v-3排至淡水箱12。
[0056]当第一吸附床17 I吸附量趋于饱和，第二吸附床17 II脱附结束时，关闭稀溶液泵b-Ι、冷却水泵b_3、热水泵b_5、冷却塔11，关闭阀v_8、v_14、v_15、v_7、v_13、v_18。开启循环流体泵b-4，当第一吸附床17 I和第二吸附床17 II冷热趋于一致时，关闭循环流体栗b_4,开启阀v_10、v_9、v_6、v_16、v_12、v-17,开启稀溶液栗b_l、冷却水栗b_3、热水栗b-5、冷却塔11。
[0057]此时首个半循环结束，后半个循环开始，对应系统状态点为B，第一吸附床17 I开始脱附，第二吸附床17 II开始吸附。
[0058]当第一吸附床17 I脱附结束，第二吸附床17 II吸附趋于饱和时，关闭稀溶液泵b-Ι、冷却水泵b-3、热水泵b-5、冷却塔11，关闭阀v-10、v_9、v-17, v-12, v_6、v_16。开启循环流体泵b-4，当第一吸附床17 I和第二吸附床17 II冷热趋于一致时，关闭循环流体泵b-4,开启阀v-8、v-14、v-13、v-18、v-7、v-15,开启稀溶液栗b-Ι、冷却水栗b-3、热水栗b-5、冷却塔11。
[0059]此时系统重新回到状态点A，完成了一个循环。依次实施上述步骤，使系统在状态点A和B间转换即第一吸附床17 I和第二吸附床17 II交替吸附脱附，便能实现系统连续运行。
[0060]停机阶段:依次关闭稀溶液泵b-Ι、热水泵b-5、冷却水泵b-3、冷却塔11，再确保阀门 v_7、v_6、v_15、v_16、v_12、v_13、v_17、v_18 关闭，再确保阀 v-8、v_9、v_10、v_14 关闭。最后关闭泄水阀v_l、v_3。
[0061]通过水位计监测浓溶液箱3和淡水箱12水位，水位过高时需要排出液体。现以淡水箱12为例，说明如何取用淡水，浓溶液与之相同。待泄水阀v-3关闭后，阀v-4自动打开，使淡水箱12内压力由真空恢复至常压，阀v-5再打开，淡水即可流出，排尽后阀v-5关闭，与阀v-4连接的真空泵自动开启抽取箱体内气体，直到与真空腔内压力平衡时，连接两者的电磁泄水阀v-3重新开启，脱水盘10中的淡水重新进入淡水箱12，如此往复进行，实现连续产水。
[0062]被吸入真空泵b-2的空气不可避免的会存在极少量的水分，在这部分空气进入真空泵b-2之前，设置了干燥器7，可以有效的吸收这部分残留的水分，保证进入真空泵b-2的全部是干空气，防止因吸收水蒸气引起真空泵b-2的润滑条件恶化和叶片的气蚀，缩短使用寿命，使真空泵安全运行。
[0063]本发明提供的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，用于快速高效分离盐溶液中水分，克服了现有的技术缺点，将热管强化传热、固体吸附驱动、真空雾化闪蒸这三种技术结合，具有能量利用率高、对原水水质要求不高、对驱动热源温度要求低、易控制等优点。
[0064]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【权利要求】
1.一种用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其特征在于，该装置包含蒸发器(16)、吸附床(17)、冷凝器(8)、热水系统以及冷却水系统； 所述热水系统包含通过管路连接的热水箱(15)和换热器(14)； 所述冷却水系统包含通过管路连接的冷却水箱(13)和冷却塔(11)； 所述的蒸发器(16)内部设有隔板(2)，并由所述隔板(2)分为封闭的上下两段，上段为真空室(5)，下段为热水室(I);所述的蒸发器(16)内部还竖直设置有热管群(4)，所述热管群(4)穿过隔板(2)，热管群(4)的冷凝 段和蒸发段分别位于所述真空室(5)和热水室(I)内； 所述的热水室(I)下方设有管路分别与热水箱(15)以及换热器(14)连接；所述的真空室(5)上方设有管路与吸附床(17)连接；所述的吸附床(17)还通过管路分别与冷凝器(8)、冷却塔(11)、换热器(14)、热水箱(15)以及冷却水箱(13)连接；所述的冷凝器(8)还通过管路分别与冷却塔(11)以及冷却水箱(13)连接； 所述的热水箱(15)和热水室(I)以及吸附床(17)之间的管路上设有热水泵(b-5)，能够将热水箱(15)内的热水泵出，然后分别流经热水室(I)和吸附床(17)，再经所述换热器(14)加热后回到所述热水箱(15),完成循环； 所述的冷却水箱(13)和冷凝器以及吸附床(17)之间的管路上设有冷却水泵(b-3)，能够将冷却水箱(13)内的冷水泵出，然后分别流经冷凝器(8)和吸附床(17)，再经冷却塔(11)冷却后回到所述冷却水箱(13 )，完成循环。
2.如权利要求1所述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其特征在于，所述的真空室(5 )内部上方安装有雾化喷淋器(6 );所述的雾化喷淋器(6 )通过管路与设置在蒸发器(16)外部的稀溶液泵(b-Ι)连接；所述的真空室(5)上方还设有一个入口，并在从该入口处向外的管路上依次设有真空阀(v-2)、干燥器(7)和以及真空泵(b-2);所述的真空室(5)下部设有出口，从该出口处向外的管路上连接有浓溶液箱(3)，所述的浓溶液箱(3)与该出口之间设有第一泄水阀(v-1)。
3.如权利要求1所述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其特征在于，所述的真空室(5 )上方与吸附床(17 )连接的管路上设有阀门。
4.如权利要求3所述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其特征在于，所述的吸附床(17)与热水箱(15)以及冷却水箱(13)之间的管路上分别设有阀门；所述的吸附床(17)与冷凝器(8)、冷却塔(11)以及换热器(14)之间的管路上也分别设有阀门。
5.如权利要求4所述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其特征在于，所述的冷凝器(8)内部设有冷凝器盘管(9)，其下方设有托水盘(10)，在该托水盘(10)的底部下方设有通向冷凝器(8)外部的开口，在该开口处通过管路连接有淡水箱(12)，该开口与淡水箱(12 )之间的管路上设有第二泄水阀(v-3 )。
6.如权利要求4所述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其特征在于，所述的吸附床(17)采用两台为一组，每组包含第一吸附床(17 I)和第二吸附床(17 II)。
7.如权利要求6所述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其特征在于，所述的第一吸附床(17 I)和第二吸附床(17 II)内部分别设有第一吸附床内部管路(18)和第二吸附床内部管路(19)，并通过其分别都与连接冷却塔(11)、换热器(14)，以及冷却水箱(13)、热水箱(15)的管路连通。
8.如权利要求7所述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其特征在于，所述的换热器(14)采用管壳式换热器。
9.如权利要求6所述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其特征在于，所述的第一吸附床(17 I)和第二吸附床(17 II)与热水箱(15)以及冷却水箱(13)之间的管路上设有循环流体泵(b-4)。
10.如权利要求6所述的用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置，其特征在于，所述的吸附床(17)内部还设有能够吸附水蒸气的固体吸附剂，其表面吸附压力能够达到IkPa~2kPa0
【文档编号】F25B17/08GK104001342SQ201410248369
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】高文忠, 李长松, 刘婷, 徐畅达 申请人:上海海事大学