[发明专利]一种利用柴油机余热的小型海水淡化装置及方法

说明书

本发明涉及一种利用柴油机余热的小型海水淡化装置及方法，所述装置包括冷凝腔、加热腔和蒸发腔，所述加热腔通过隔板与冷凝腔和蒸发腔隔开，所述冷凝腔与蒸发腔相通。所述方法包括以下步骤：海水在冷凝换热器内，与蒸汽进行热交换；蒸汽遇冷凝结为水，汇集到积水盘从淡水出口流出；加热后的海水通过流量调节管道进入对流换热器，与缸套冷却水进行热交换；再次加热后的海水流入布液器，布液至降膜/加热管束，被降膜/加热管束内的烟气加热，在降膜/加热管束外壁或液面处汽化，蒸汽进入冷凝腔。本发明利用柴油机余热的小型海水淡化装置综合利用柴油机缸套冷却水余热和排烟余热进行海水淡化，余热的利用率高；工艺简单，产水速率更快。

技术领域

本发明涉及一种海水淡化装置，尤其涉及一种利用柴油机余热的小型海水淡化装置。

背景技术

对于海上作业的船舶，淡水供应至关重要。大型船舶可以储藏较多淡水，且动力机组较大，可以匹配大功率海水淡化机，满足航行中的用水需要。中小型船舶吨位较小，船舱空间有限，无法携带大量淡水，需要小型海水淡化机持续制备淡水。

目前，普遍推广的中小规模海水淡化方法是反渗透法和蒸馏法。反渗透法的优点是装置集成度高，只需要外接电源和海水；缺点是需要对海水进水进行多重预处理，产水品质并不高，反渗透膜组件出现破裂时需要更换，而且使用电能驱动，不适用于电力供应紧张的小型船舶。蒸馏法海水淡化装置一般使用蒸汽或热水作为热源，同时消耗少量电力驱动泵功，海水进水不需要复杂预处理，在常压或负压下实现蒸发过程，系统稳定性好，产水品质较高，可用作生活用水或锅炉的补给水。特别是低温多效蒸馏的海水淡化装置，可以利用低品位热能进行海水淡化，降低制水的能耗成本，且系统运行温度较低，腐蚀、结垢等问题得到较大改善，设备使用寿命长。但是，一般多效蒸馏系统结构复杂，重量大，难拆卸，需要真空抽气装置维持系统负压，还需要专人操作维护。

中小型船舶使用柴油发电机发电，柴油机的缸套冷却水需要海水冷却，这部分热量约占燃油总热量的20～30％，一般随海水排掉；此外，柴油机的排烟温度一般在300℃以上，这部分热量约占燃油总热量的30％，排到大气中，这两项能耗占燃油总热量的50％以上，船舶不能有效利用这部分能量，造成较大的能源浪费。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种利用柴油机余热的小型海水淡化装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用柴油机余热的小型海水淡化装置，包括冷凝腔、加热腔和蒸发腔，所述加热腔通过隔板与冷凝腔和蒸发腔隔开，所述冷凝腔与蒸发腔相通；

所述冷凝腔内设有冷凝换热器，所述冷凝换热器与海水进水泵相连，所述冷凝换热器下设有积水盘，所述积水盘与淡水出口相连；

所述加热腔内设有对流换热器，所述对流换热器的进水端与冷凝换热器的出水端通过流量调节管道相连，所述流量调节管道上设有进料海水流量调节阀，所述加热腔内为缸套冷却水；

所述蒸发腔内设有降膜/加热管束，所述降膜/加热管束内为烟气，所述降膜/加热管束上设有布液器，所述布液器与所述对流换热器的出水端相连，所述蒸发腔底部设有液位传感器，所述蒸发腔与浓缩海水抽出泵相连。

优选地，所述流量调节管道上设有过量海水出口，所述过量海水出口位于流量调节阀前部。

优选地，所示进料海水流量调节阀为基于蒸发腔液位传感器反馈信号的自动控制阀或手动调节阀。

优选地，所述冷凝腔内设有气液分离器，所述气液分离器位于积水盘与冷凝腔腔壁之间。

优选地，所述冷凝腔与蒸发腔可拆卸连接。

优选地，所述蒸发腔外设有烟气进口封头和烟气出口封头，所述降膜/加热管束的两端分别位于烟气进口封头和烟气出口封头内。