一种海水淡化处理系统及方法与流程

1.本发明属于海水淡化技术领域，涉及一种海水淡化处理系统及其方法。


背景技术：

2.我国南海诸多岛屿因特殊自然地理等限制，淡水匮乏,有的岛屿甚至常年靠接雨水和船舶运送淡水，岛上居民生活用淡水困难。利用有效方式对海水进行淡化生产淡水，作为水资源的增量、开源和替代技术，是解决我国海岛地区淡水资源短缺的有效途径。
3.目前主流的海水淡化方法按脱盐原理不同，可分为热法和膜法两类，膜法海水淡化主要是反渗透海水淡化工艺，热法海水淡化技术主要包括多级闪蒸和多效蒸发技术。反渗透海水淡化系统运行维护量大，运行成本高，且产水水质不佳，浓海水综合利用难度较大；热法海水淡化技术,与膜法海水淡化技术相比,具有对原料海水水质要求低、产水率高、产水品质佳的优点，是当前应用最广泛的海水淡化技术。但是，现有的热法海水淡化技术，存在能耗高、制水成本高、系统复杂等缺点，限制了其在资源、能源相对匮乏的岛屿海水淡化方面进一步应用。必须开发能耗较低，工艺简单、操作方便的海水淡化系统，保障南海岛屿海水淡化生产、稳定供应淡水。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种海水淡化处理系统及方法，该系统运行稳定、维护便捷、能耗低，适用于海岛等环境的海水淡化。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种海水淡化处理系统，包括余热回收装置，所述余热回收装置吸收高温气体的热量并产生动力蒸汽，动力蒸汽通过第一管路进入蒸汽压缩器，并驱动蒸汽压缩器产生首效加热蒸汽，首效加热蒸汽通过第二管路进入蒸发系统内设置的换热管中，首效加热蒸汽在换热管内释放热量并将换热管外的海水加热蒸发，海水从原海水输入管路通过第三管路进入喷淋管路中，喷淋管路一端连接有喷淋器，所述喷淋器设置在蒸发系统内部，换热管外的海水产生的蒸汽通过第四管路进入凝汽器内，所述凝汽器上连接有淡水排放管路。
7.进一步地，所述蒸发系统包括顺次连接的首效蒸发器、第二效蒸发器以及第三效蒸发器，所述首效蒸发器、第二效蒸发器以及第三效蒸发器内均通有喷淋管路。
8.进一步地，所述首效蒸发器、第二效蒸发器以及第三效蒸发器内分别设置有第一换热管、第二换热管以及第三换热管，首效加热蒸汽通入第一换热管内；首效加热蒸汽在第一换热管内释放热量并凝结，通过首效加热蒸汽释放的热量加热蒸发第一换热管外的海水，海水产生的蒸汽作为第二效加热蒸汽进入第二换热管中；第二效加热蒸汽在第二换热管内释放热量并凝结，通过第二效加热蒸汽释放的热量加热第二换热管外的海水，海水产生的蒸汽作为第三效加热蒸汽进入第三换热管中；第三效加热蒸汽在第三换热管内释放热量并凝结，通过第三效加热蒸汽释放的热量加热第三换热管外的海水，海水产生的蒸汽通入凝汽器中。
9.进一步地，所述第一换热管中产生的冷凝水通过第五管路通往余热回收装置，所述第二换热管与第三换热管产生的冷凝水均通过淡水收集管路输送至淡水收集装置，所述淡水排放管路与淡水收集管路连接。
10.进一步地，所述首效蒸发器、第二效蒸发器以及第三效蒸发器内均设置有除雾网。
11.进一步地，所述首效蒸发器、第二效蒸发器以及第三效蒸发器的底部设置有浓盐水排放管路。
12.进一步地，所述凝汽器与蒸汽热压缩器之间连接有末效蒸汽管。
13.进一步地，所述原海水输入管路与第三管路的一端均与凝汽器连接。
14.进一步地，所述凝汽器上还连接有冷却海水排放管路。
15.一种海水淡化处理方法，具体包括如下步骤：
16.s1、余热回收装置吸收高温气体的热量并产生动力蒸汽，动力蒸汽通过第一管路进入蒸汽压缩器，并驱动蒸汽压缩器产生首效加热蒸汽，首效加热蒸汽通入第一换热管内；同时，原海水从原海水输入管路通过第三管路进入喷淋管路中，向首效蒸发器、第二效蒸发器以及第三效蒸发器中喷淋海水；
17.s2、首效加热蒸汽在第一换热管内释放热量并凝结，通过首效加热蒸汽释放的热量加热蒸发第一换热管外的海水，海水产生的蒸汽作为第二效加热蒸汽进入第二换热管中；第二效加热蒸汽在第二换热管内释放热量并凝结，通过第二效加热蒸汽释放的热量加热第二换热管外的海水，海水产生的蒸汽作为第三效加热蒸汽进入第三换热管中；第三效加热蒸汽在第三换热管内释放热量并凝结，通过第三效加热蒸汽释放的热量加热第三换热管外的海水，海水产生的蒸汽通入凝汽器中；
18.s3、凝汽器中的蒸汽冷凝后通过第一淡水排放管路进入淡水收集装置中。
19.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
20.(1)该系统采用余热回收装置回收垃圾焚烧炉产生的热量，充分利用了废气余热，降低了海水淡化处理装置的系统能耗；
21.(2)蒸汽热压缩器2抽取凝汽器4中压力更低的末效蒸汽，提升末效蒸汽的压力和温度，末效蒸汽和动力蒸汽混合后作为蒸发系统 3的加热蒸汽，有效提升了能源利用率，进一步降低了能耗，节约了生产成本；
22.(3)采用三效管式低温多效蒸馏技术，平行进料方式，结构简单、控制简便，且盐水及淡水逐级自流，因各效的盐水与淡水的压力逐级降低，盐水及淡水在该效间压差作用下，逐级自留至下一效，无需设置效间泵，降低了能耗；
23.(4)采用蒸发器整体密封形式以及蒸汽引射技术，通过蒸汽压缩器2抽取凝汽器4内压力较低的末效蒸汽，解决了蒸发器和凝汽器内部的真空度难题；
24.(5)该系统运行稳定、维护便捷、能耗低，适用于海岛等环境的海水淡化。
25.本发明中，通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明一种海水淡化处理系统的工作原理图；
29.图2为本发明一种海水淡化处理系统的立体图；
30.图3为本发明一种海水淡化处理系统的立体图；
31.其中：1、余热回收装置；2、蒸汽压缩器；3、蒸发系统；3.1、首效蒸发器；3.2、第二效蒸发器；3.3、第三效蒸发器；3.11、第一换热管；3.21、第二换热管；3.31、第三换热管；4、凝汽器；5、第三管路；6、原海水输入管路；7、淡水收集管路；8、浓盐水排放管路；9、第二管路；10、第五管路；11、第一管路；12、冷却海水排放管路；13、除雾网；14、末效蒸汽管；15、第四管路；16、淡水排放管路；17、喷淋器；18、淡水收集装置；19、喷淋管路。
具体实施方式
32.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
33.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
34.实施例
35.如图1-3所示，一种海水淡化处理系统，包括余热回收装置1，余热回收装置1吸收高温气体的热量并产生动力蒸汽，动力蒸汽通过第一管路11进入蒸汽压缩器2，并驱动蒸汽压缩器2产生首效加热蒸汽，首效加热蒸汽通过第二管路9进入蒸发系统3内设置的换热管中，首效加热蒸汽在换热管内释放热量并将换热管外的海水加热蒸发，海水从原海水输入管路6通过第三管路5进入喷淋管路19中，喷淋管路19一端连接有喷淋器17，所述喷淋器17设置在蒸发系统3 部，换热管外的海水产生的蒸汽通过第四管路15进入凝汽器4内，所述凝汽器4上连接有淡水排放管路16。喷淋器17的布置呈组合排布，确保各效的海水以薄膜的形式从上向下流动，余热回收装置吸收的高温气体可以来自垃圾焚烧炉等可以产生高温气体的装置。
36.具体地，所述蒸发系统3包括顺次连接的首效蒸发器3.1、第二效蒸发器3.2以及第三效蒸发器3.3，所述首效蒸发器3.1、第二效蒸发器3.2以及第三效蒸发器3.3内均通有喷淋管路19。采用三效管式低温多效蒸馏技术，平行进料方式，结构简单，控制简便，且盐水及淡水逐级自留，无需设置效间泵，降低能耗。首效蒸发器3.1、第二效蒸发器3.2以及第三效蒸发器3.3内分别设置有第一换热管3.11、第二换热管3.21以及第三换热管3.31，首效加热蒸汽通入第一换热管3.11内；首效加热蒸汽在第一换热管3.11内释放热量并凝结，通过首效加热蒸汽释放的热量加热蒸发第一换热管3.11外的海水，海水产生的蒸汽作为第二效加热蒸汽进入第二换热管3.21中；第二效加热蒸汽在第二换热管3.21内释放热量并凝结，通过第二效加热蒸汽释放的热量加热第二换热管3.21外的海水，海水产生的蒸汽作为第三效加热蒸汽进入第三换热管3.31中；第三效加热蒸汽在第三换热管3.31内释放热量并凝结，
通过第三效加热蒸汽释放的热量加热第三换热管3.31外的海水，海水产生的蒸汽通入凝汽器4中。第一换热管3.11、第二换热管3.21以及第三换热管3.31均水平设置。第一换热管3.11中产生的冷凝水通过第五管路10通往余热回收装置1，作为余热回收装置1的补水，第二换热管3.21与第三换热管3.31产生的冷凝水均通过淡水收集管路7输送至淡水收集装置18，所述淡水排放管路16与淡水收集管路7连接。
37.进一步，首效蒸发器3.1、第二效蒸发器3.2以及第三效蒸发器 3.3内均设置有除雾网13，用于去除末效蒸汽中夹带的部分含盐液滴，保证系统产水水质。
38.进一步，首效蒸发器3.1、第二效蒸发器3.2以及第三效蒸发器 3.3的底部均设置有浓盐水排放管路8。
39.进一步，所述凝汽器4与蒸汽热压缩器2之间连接有末效蒸汽管 14。蒸汽热压缩器2抽取凝汽器4中压力更低的末效蒸汽，提升末效蒸汽的压力和温度，末效蒸汽和动力蒸汽混合后作为首效蒸发器3.1 的加热蒸汽，加热蒸发海水，如此循环往复，有效提升了能源利用率，进一步降低了能耗，节约了生产成本。
40.进一步，原海水输入管路6与第三管路5的一端均与凝汽器4连接。原料海水通过凝汽器4以后再通过第三管路5进入喷淋管路19 中，凝汽器4中的蒸汽提高了原料海水的进水温度，便于首效低温蒸发器3.1、第二效低温蒸发器3.2以及第三效低温蒸发器3.3中海水的蒸发，降低了海水蒸发过程中能量的消耗，需要说明的是，在最初没有蒸汽进入凝汽器中时，原料海水未经加热直接通入第三管路5中。
41.进一步，凝汽器4上还连接有冷却海水排放管路12，排除多余的海水。
42.本实施例还提供了一种海水淡化处理方法，具体包括如下步骤：
43.s1、余热回收装置1吸收高温气体的热量并产生动力蒸汽，动力蒸汽通过第一管路11进入蒸汽压缩器2，并驱动蒸汽压缩器2产生首效加热蒸汽，首效加热蒸汽通入第一换热管3.11内；同时，原海水从原海水输入管路6通过第三管路5进入喷淋管路19中，向首效蒸发器3.1、第二效蒸发器3.2以及第三效蒸发器3.3中喷淋海水；
44.s2、首效加热蒸汽在第一换热管3.11内释放热量并凝结，通过首效加热蒸汽释放的热量加热蒸发第一换热管3.11外的海水，海水产生的蒸汽作为第二效加热蒸汽进入第二换热管3.21中；第二效加热蒸汽在第二换热管3.21内释放热量并凝结，通过第二效加热蒸汽释放的热量加热第二换热管3.21外的海水，海水产生的蒸汽作为第三效加热蒸汽进入第三换热管3.31中；第三效加热蒸汽在第三换热管3.31内释放热量并凝结，通过第三效加热蒸汽释放的热量加热第三换热管3.31外的海水，海水产生的蒸汽通入凝汽器4中；
45.s3、凝汽器4中的蒸汽冷凝后通过第一淡水排放管路16进入淡水收集装置18中。
46.该系统采用余热回收装置回收垃圾焚烧炉产生的热量，充分利用了废气余热，降低了海水淡化处理装置的系统能耗；蒸汽热压缩器2 抽取凝汽器4中压力更低的末效蒸汽，提升末效蒸汽的压力和温度，末效蒸汽和动力蒸汽混合后作为蒸发系统3的加热蒸汽，有效提升了能源利用率，进一步降低了能耗，节约了生产成本。
47.采用三效管式低温多效蒸馏技术，平行进料方式结构简单、控制简便，且盐水及淡水逐级自流，每一效的盐水与淡水的压力不同，压力逐级降低，存在效间压差，盐水及淡水在该压差作用下，可以逐级自留至下一效，无需设置效间泵，降低了能耗，其中，首效蒸发器 3.1内的压强设置为19-22pa，第二效蒸发器3.2内的压强设置为 16-18pa，第三效蒸发器
3.3内的压强设置为13-15pa；采用蒸发器整体密封形式以及蒸汽引射技术，通过蒸汽压缩器2抽取凝汽器4内压力较低的末效蒸汽，解决了蒸发器和凝汽器内部的真空度难题；该系统运行稳定、维护便捷、能耗低，适用于海岛等环境的海水淡化。
48.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
49.应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。