[发明专利]热法超重力海水淡化方法

权利要求书

1.一种热法超重力海水淡化方法，其特征在于，该方法通过热法超重力海水淡化装置来完成，包括如下步骤：

对热法超重力海水淡化装置内部进行抽真空处理步骤；

使旋转床体围绕旋转轴线转动并保持所述旋转床体的换热室、蒸汽收集室、气液交换室、淡水室和废气分离室处于超重力稳态的步骤；

在供热装置的作用下，喷入换热室的冷海水被换热室内各圈换热管外壁逐级加热的步骤；

经换热室加热的海水在蒸汽收集室中逐级蒸发并将蒸发后的水蒸气收集至各圈蒸汽收集管中的水蒸气收集步骤；

所述各圈蒸汽收集管中的水蒸气依次经淡水室和气液交换室进入换热室内各相应换热管中并与喷入换热室的冷海水换热而被冷凝形成露水的水蒸气冷凝步骤；

所述露水经气液交换室返回至所述淡水室，并经由淡水排出口排出的淡水回收步骤；

所述冷凝步骤中未冷凝的水蒸气和不凝性气体经由所述换热管进入所述废气分离室，而且不凝性气体在所述废气分离室中被浓缩并排出所述热法超重力海水淡化装置的废气排出步骤；

所述冷凝步骤中经换热的海水所产生的蒸气重复循环所述水蒸气收集步骤、水蒸气冷凝步骤、淡水回收步骤和废气排出步骤，最终得到所需的淡水。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述换热室中的超重力水平在50g至1000g范围之间，更优选为200g至600g之间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸汽收集室、所述气液交换室、所述废气分离室和所述淡水室中的超重力水平在250g至5000g之间，更优选为400g至2000g之间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供热装置以纯水高温蒸汽或者电能方式供热；当供热装置以纯水高温蒸汽方式供热时，所述纯水高温蒸汽的绝对压力为0.5atm至1.5atm，更优选为0.5atm至1.0atm，所述纯水高温蒸汽的温度在70℃至120℃之间，更优选为75℃至100℃之间。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水蒸气收集步骤具体如下：经换热室加热的海水汇流进入蒸汽收集室后从最内圈的蒸汽收集管的管间缝隙中被甩出并溅落到最内圈的蒸汽收集管外层的填料网上并被打碎成无数微小液滴，所述小液滴快速蒸发产生大量水蒸气并降温，水蒸气被抽进最内圈的蒸汽收集管内，而温度降低的小液滴经下一外圈蒸汽收集管的管间缝隙流出并溅落到相应圈蒸汽收集管外层的填料网上而实现进一步的蒸发和降温，经该进一步蒸发而得到的水蒸气被抽进相应圈蒸汽收集管中，最后直至最外圈蒸汽收集管中收集到水蒸气。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水蒸气冷凝步骤具体如下：所述各圈蒸汽收集管中的水蒸气经淡水室中相对应的淡水分布管进入气液交换室中相对应的独立通道，然后进入换热室内各相应换热管中，并与喷入换热室的冷海水换热，从而水蒸气被冷凝形成露水。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淡水回收步骤具体如下：所述露水经气液交换室中相对应的独立通道返回至所述淡水室中的相对应的淡水分布管，然后淡水从淡水分布管的轴向缝隙中流出并均匀地洒落到相应淡水分布管外层的填料网中而被打碎成无数小液滴，散发出一些水蒸气后得到降温，所述小液滴汇流后再经下一个外圈淡水分布管和该下一个外圈淡水分布管外层的填料网继续降温，最后经由最外圈的淡水分布管的管间缝隙流出并由淡水排出口排出。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷海水进入所述热法超重力海水淡化装置时的稳定流速为1-3m/s；在所述抽真空步骤中，所述热法超重力海水淡化装置内部的真空度为0.8-0.95atm。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废气排出步骤具体如下：所述冷凝步骤中未冷凝的水蒸气和不凝性气体经由所述换热管进入所述废气分离室，在废气分离室中未冷凝的蒸气与来自海水室的冷海水直接接触以使未冷凝的蒸气被冷海水吸收而液化，从而不凝性气体在所述废气分离室中被浓缩，经浓缩的不凝性气体通过真空设备被抽至所述热法超重力海水淡化装置外。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热法超重力海水淡化装置，包括：密封壳体，设有用于容纳旋转运动输出方法的输出轴的连接孔、用于输出浓缩海水的第一出料口、用于输出淡水的第二出料口；旋转床体，位于所述密封外壳内部，呈圆柱状，所述旋转床体的旋转轴线与所述连接孔对应以便于和动力方法输出轴连接；所述旋转床体中包括：海水室，位于所述旋转床体的中心，并延伸出所述密封壳体，用于输入冷海水，以及向圆周外部输出冷海水；换热室，环绕所述海水室分布，用于利用蒸汽加热冷海水，并使蒸汽液化形成露水，所述换热室内设有多个与所述气液交换室连通的换热管，所述换热管与所述旋转床体的旋转轴线平行，并且所述换热管为多层分布，同层相邻的所述换热管之间设有管间缝隙；所述换热管上设有沿轴向设置的用于避免露水甩出的轴向缝隙，所述换热管上的轴向缝隙朝向所述旋转床体的外侧方向设置；蒸汽收集室，位于所述换热室外侧，用于收集所述换热室加热冷海水形成的蒸汽，所述蒸汽收集室设有多个与所述气液交换室连通的蒸汽收集管，所述蒸汽收集管与所述旋转床体的旋转轴线平行，并且所述蒸汽收集管为多层分布，同层相邻的所述蒸汽收集管之间设有管间缝隙；所述蒸汽收集管上设有沿轴向设置的用于方便蒸汽逸出的轴向缝隙，所述蒸汽收集管上的轴向缝隙朝向所述旋转床体的外侧方向设置；淡水室，位于所述换热室外侧并和所述蒸汽收集室并排设置，用于收集所述换热室形成的露水并经由所述第二出料口排出，所述淡水室设有多个与所述气液交换室连通的淡水分布管，所述淡水分布管与所述旋转床体的旋转轴线平行，并且所述淡水分布管为多层分布，同层相邻的所述淡水分布管之间设有管间缝隙；所述淡水分布管上设有沿轴向设置的用于方便蒸汽逸出及甩出露水的轴向缝隙，所述淡水分布管上的轴向缝隙朝向所述旋转床体的外侧方向设置；气液交换室，靠近所述换热室和淡水室，和所述蒸汽收集室、换热室连通，用于将所述换热室产生的露水输送至所述淡水室，以及将所述蒸汽收集室收集的蒸汽输送至所述换热室；废气分离室，靠近所述换热室远离所述气液交换室并与所述换热室并排设置，且与所述换热室连通，用于浓缩并排出不凝性气体；所述废气分离室设有多个与所述换热室连通的废气排放管，所述废气排放管与所述旋转床体的旋转轴线平行，并且所述废气排放管为多层分布，同层相邻的所述废气排放管之间设有管间缝隙；所述废气排放管上设有沿轴向设置的用于方便蒸汽逸出的轴向缝隙，所述废气排放管上的轴向缝隙朝向所述旋转床体的外侧方向设置；而且所述废气排放管的管径小于所述换热管的管径；供热装置，和所述换热室对应，用于向所述换热室供热；相邻的两层蒸汽收集管之间和相邻的两层淡水分布管之间均设有用于分解液滴的填料。