基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及海水淡化处理，尤其是一种基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置。包括冷凝器和数个蒸发器，蒸发器包括封闭的蒸发器壳体，蒸发器壳体内由上至下平行设置数层液槽，在每层液槽内均设有数个水平微槽管，蒸发器壳体一端的上侧设有高温水进水管，蒸发器壳体该端的下侧设有低温水出水管，各层液槽内的水平微槽管分别与高温水进水管或低温水出水管连通，蒸发器壳体的该端设有与各层液槽连通的海水出水管，蒸发器壳体的另一端设有连接两层水平微槽管的连接管和与各层液槽连通的海水进水管；水平微槽管的表面设有管面微槽，管面微槽沿水平微槽管的环形圆周表面呈螺旋形设置。具有较高的可靠性及较低的能量消耗，适用于船舶及海洋平台领域。
【专利说明】
基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及海水淡化处理，尤其是一种基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置。
【背景技术】
[0002]水是人类社会赖以生存和发展的必要物质之一，随着全球经济的发展，水资源缺乏问题变得越来越严重。海水淡化生产的淡水水质优良，是解决淡水资源缺乏问题的重要途径。目前海水淡化的方式主要有反渗透法，低温多效蒸馏法等。然而，在船舶及海洋平台等领域，对海水淡化装置的要求会更加特殊，尤其对装置的可靠性及能量消耗要求比较高。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是针对上述问题，提出一种基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置，具有较高的可靠性及较低的能量消耗，维护修理方便，特别适用于船舶及海洋平台领域。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置，包括冷凝器，其中，还包括数个蒸发器，蒸发器包括封闭的蒸发器壳体，蒸发器壳体内由上至下平行设置数层液槽，液槽固定在蒸发器壳体内，在每层液槽内均设有数个水平微槽管，蒸发器壳体一端的上侧设有高温水进水管，蒸发器壳体该端的下侧设有低温水出水管，各层液槽内的水平微槽管分别与高温水进水管或低温水出水管连通，蒸发器壳体的该端设有与各层液槽连通的海水出水管，蒸发器壳体的另一端设有连接两层水平微槽管的连接管和与各层液槽连通的海水进水管，蒸发器壳体的顶部设有蒸汽出口；
[0005]所述水平微槽管的表面设有管面微槽，管面微槽沿水平微槽管的环形圆周表面呈螺旋形设置；
[0006]所述数个蒸发器之间呈串联连接方式，第一效蒸发器的高温水进水管与发动机高温水出口连通，第一效蒸发器的低温水出水管与发动机进水口连通，第一效蒸发器的海水出水管与第二效蒸发器的海水进水管连通，第一效蒸发器与第二效蒸发器的高温水进水管连通，第二效蒸发器的低温水出水管和高温蒸汽出口与第三效蒸发器的高温水进水管连通，第二效蒸发器的海水出水管与第三效蒸发器的海水进水管连通，直至最后一效蒸发器，最后一效蒸发器中的高温蒸汽出口与冷凝器连接。
[0007]本实用新型中，所述冷凝器上设有进气口、进水口和两个出水口，最后一效蒸发器的高温蒸汽出口与冷凝器的进气口连接，海水通过进水口进入冷凝器内，两个出水口分别是第一出水口和第二出水口，冷凝器通过第二出水口与第一效蒸发器的海水进水管连通。
[0008]所述液槽的底部沿其长度方向间隔设置数个平行的透气长孔，透气长孔的四边均设有侧壁，透气长孔的侧壁之间、以及透气长孔侧壁与液槽侧壁之间形成数个空间，将水平微槽管放置在上述空间内。
[0009]所述蒸发器壳体内设有由上至下平行设置的四层液槽，高温水进水管分别与第一层液槽和第二层液槽内的水平微槽管连通，低温水出水管分别与第三层液槽和第四层液槽内的水平微槽管连通，第一层液槽和第四层液槽的水平微槽管之间通过连接管连接，第二层液槽和第三层液槽之间的水平微槽管之间通过连接管连接。
[0010]所述蒸发器壳体的底部设有海水溢流管，海水溢流管与海水出水管连通。
[0011]所述海水淡化装置还包括真空栗，蒸发器、冷凝器分别与真空栗相连接。
[0012]所述蒸发器内设有水位控制器，用于控制蒸发器内的水位。
[0013]本实用新型的有益效果:本实用新型结构紧凑，能源利用率高，运行成本低，维护修理方便，是升膜蒸发技术在海水淡化领域的创造性应用，尤其在船舶及海洋平台领域，有着广泛的应用前景。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构不意图；
[0015]图2是蒸发器的截面图；
[0016]图3是本实用新型中液槽的结构示意图；
[0017]图4是本实用新型中水平微槽管的结构示意图；
[0018]图5是本实用新型中海水淡化过程的工作流程图。
[0019]图中:I蒸发器壳体;2海水进水管;3连接管;4海水溢流管;5液槽;6低温水出水管；7海水出水管;8高温水进水管;9高温蒸汽出口 ； 1透气长孔;11水平微槽管；12管面微槽。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0021]本实用新型所述的基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置包括多个蒸发器、冷凝器和真空栗。蒸发器、冷凝器都与真空栗相连接，处在一定的负压条件下有助于提高工作效率。如图1所示，所述蒸发器包括封闭的蒸发器壳体I，蒸发器壳体I内设有由上至下平行设置的四层液槽5，液槽5固定在蒸发器壳体I内。如图2和图3所示，为了便于高温蒸汽的蒸发，液槽5的底部沿其长度方向间隔设置多个平行的透气长孔10，透气长孔10的四边均设有侧壁，通过设置透气长孔10，能够让蒸汽快速导走，提高蒸发效率。透气长孔10的侧壁之间、以及透气长孔侧壁与液槽侧壁之间形成多个空间，将水平微槽管8放置在上述空间内。本实施例中，液槽5的底部设有两个或三个透气长孔，对应的在液槽5内设有三个或四个水平微槽管8 ο蒸发器壳体I的顶部设有高温蒸汽出口 9，蒸发器壳体I的底部设有海水溢流管4。
[0022]蒸发器壳体I一端的上侧设有高温水进水管8，高温水进水管8分别与第一层液槽和第二层液槽内的水平微槽管连通;蒸发器壳体I该端的下侧设有低温水出水管6，低温水出水管6分别与第三层液槽和第四层液槽内的水平微槽管连通。同时，该侧的蒸发器壳体I上设有海水出水管7，海水出水管7与各层液槽连通，溢流管4与海水出水管7连通。蒸发器壳体I的另一端设有连接管3和海水进水管2，第一层液槽和第四层液槽的水平微槽管之间通过连接管3连接，第二层液槽和第三层液槽之间的水平微槽管之间通过连接管3连接。海水进水管2与各层液槽连通。
[0023]如图4所示，所述水平微槽管8的表面设有管面微槽10，管面微槽10沿水平微槽管8的环形圆周表面呈螺旋形设置。水平微槽管8内流动有高温水或高温蒸汽。本实用新型所述的水平管升膜蒸发是指当水平微槽管8的底部表面与液面相切或者微微浸入时，由润湿力、毛细力和温差驱动力多等克服重力，驱动液体自下而上在管壁形成均匀连续的覆盖整个表面的薄液膜，具有较高的换热系数，进而加快蒸发过程。其热能利用率高，是一种非常有效的高效节能强化传热的方式，属于无源强化传热技术，减少了传热流体介质的功率消耗。
[0024]本实用新型中的数个蒸发器之间呈串联连接方式，其中第一效蒸发器的高温水进水管8与发动机高温水源连通，从而使高温水流入水平微槽管8内；其低温水出水管6与发动机进水口连通，从而使低温水返回发送机内，其海水出水管与第二效蒸发器的海水进水管连通，同时其高温蒸汽出口9与第二效蒸发器的高温水进水管连通。第二效蒸发器的低温水出水管和高温蒸汽出口与第三效蒸发器的高温水进水管连通，其海水出水管与第三效蒸发器的海水进水管连通。以次类推连接，直至最后一效蒸发器。最后一效蒸发器中的浓海水沿其海水出水管排出，同时其高温蒸汽出口通过管路与冷凝器的进气口连接。
[0025]冷凝器上还设有进水口和两个出水口，两个出水口分别是第一出水口和第二出水口，其中海水通过进水口进入冷凝器内，冷凝器通过第二出水口与第一效蒸发器的海水进水管2连通。高温蒸汽沿高温蒸汽出口 9进入冷凝器后，与进入冷凝器的海水进行热交换，海水吸收高温蒸汽的热量，具有一定的温度，并沿第二出水口流入第一效蒸发器内；同时，高温蒸汽冷却为液态淡水，并沿第一出水口流出。
[0026]利用本实用新型进水海水淡化的工作过程如下所述:发动机高温水源通过高温水进水管8流入第一效蒸发器壳体内的水平微槽管11内，海水通过海水进水管2进入液槽5内，热传递带动微槽管外部的海水进行升膜蒸发，产生高温蒸汽。第一效蒸发器产生的高温蒸汽沿高温蒸汽出口9流入第二效蒸发器的水平微槽管11内，第一效蒸发器蒸发后的浓海水沿其海水出水管和第二效蒸发器的海水进水管进入第二效蒸发器的液槽内，水平微槽管内的高温蒸汽和高温海水在将其热量传递给微槽管外部的海水时，高温蒸汽冷却为淡水，同时热传递带动微槽管外部的海水进行升膜蒸发，产生高温蒸汽。之后的海水和高温蒸汽的流动方式如上所述，直至最后一效蒸发器。蒸发器产生的蒸汽在冷凝器冷却为淡水;与此同时，蒸汽在冷凝时所释放的热量可以用来预热即将参与蒸发的海水，节省能量消耗。蒸发后的浓海水可以用在化工领域。
[0027]所述蒸发器主体采用不锈钢制作，其中水平升膜蒸发管及冷凝器采用铜质材料制作，具有良好的耐热性和抗腐蚀性。对于蒸发器中的液位控制，采用水位控制器进行控制。
【主权项】
1.一种基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置，包括冷凝器，其特征在于:还包括数个蒸发器，蒸发器包括封闭的蒸发器壳体(I)，蒸发器壳体(I)内由上至下平行设置数层液槽(5)，液槽(5)固定在蒸发器壳体(I)内，在每层液槽(5)内均设有数个水平微槽管(11)，蒸发器壳体(I) 一端的上侧设有高温水进水管(8)，蒸发器壳体该端的下侧设有低温水出水管(6)，各层液槽内的水平微槽管分别与高温水进水管或低温水出水管连通，蒸发器壳体的该端设有与各层液槽连通的海水出水管(7)，蒸发器壳体的另一端设有连接两层水平微槽管的连接管(3)和与各层液槽连通的海水进水管(2)，蒸发器壳体的顶部设有高温蒸汽出口(9)； 所述水平微槽管(11)的表面设有管面微槽(12)，管面微槽(12)沿水平微槽管(11)的环形圆周表面呈螺旋形设置； 所述数个蒸发器之间呈串联连接方式，第一效蒸发器的高温水进水管与发动机高温水出口连通，其低温水出水管与发动机进水口连通，第一效蒸发器的海水出水管与第二效蒸发器的海水进水管连通，第一效蒸发器与第二效蒸发器的高温水进水管连通，第二效蒸发器的低温水出水管和高温蒸汽出口与第三效蒸发器的高温水进水管连通，第二效蒸发器的海水出水管与第三效蒸发器的海水进水管连通，直至最后一效蒸发器，最后一效蒸发器中的高温蒸汽出口与冷凝器连接。2.根据权利要求1所述的基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置，其特征在于:所述冷凝器上设有进气口、进水口和两个出水口，最后一效蒸发器的高温蒸汽出口与冷凝器的进气口连接，海水通过进水口进入冷凝器内，两个出水口分别是第一出水口和第二出水口，冷凝器通过第二出水口与第一效蒸发器的海水进水管连通。3.根据权利要求1所述的基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置，其特征在于:所述液槽(5)的底部沿其长度方向间隔设置数个平行的透气长孔(10)，透气长孔(10)的四边均设有侧壁，透气长孔(10)的侧壁之间、以及透气长孔侧壁与液槽侧壁之间形成数个空间，将水平微槽管(I I)放置在上述空间内。4.根据权利要求1所述的基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置，其特征在于:所述蒸发器壳体内设有由上至下平行设置的四层液槽(5)，高温水进水管(8)分别与第一层液槽和第二层液槽内的水平微槽管连通，低温水出水管(6)分别与第三层液槽和第四层液槽内的水平微槽管连通，第一层液槽和第四层液槽的水平微槽管之间通过连接管(3)连接，第二层液槽和第三层液槽之间的水平微槽管之间通过连接管(3)连接。5.根据权利要求1所述的基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置，其特征在于:所述蒸发器壳体(I)的底部设有海水溢流管(4)，海水溢流管(4)与海水出水管连通。6.根据权利要求1所述的基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置，其特征在于:所述海水淡化装置还包括真空栗，蒸发器、冷凝器分别与真空栗相连接。7.根据权利要求1所述的基于水平管升膜蒸发的海水淡化装置，其特征在于:所述蒸发器内设有水位控制器。
【文档编号】C02F1/04GK205634948SQ201620382917
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】李艳, 武永宾, 闫哲, 梅宁
【申请人】中国海洋大学