一种海水淡化方法及其蒸发器与流程

本发明涉及水处理方法，具体是一种海水淡化方法及其蒸发器。

背景技术：

海水淡化主要用蒸馏法或反渗透膜法，造价较低的方法是蒸馏法，因而应用比较广泛。然而蒸馏法一般都采用多级蒸馏，其成本仍然较高，为此本领域技术人员提供了多种方案，使生产成本进一步降低，由于各种改进结构的原理基本一致，用于蒸馏的装置均采用间接换热，并且对传热介质的耐腐蚀性要求高，使蒸发器的制造成本较难降低，进而影响海水淡化处理的成本。

本发明的目的是提供一种海水淡化方法及其蒸发器，它改变现有的水处理方法及设计结构，并使水处理成本有较大幅度降低。

技术实现要素：

本发明为了实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种海水淡化方法，包括下述步骤：

①制备蒸发器备用；

蒸发器有壳体，壳体内安装水膜装置，水膜装置由数根实芯柱体排列组成，壳体上开设进水管，进水管下方安装布水器，布水器位于水膜装置上方，布水器的长度和宽度大于水膜装置的长度和宽度，壳体一侧安装热源进管，壳体另一侧安装热源出管，壳体底部安装出水管；

②取闪蒸器备用；

③制备净水回收器备用；

净水回收器有外壳，外壳上开设汽液混合管进口，外壳上部安装汽体排放管，外壳底部安装净水回收管；

④将蒸发器、闪蒸器及净水回收器通过管道连接；

⑤将热源经过热源进管输入壳体内，进水管、出水管及热源出管上的阀门关闭，壳体内压力升至大于0.11mpa，并保持该压力；

⑥打开进水管阀门，向布水器打入高压水，同时，打开热源出管及出水管阀门，调整阀门开启度控制蒸发器壳体内的压力大于0.11mpa；

⑦布水器将高压水由上至下布入水膜装置内的实芯柱体外表面，热源将进入壳体内的水加热至比壳体内压力所对应的海水沸点低1－40℃；

⑧将蒸发器壳体内比壳体内压力所对应的海水沸点低1－40℃的水通过出水管输入闪蒸器进行汽化；

⑨闪蒸器内汽化后得到的汽水混合体通过汽液混合管输入净水回收器；

⑩汽液混合体经过净水回收器冷凝得到淡水，淡水通过净水管收集。

所述水膜装置的柱体一端置于布水器下方，柱体另一端位于壳体底部，数个柱体排列呈矩形，布水器的长度和宽度与柱体排列后的矩形长度和宽度相同。

一种海水淡化方法使用的蒸发器，包括壳体，壳体内安装水膜装置，壳体安装进水管，进水管的出水端与布水器连接，布水器位于水膜装置上方，水膜装置由数根柱体管或板排列成矩形，水膜装置的长度和宽度小于布水器的长度和宽度，壳体一侧安装热源进管，壳体另一侧安装热源出管，水膜装置底部的壳体上安装出水管。

所述水膜装置下方设置顶部开口的浓水收集箱，沿水膜装置流下的液体能够从浓水收集箱的开口处进入浓水收集箱，浓水收集箱底端与出水管连接。

所述水膜装置的数根柱体为实芯柱体，每根柱体的长度方向一端均置于布水器下方，布水器喷出的水沿柱体的上端向下布满实芯柱体表面。

所述出水管的出水端与闪蒸器连接，闪蒸器的顶端安装汽液混合出管，汽液混合出管的出口与净水回收器连接。

本发明提供的海水淡化方法，能够大幅度降低海水淡化成本，使海水淡化成本由目前的6-10元/吨降低至3-4元/吨。本发明的海水淡化方法，采用海水直接用水膜装置换热，并且水膜装置特定结构使大面积换热可降低生产成本，在水膜装置上形成的水膜温度高，还可节约能源，使海水淡化成为能够达到日常生活使用状态。

本发明在海水淡化方法中使用的设备中，蒸发器做了较大改进，它采用热源直接加热水膜装置进行换热，使水在重力作用下沿水膜装置表面由上至下流动，在水膜装置的表面形成大面积水膜，热交换快，节省能源，降低水处理成本。

本发明所述的蒸发器还可用于废水蒸发处理。处理废水时直接在水膜装置中产生蒸汽，蒸发器壳体内的压力不需要高气压，废水处理后收集做二次用水。本发明所述整体设备造价低，使废水处理成本低。

附图说明

附图1是本发明所述蒸发器处理废水实施例之一结构示意图；附图2是图1中a-a剖视结构示意图，图中所示水膜装置4采用数根实芯柱体水平方向排列成矩形；

附图3是本发明所述蒸发器处理废水实施例之二结构示意图；附图4是图3中b-b剖视结构示意图，图中所示水膜装置4采用数个长方形板排列成矩形；

附图5是本发明所述蒸发器处理废水实施例之三结构示意图；附图6是图5中c-c剖视结构示意图，图中所示水膜装置4采用数根实芯柱体竖向排列成矩形；

附图7是本发明所述海水淡化处理使用的设备实施例之一结构示意图；附图8是图7中d-d剖视结构示意图，图中所示水膜装置4采用数根实芯柱体水平方向排列成矩形；

附图9是本发明所述海水淡化处理使用的设备实施例之二结构示意图；附图10是图9中e-e剖视结构示意图，图中所示水膜装置4采用数个长方形板排列成矩形；

附图11是本发明所述海水淡化处理使用的设备实施例之三结构示意图；附图12是图11中f-f剖视结构示意图，图中所示水膜装置4采用数根实芯柱体竖向排列成矩形；

图中1是壳体，2是进水管，3是布水器，4是水膜装置，5是热源出管，6是浓水收集箱，7是出水管，8是净水回收器，9是汽液混合管，10是汽体出管，11是壳体支撑架，12是热源进管，15是热源进管阀门，16是进水管阀门，17是热源出管阀门，18是出水管阀门，19是净水回收器出水管，20是闪蒸器，21是闪蒸器出水管，22是闪蒸器出水管阀门。

具体实施方式

本发明所述的海水谈化方法包括下述步骤：

①制备蒸发器备用；

蒸发器有壳体1，壳体1内安装水膜装置4，水膜装置4由数根实芯柱体排列组成，壳体1上开设进水管2，进水管2下方安装布水器3，布水器3位于水膜装置4上方，布水器3的长度和宽度大于水膜装置4的长度和宽度，壳体1一侧安装热源进管，壳体1另一侧安装热源出管5，壳体1底部安装出水管7；

②取闪蒸器备用；

③制备净水回收器备用；

净水回收器有外壳，外壳上开设汽液混合管进口，外壳上部安装汽体排放管，外壳底部安装净水回收管；

④将蒸发器、闪蒸器及净水回收器通过管道连接；

⑤将热源经过热源进管输入壳体1内，进水管2、出水管7及热源出管5上的阀门关闭，壳体1内压力升至大于0.11mpa，并保持该压力；

⑥打开进水管2阀门，向布水器打入高压水，同时，打开热源出管及出水管阀门，调整阀门开启度控制蒸发器壳体内的压力大于0.11mpa；

⑦布水器将高压水由上至下布入水膜装置内的实芯柱体外表面，热源将进入壳体内的水加热至比壳体内压力所对应的海水沸点低1－40℃；

⑧将蒸发器壳体内比壳体内压力所对应的海水沸点低1－40℃的水通过出水管7输入闪蒸器进行汽化；

⑨闪蒸器内汽化后得到的汽水混合体通过汽液混合管输入净水回收器；

⑩汽液混合体经过净水回收器冷凝得到淡水，淡水通过净水管收集。

本发明所述的方法中使用的热源为热空气或烟气，彻底改变了现有水处理方法使用水蒸汽加热的方法，使水处理的成本大幅下降，并且不需要使用导热介质，使水处理的成本降至每吨3元左右。

本发明可在热源的进口部分设置热源扰流装置，以增加热源的紊动，提高传热效率。

进一步优选的方案是：所述水膜装置的实芯柱体一端置于布水器下方，实芯柱体另一端位于壳体底部，数个实芯柱体排列呈矩形，布水器的长度和宽度与实芯柱体排列后的矩形长度和宽度相同，这种方法可使海水由布水器喷出后沿实芯柱体一端头向下流，使水膜布满实芯柱体的整体外表面，水在重力的作用下流动的速度与形成水膜的速度相一致。

本发明提供的一种海水淡化方法使用的蒸发器，包括壳体1，壳体1内安装水膜装置4，壳体1安装进水管2，进水管2的出水端与布水器3连接，布水器3位于水膜装置4上方，水膜装置4由数根柱体或板排列成矩形，水膜装置4的长度和宽度小于布水器3的长度和宽度，壳体1一侧安装热源进管，壳体1另一侧安装热源出管5，水膜装置4底部的壳体1上安装出水管7。这种蒸发器可用于海水淡化或废水处理。所用热源是热空气或烟气，省掉了热蒸汽、导热介质及导热介质的结构，可大幅降低海水淡化的成本。用于废水处理时，大幅降低废水处理成本。

优选的方案是：水膜装置4下方设置顶部开口的浓水收集箱6，沿水膜装置4流下的液体能够从浓水收集箱6的开口处进入浓水收集箱6，，浓水收集箱6底端与出水管7连接。所述浓水收集箱6可呈锥状、有围堰的平底矩形或其他合适的形状。浓水收集箱6可与壳体1内壁连接，或在浓水收集箱6的下方支架支撑在壳体的底部。在废水处理中浓水收集箱中部分水可通过管道返回进水管重复利用。设置浓水收集箱6可使海水经过水膜装置加热成膜后直接流入箱内，再进入闪蒸器，设置浓水收集箱6可使壳体采用普通碳钢制造，不需要采用钛合金或其它耐腐蚀的贵金属制造，能够较大幅度降低成本。

本发明优选的进一步方案是：水膜装置4的数根柱体为实芯柱体，每根柱体的长度方向一端均置于布水器3下方，实芯柱体另一端位于壳体底部，布水器3喷出的水沿柱体的上端向下布满实芯柱体表面，如图5和图11所示结构为本发明优选结构。可使海水由布水器喷出后沿实芯柱体一端头向下流，使水膜布满实芯柱体的整体外表面，水在重力的作用下流动的速度与形成水膜的速度相一致。

蒸发器使用的实芯柱体排列成的矩形也可采用数个长方形板或矩形板排列组成，实芯柱体或各种形状的板均采用金属、陶瓷、玻璃或其他合适的材质制做。由于本发明采用热源直接加热水膜装置进行换热，水膜在实芯柱体表面直接生成，实芯柱体不需与其它部件连接及密封，不需考虑其密封性能及膨胀系数等因素，因此本发明所述实芯柱体可优选采用陶瓷、玻璃等耐腐蚀性强的非金属材料制作。与金属材料相比，这些耐腐蚀材料有利于延长蒸发器的使用寿命。

蒸发器所述的水膜装置的实芯柱体的排列也可以是使柱体水平方向排列，例如，图1、图7所示。

本发明用于海水淡化处理时将出水管7的出水端与闪蒸器连接，闪蒸器的顶端安装汽液混合出管，汽液混合出管的出口与净水回收器连接。