[发明专利]基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置及其淡化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理淡化技术，尤其涉及一种利用柴油机余热进行蒸馏海水淡化的装置及其方法。

背景技术

在我国的沿海孤岛、船舶游艇、海上平台等特定地区或场合，能源和淡水普遍相对短缺，在这些地区往往需要自行解决动力和淡水供应。由于环境条件所限，上述偏远地区难以建造大型的集中式能源和淡水供给装置，因此，电力供应往往依靠各种分布式能源转化设备如柴油发电机来提供，其在运行过程中要产生相当数量的余热，但由于该余热温度一般只有60～90℃，因此，在多数情况下该热能以废热的形式直接排放到了环境中，从而导致了经济和环境上的无效益。海水淡化是增加淡水补给的一条重要途径，但由于该工艺过程要消耗相当数量的能源，因此对于本来能源供给就已十分紧张的上述地区，实现海水淡化无疑将会进一步加大其能源负担。

在海水淡化技术中，小型海水淡化装置在工艺方面主要采用反渗透法和蒸馏法两种。采用反渗透法，其中的反渗透海水淡化装置只需外界提供电力和海水即可运行，对现场配套条件要求简单，目前已经在岛屿和船只上得到了应用。尽管反渗透海水淡化装置具有诸多优点，但仍存在着对海水水质要求高，维护工作繁琐，系统稳定性低等缺点，尤其在特殊环境以及电力资源紧缺的状况下，其适用性仍然存在着一定的限制。采用蒸馏法，其中的蒸馏海水淡化装置在运行时主要消耗热能如蒸汽或热水以及少量电力。对于海岛、船舶、海上平台等用户，通常使用柴油发电机发电，电力供应并不充裕，而发电过程中柴油机通常需要冷却散热。这部分余热品位较低，通常作为废热直接排放到环境中，但其总热量与蒸馏海水淡化的热能需求基本匹配，可以作为淡化的热源，而且不计成本。另外，蒸馏淡化的电力消耗一般低于反渗透淡化，而造价与反渗透淡化基本相当。对于有废热利用的场合，蒸馏淡化工艺的制水成本通常要低于反渗透淡化。还有，基于蒸馏淡化自身的特点，如对海水水质适应性强，性能相对稳定，淡化水质好，使用寿命长，使蒸馏淡化装置在恶劣环境下运行具有一定的技术保障和优势。综上所述，目前需要开发研究如何充分利用柴油机所排放的低品位热能来进行海水淡化的技术。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置及其淡化方法，本发明可将柴油机所排放的低品位热能进行回收利用并同时增加淡水供给，不仅可实现能量在系统中的梯级利用，提高燃料的综合利用效率，而且还可有效对资源进行合理配置，缓解燃料和水资源的短缺问题。该装置具有传热效率高、结构紧凑、运行可靠、自动化程度高等特点，适宜在船舶、海岛、海上平台等场合或地区与柴油机配套使用，可实现柴油机冷却和淡水生产的双重功效，既可提高燃料综合利用效率，又可达到节能减排的目的。尤其是对于岛屿、船舶及海上平台等能源和淡水资源均相对短缺的特定地区或场合具有显著的经济、社会和环境效益。

为了解决上述技术问题，本发明一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置予以实现的技术方案是：包括设置在一筒体内的蒸发器和冷凝器，所述蒸发器连接有给料海水接管、热水进口接管、热水出口接管和浓海水排水接管；所述冷凝器连接有原海水进口接管、原海水出口接管、淡水排水接管和抽不凝气接管；所述原海水出口接管、所述抽不凝气接管及所述浓海水排水接管均与一水射式喷射真空泵相连；所述筒体的一端固定有端板，所述筒体的另一端固定有封头，所述筒体内设有一中间横隔板和一组合过滤结构；所述组合过滤结构由捕沫网和挡板构成，所述中间横隔板和所述捕沫网将所述筒体分隔为上下两个腔体；所述冷凝器设置在上方的腔体中，所述蒸发器设置在下方的腔体中；所述蒸发器还连接有热水进口接管和热水出口接管，所述热水进口接管上设有一热水泵，所述热水泵与柴油机缸套冷却水出口相连，所述热水出口接管与柴油机缸套冷却水入口相连；所述热水进口接管与所述热水出口接管之间连接有热水旁路，该热水旁路上设有一旁路阀门；所述淡水排水接管上、自所述冷凝器至淡水水箱依次设有淡水泵、盐度传感器、电磁阀、流量表和采水样阀门；所述淡水泵和所述水射式真空泵均位于所述筒体的底部。