[实用新型]一种真空蒸馏式海水淡化设备

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种真空蒸馏式海水淡化设备，具体地说是一种适合船舶使用的小型真空蒸馏式海水淡化设备。

背景技术

海水淡化是指从海水中获取淡水的技术和过程，是通过脱除海水中的大部分盐分，使处理后的海水达到生活和生产用水标准的技术。最初是航海的兴起推动了海水淡化技术的发展，远洋船舶每天都需要消耗大量的淡水，主要用于柴油机的冷却水、锅炉给水、冲洗甲板和船员生活用水等。这些用水可以设置单独的水箱进行存储，但是出于经济性的考虑，为了增加载货吨位，船舶不宜携带大量淡水，而且长期储存的淡水作为船员生活用水对船员身体也有不利影响。针对以上问题，远洋船舶几乎都采用海水淡化设备。这种设备只需要很小的体积就能产出大量的淡水。一般含盐量＜1000mg/L的水可称为淡水，而大洋中海水平均含盐量为35000mg/L，海水淡化设备的主要作用就是通过特殊的手段降低海水的含盐量，使之成为符合要求的淡水。至今淡化方法已出现了数十种，技术种类虽然很多，但达到商业规模的主要有反渗透法和蒸馏法，也就是常说的“膜法”和“热法”，其中蒸馏法为传统的海水淡化方法，为大部分远洋船舶采用。

中国海水利用发展较慢，海水淡化产业规模不够，尤其是海水淡化设备制造企业较少，在天津、青岛等城市开展创建国家级海水淡化与综合利用示范城市活动中，大都引进国外海水淡化技术，国内许多制造企业目前还无法制造小型船用海水淡化设备。

船舶远洋航行对海水淡化系统提出的要求主要有：1、要满足船舶的日耗水量要求，一般乘员每人每日耗淡水250L，船舶动力装置每日耗淡水0.2～0.3L/kW；2、要利用余热，节能增效；3、装置的自重要轻，工作可靠性高，便于维护管理；4、淡水质量要满足锅炉补给水含盐量≤10mg/L(NaCl)的要求。

为了填补现有技术的空白，现开发一种真空蒸馏式海水淡化设备满足船舶远洋航行的要求。

发明内容

为了填补现有船用海水淡化系统技术的空白，本实用新型提供一种适合船舶使用的小型真空蒸馏式海水淡化设备，该设备由蒸馏器壳体、蒸发器、冷凝器、汽水分离器、喷射泵、淡水泵、加药箱、控制箱和附属连接管件组成。采用钛材压制成型的板式换热型蒸发器、冷凝器，传热系数高，而且易于维修、检查和清洗；海水淡化设备的热源是来源于主机缸套水或者船员洗浴用的太阳能热水系统，满足节能环保和船舶远洋航行的要求；该设备解决了海水腐蚀环境中设备和材料的耐久性问题；解决了管路结垢腐蚀问题；解决了喷射泵抵抗气蚀能力问题；利用蒸发蒸汽的冷凝潜热，提高了设备经济性并达到节能效果。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：为实现上述目的，本实用新型提供一种真空蒸馏式海水淡化设备，该设备由蒸馏器壳体、蒸发器、冷凝器、汽水分离器、喷射泵、淡水泵、加药箱、控制箱和附属连接管件组成。采用钛材压制成型的板式换热型蒸发器、冷凝器，传热系数高，而且易于维修、检查和清洗。由于设备内部、外部都处于海水腐蚀性介质环境，对机体和内部材料具有腐蚀性。为提高设备耐久性，与海水相接触的金属件或者采用钛板，或者采用316L不锈钢，或者采用内外涂塑的PE复合碳钢材料。非金属材料采用FRP玻璃纤维增强塑料、乙丙共聚工程塑料、UPVC和EPDM橡胶等耐海水腐蚀的材料。

该设备是基于盐不溶于低压蒸汽的原理，首先用316L不锈钢喷射泵对系统抽真空，要求真空度在90％以上，然后在保持一定真空度的钛板蒸发器中对经316L不锈钢管路供入的海水加热，蒸发器由钛板材料的板式热交换器组成，作用是为海水和热水提供换热空间，使海水沸腾汽化。蒸发器可以利用出口温度控制在80℃的主机缸套冷却水或者太阳能热水为热源，由于抽真空压力降低，海水沸点降低，海水经钛板蒸发器加热沸腾，为了使浓盐水和蒸气能够从蒸发器的上方流出，在蒸发器换热板海水一侧的上部不设密封垫，从而产生浓盐水和蒸汽。浓盐水通过316L不锈钢喷射泵排出船外；蒸汽向上经316L不锈钢汽水分离器后进入钛板冷凝器，汽水分离器的作用是把盐份从蒸汽中分离出来。再用船外海水经316L不锈钢管路进入冷凝器对蒸汽进行冷凝，冷凝器与蒸发器部分相似，也是由钛板材料的板式热交换器组成，它的作用是为冷却海水和蒸汽提供换热空间，使蒸汽液化。为了使蒸汽能自上而下地进入冷凝器中冷凝，在冷凝器侧换热板的凝水一侧上方不设密封垫，从而在冷凝器中得到含盐≤10mg/L的蒸馏淡水，淡水由淡水泵排至淡水箱。船外冷凝海水出冷凝器后少部分海水作为给水通入蒸发器，大部分作为引射海水通过喷射泵排出船外。冷却海水出冷凝器后少部分作为蒸发器补给水，这样利用了蒸发蒸汽的冷凝潜热，更节能。