[发明专利]船用热管式海水淡化装置

说明书

技术领域

本专利涉及一种新型的单效低温蒸馏法海水淡化装置，用于渔船、供给船、客货船、淡水缺乏的沿海地区和海岛制取淡水。

背景技术

目前，淡水资源紧缺已成为制约我国国民经济发展和人民生活水平提高的瓶颈，海水淡化是解决沿海地区水资源紧缺的根本途径之一。海水淡化技术也称为海水脱盐技术，是分离海水中盐和水的过程，按分离原理和方法分类，海水淡化技术可分为相变法和非相变法两大类。相变法包括：蒸馏法(太阳能蒸馏法、低温多效法、多级闪蒸法、压气蒸馏法、膜蒸馏法)、冷冻法；非相变法主要包括：膜法(反渗透法、电渗析法)、离子交换法和溶液提取法。海水淡化装置是船舶保障日用淡水的重要设备，船舶上的淡水除了供给饮用、洗涤之外，还供给动力装置、卫生医药等部门使用，常用的船用海水淡化装置有单效蒸馏式、多级闪发式、反渗透式、电渗析式、机械蒸汽压缩式等。反渗透式海水淡化装置存在成本较高，使用寿命短、对工作环境要求较高、维护较为复杂的缺点；而闪蒸法设备虽然造价相对合理，产能较高，但由于设备对工作环境要求较高，安装空间较大，装置繁多，维护人工成本较高以及存在串级生产模式易产生产品质量风险，并不适用于成本和空间受限的中小型船舶。

中国国家知识产权局2010年6月2日授权的，专利号为ZL201010564359.3，名称为“板式海水淡化装置”的专利和专利号为ZL201110142750.9，名称为“串联热管换热器回收柴油机废热进行海水淡化的装置”的专利较好地解决了目前海水淡化设备中存在的以上问题。

上述专利技术中的“板式海水淡化装置”，以发动机冷却水废热为热源，采用减压蒸馏原理，通过板式蒸发器将海水沸腾，再由板式冷凝器将蒸汽冷凝成淡水，操作简单、装拆、检修方便，且制得淡水含盐量低。但存在以下缺陷：1、所采用的板式换热器，密封性较差，不适用于生产可供人们直接饮用的淡水。2、板式换热器的流道小，不适合于气-气换热或者蒸汽冷凝。

上述专利技术中的“串联热管换热器回收柴油机废热进行海水淡化的装置”，通过上、下两个热管式换热器串联，分别回收柴油机废气及冷却水的余热，通过热管加热海水，产生的水蒸汽进入冷凝器冷凝成淡水，采用的热管传热性能好，设备费用低、运转和维修简便。但存在以下缺陷：1、柴油机冷却水出口温度在70-90℃，常压情况下，很难将海水蒸馏。2、柴油发动机烟气中含有大量的二氧化硫、三氧化硫，极易发生露点腐蚀，设备使用寿命短。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的海水淡化装置的结构设计中存在的缺陷，提供一种结构合理，制造简单，高质量、高效率、连续的淡水供应以及高效的冷却水循环利用的船用热管式海水淡化装置。

实现上述目的的技术方案是：船用热管式海水淡化装置，其特征在于由第一组热管和第二组热管、液位计、液体分布器、隔板、第一管板和第二管板、管套、折流板、泄压阀、筒体、射流真空泵、除雾器、支座、单向阀、海水泵、压力表、淡水泵及各连接管路组成，其中所述第二管板、第二组热管及管套组成冷凝段；第二管板、第一组热管及管套组成蒸发段，冷凝段的预热室安装有海水入水管和海水出水管，冷凝室与不凝气体排出管、淡水管相连接；蒸发段的蒸发室与海水出水管的支路、真空管相连接，加热室安装有冷却水进、出水口，接船舶冷却循环水，淡水泵的出水口处安装有单向阀。

进一步的，冷凝段与蒸发段的换热元件均采用低温热管，充分利用了重力热管的导热系数高的优点，强化了传热。

进一步的，本装置的淡化方法是利用船舶发动机冷却水的热量，在由离心泵驱动的射流真空泵创造的真空环境下，通过热管将海水在较低的沸点下加热至蒸馏，水蒸汽通过热管与冷海水换热，使水蒸汽冷凝，产出淡水，通过淡水泵，将淡水泵出储存，供给饮用、洗涤。

进一步的，采用减压蒸馏，以发动机冷却水余热作为热源，发动机冷却水完成加热过程，从装置流出后，温度降低，循环入发动机。

进一步的，采用无运动部件的射流真空泵作为真空发生器，使海水沸点大幅度降低，降低蒸发沸点，使海水在较低温度沸腾，产生大量蒸汽，蒸汽经冷凝后收集为蒸馏水，即淡水。