[发明专利]一体式太阳能海水淡化整体生产装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能海水淡化装置，特别是涉及一种集热、降膜蒸馏为一体的太阳能海水淡化整体生产装置，属于太阳能光热技术进行海水淡化(咸水脱盐)的技术领域。

背景技术

目前，人类淡水资源极其匮乏，尤其是岛屿和苦咸水地区，虽有丰富的海水或苦咸水资源，但严重缺乏生产、生活所用的淡水。能源危机和由于使用矿物能源造成的环境污染促使人类努力地开发利用太阳能、风能等清洁能源。随着太阳能集热技术的发展，已经出现了利用太阳能资源对海水(或苦咸水)进行淡化处理的技术及其装置。

专利号为01134409.1的专利公开了一种太阳能海水淡化设备，此设备包括一个用于收集太阳能以加热导热介质的高温集热装置、一个利用来自高温集热装置中的输出管的高温导热介质产生高温水蒸汽的蒸汽锅炉和一个利用来自蒸汽锅炉的水蒸气蒸馏海水以获得淡水的多效蒸馏海水淡化装置。由于该设备是利用太阳能高温集热装置产生60℃以上的高温，通过导热介质将热量间接传递给蒸汽锅炉和蒸馏设备，然后才将热量传递给海水进行蒸馏。这样做存在着一些缺点：首先，太阳能的光热转换率随温度的增高而下降，尤其是当集热温度高于60℃时，其光热转换效率将大幅度下降，不利于太阳能的充分利用；其次，由于从采集到热量到最终的利用热量蒸馏的整个热量传递过程中，是通过两个以上的设备来完成的，所以，受每台设备的换热效率及所用管道散热等因素影响，从而导致总的热利用率较低。

专利号为98225969.7的专利公开了一种真空管太阳能海水淡化器，它由太阳能凹镜面、集热管、中心管、冷凝室、真空泵及海水池组成，海水进入集热管与中心管的夹套内，在集热的同时进行蒸馏，蒸汽通过中心管进入冷凝室冷凝成淡水。该淡化器装置虽然将太阳能集热和海水蒸馏同步进行，但是需要使用真空泵将集热管加热腔抽成高负压，须较大功率，耗费能源。而且在真空度较高的情况下，海水在集热管中沸腾，极易形成泡沫，溢流到中心管中，污染淡化水。此外，海水在集热管中的实际蒸发面积仅为集热管与中心管之间的环形夹套的横截面积，蒸发面积狭小，导致蒸发效率降低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中进行海水淡化时存在的上述缺点，提供一套太阳能海水淡化整体生产装置。该装置完全利用太阳能的光热和现有的真空管太阳能集热技术，将太阳能集热、降膜蒸馏及微负压蒸馏集合在真空管内一步完成，同时辅以正压冷凝、余热回收、气液接触式增湿换热及气液分离等技术，完成海水淡化的全部过程，获得纯净的淡化水。整套装置结构简单，效率高，降低投资和运行成本。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种一体式太阳能海水淡化整体生产装置，包括海水高位槽和集热降膜蒸馏器组，所述蒸馏器组由若干支太阳能真空管和集联箱组成，真空管插装在集联箱上，其特征在于所述真空管内的侧壁上设置有湿润膜，所述湿润膜是具有强吸水性和疏水性的纤维织物；真空管内设有海水导入管，其上端封堵，上端的侧壁上开有布水孔，下端连接输送热海水的管路，还设有饱和水蒸气导出管，其上端开口，且其上端高于海水导入管的上端，下端连接输送饱和水蒸气的管路，所述海水导入管和饱和水蒸气导出管插装在集联箱上，且其下端口穿过集联箱；所述集联箱能导入热循环空气，并将热浓海水导出；

所述一体式太阳能海水淡化整体生产装置还包括一个能将饱和水蒸气带出、在真空管内形成微负压、并在整个系统中形成循环空气的风机，所述风机通过输送饱和水蒸气的管路与饱和水蒸气导出管连通。另一方面，所述真空管除选用具有光滑内壁的普通真空管外，还可以将其内壁制作成菠萝花纹、内螺旋花纹或条纹状花纹，有利于海水在管内形成水膜，增强降膜蒸馏性能。

所述集联箱至少有一侧端开口，所述集联箱通过所述开口导入热循环空气、并将热浓海水导出。

作为本发明的另一技术方案，所述海水淡化整体生产装置还包括一个能将海水预热，同时将饱和水蒸汽冷凝成淡水的换热器，所述换热器的一个出口通过所述输送热海水的管路连通海水导入管；以及一个能将淡水和循环空气分离的旋风式分离器，所述分离器的进口与所述换热器的另一个出口连通。

本发明海水淡化装置还包括一个能使循环空气增湿、且能与集联箱中导出的热浓海水进行相、相换热的填料塔式换热器。此外还包括一个温度传感器和一个电磁阀，电磁阀安装在连接海水高位槽的海水管路上，通过检测真空管的温度，控制电磁阀和风机，进而实现对真空管中蒸馏温度的控制。

海水在所述真空管中进行降膜蒸馏和微负压蒸馏，蒸馏温度范围为40～60℃，微负压蒸馏的压强大于负100Pa。