[发明专利]一种喷雾蒸发海水淡化装置

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，特别是涉及一种喷雾蒸发海水淡化装置。

背景技术

淡水资源对人们的生产生活有着极其重要的影响，是人类生存和发展的最重要物资基础之一，但目前能达到生产生活条件的淡水资源却非常有限，国内外的淡水资源紧缺的形势日益严重。海洋中含有大量的水资源，但其含有大量的卤素元素等物质，故无法被人们所直接利用。目前开发和利用海水淡化技术已越来越成为解决淡水资源紧缺问题的重要手段。

常用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法等，受成本，工艺和效率等问题的限制，目前应用最广泛的方法是反渗透膜法及蒸馏法。蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化，再把蒸汽冷凝成淡水的方法。蒸馏法海水淡化技术是最早投入工业化应用的淡化技术，特点是即使在污染严重、高生物活性的海水环境中也适用，产水纯度高。与膜法海水淡化技术相比，蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大，是当前海水淡化的主流技术之一。

蒸馏法主要包括多效蒸发技术和多级闪蒸技术，虽然多效蒸馏法是最早使用的海水淡化技术，但由于结垢和腐蚀等问题，一直未得到广泛的应用。随着低温多效蒸馏技术的出现和发展，其所占的市场份额正不断扩大。与多级闪蒸相比，多效蒸馏法具有传热系数高，所需的传热面积少，热利用效率高的优点，但是设备的结构比较复杂，装置体积庞大。

发明内容

本发明的目的是提供一种喷雾蒸发海水淡化装置，以解决上述现有技术存在的问题，海水蒸发和冷凝在多级真空罐中实现，真空罐内喷雾蒸发和冷凝所需要的热量和冷量由压缩式热泵提供，第一级真空罐内出来的淡水对海水进行预热，第N级真空罐出来的卤水经过蒸发池和结晶池形成盐和母液，所需热量同样可以利用压缩式热泵系统冷凝热，整个装置充分利用了各部件热量，真空罐水分蒸发和冷凝都由喷雾形式完成，传热传质效率高，装置高效节能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种喷雾蒸发海水淡化装置，包括热泵系统和海水淡化系统，所述热泵系统包括相互串联的冷凝器、蒸发器以及压缩机，所述海水淡化系统包括真空罐，所述真空罐内分设有蒸发室和冷凝室，所述蒸发室和冷凝室上部相通；所述冷凝器与所述蒸发室的顶端、所述蒸发器与所述冷凝器的顶端均通过水管连通。

可选的，所述热泵系统还包括节流阀和制冷剂罐，所述冷凝器与所述蒸发器之间连接设置有所述节流阀和制冷剂罐。

可选的，所述蒸发室的顶端设置有海水喷嘴，所述冷凝室的顶端设置有淡水喷嘴。

可选的，所述蒸发室与所述冷凝室之间通过一薄板隔开，所述薄板上部设置有一过滤网。

可选的，所述真空罐的数量为多个，各个所述真空罐的蒸发室依次串联，各个所述真空罐的冷凝室也依次相串联。

可选的，前一级所述真空罐的蒸发室与后一级所述真空罐蒸发室的顶端相连通，后一级所述真空罐的冷凝室与前一级所述真空罐冷凝室的顶端相连通。

可选的，所述海水淡化系统还包括依次连通的蒸发池、结晶池，最后一级所述真空罐的蒸发室末端与所述蒸发池相连；所述结晶池的末端设置有排泄口。

可选的，所述海水淡化系统还包括换热器，所述第一级真空罐的冷凝室与所述换热器相连；所述换热器设置在所述冷凝器的前端，所述换热器用于预先对海水进行换热。

可选的，所述海水淡化系统还包括淡水池，所述换热器的出水端与所述淡水池相连通，所述换热器的进水端通过一海水泵泵取海水。

可选的，所述蒸发器通过一淡水泵与所述淡水池相连。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

(1)传热传质效率高：该装置采用真空罐喷嘴蒸发海水淡化，真空罐内部左室为蒸发室，右室为冷凝室，海水和冷却水分别在蒸发室和冷凝室内形成微小喷雾的形式，传热传质效率高，蒸发室内水蒸气透过过滤网进入冷凝室，传质阻力小，蒸发室和冷凝室共用一个真空罐，内部除了喷嘴和薄板，没有其他任何部件，结构简单紧凑，成本低。

(2)能量利用率高：该装置利用压缩式热泵冷凝器作为热源直接加热海水，而热泵蒸发器作为冷源直接冷却水。同时，该装置充分利用了第一级真空罐中出来的淡水的热量，对海水进行预热，卤水蒸发池和结晶池所需热量同样由热泵冷凝器提供，因此该装置能量利用率高。

附图说明