[发明专利]超声波雾化汽化海水淡化脱盐装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海水淡化处理技术，具体涉及一种超声波雾化汽化海水淡化脱盐装置。本发明还涉及一种超声波雾化汽化海水淡化脱盐方法。

背景技术

水资源匮乏正日益影响全球的经济发展和生态环境，中国的水资源短缺已经严重影响到沿海和西部地区的社会经济的发展。随着社会不断发展和进步，以及人民生活水平和质量的提高，更加剧了水资源的短缺。而国内外的经验证明，海水淡化是解决沿海地区等水资源匮乏问题的一条重要途径。

地球表面2/3的面积被水覆盖，但水储量的97％为海水和苦咸水，这些水量虽然很丰富，但必须先经过淡化处理才能够利用。目前，全世界有一百二十多个国家和地区通过海水或苦咸水淡化技术取得淡水。据统计，各种海水淡化系统及生产量以每年10％以上的速度在增加。中东国家严重缺水，水贵如油；亚洲国家如日本、新加坡、韩国、印尼与中国等也都积极发展或应用海水淡化作为替代水源，以增加自主水源的数量。目前，海水淡化的技术主要有低温多效、闪蒸、蒸馏、冷冻、反渗透、离子交换、化学法等办法，这些办法的海水淡化耗电耗能较大，制造与维护成本比较高。近年来，反渗透膜法脱盐作为优先使用的方法大为推广。

但是，反渗透膜法海水淡化处理的工艺流程复杂，其预处理等辅助设备繁锁，进水原水水质要求严格，运行压力需要5～7MPa的高压驱动压力，对管道、压力容器的耐压、耐腐蚀要求很高。此外，渗透膜使用及维护难度较大，运行中需要大量的杀菌剂、阻垢剂等化学品加药，膜件清洗需使用大量酸、碱等化工原料，又产生了二次污水。

反渗透膜法的另一个重要缺点，是当海水中“硼”(B)含量高时的脱硼处理难度较大，采用双膜法脱除(即二级反渗透膜法)也较难达到生活饮用水标准限值(硼≤0.5mg/L)的要求，反渗透膜件容易被海水中的氯、微生物、盐等物质氧化分解、堵塞，导致精度降低、结垢而报废，使用寿命短。并且，反渗透膜法海水淡化不够彻底，产生大量的浓缩海水回流大海，使取水周边海域的海水盐度浓度增高，含盐量上升，高盐浓度会严重影响与破坏海洋生态与海洋经济环境，长期运行会使区域海水成为高盐度的“死海”。

另外，反渗透装置还需要消耗大量的耐腐蚀不锈钢管道、板材及钛金属管道等材料，代价昂贵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超声波雾化汽化海水淡化脱盐装置，它可以高效、环保、低能耗地从海水中提取淡水。

为解决上述技术问题，本发明超声波雾化汽化海水淡化脱盐装置的技术解决方案为：

包括预处理设备、超声波谐振雾化器、汽化炉、热交换冷凝器、淡化水箱；热交换冷凝器包括冷媒介质水箱、冷凝盘肠管，冷凝盘肠管设置于冷媒介质水箱内；冷凝盘肠管的出水口连接淡化水箱；

预处理设备的出水口连接冷媒介质水箱的进水口，冷媒介质水箱的出水口连接超声波谐振雾化器，超声波谐振雾化器通过喷雾管连接汽化炉的汽化炉体；汽化炉体通过输汽管道连接冷凝盘肠管的进水口。

所述汽化炉的汽化炉体的外表面螺旋盘绕有中频电磁感应发热线圈，中频电磁感应发热线圈由中频感应电源供电；所述发热线圈与汽化炉体之间设绝缘层。

所述汽化炉的汽化炉体底部通过耐热绝缘筒连接集盐箱，汽化炉体的腔体与集盐箱连通。

所述预处理设备包括海水给水泵、精密过滤器、中空纤维超滤膜分离处理器，海水给水泵连接精密过滤器，精密过滤器连接中空纤维超滤膜分离处理器；中空纤维超滤膜分离处理器设有浓缩水排放口及管道、出水口。

所述中空纤维超滤膜分离处理器的膜孔径精度为0.01～0.1μm，截留分子量为10万道尔顿。

所述超声波谐振雾化器包括高频电源、谐振腔、陶瓷压电雾化片，陶瓷压电雾化片设置于谐振腔内，陶瓷压电雾化片连接高频电源；谐振腔连接所述喷雾管。

本发明还提供一种超声波雾化汽化海水淡化脱盐方法，其技术解决方案为：

将海水经预处理后，通过超声波谐振雾化器将海水连续高效雾化成超微粒子的水雾，水雾通过汽化炉的加热，瞬间汽化为水蒸汽，实现水雾中的水与固体盐类物质的蒸发分离脱盐，所汽化的水蒸汽通过热交换冷凝器凝结为淡化水，最后存贮于淡化水箱，完成海水的淡化。

所述方法具体包括以下步骤：

第一步，原水海水的预处理：海水通过海水给水泵1在0.1～0.3MPa的压力下，经连接管道泵入精密过滤器，进行初步过滤；精密过滤器流出的水通过连接管道进入中空纤维超滤膜分离处理器，在中空纤维超滤膜分离处理器内被进一步过滤；