[发明专利]基于溶液除湿的海水淡化装置

说明书

本发明公开了一种基于溶液除湿海水淡化的装置，低含湿量空气利用从溶液再生器中出来的浓溶液吸收空气的水分制得，再与热泵循环的蒸发器进行换热获得低温低含湿量的空气，用于海水的蒸发冷冻；热泵循环中冷凝器中所放出的热量用于溶液再生，蒸发器中的冷量用于冷却用于蒸发海水的低含湿量的空气；将冷却后的海水喷洒在低温低含湿量的空气环境内蒸发冷冻析出冰晶，形成冰晶‑盐水淤浆，经分离洗涤、融化得到淡水。本发明基于真空法海水淡化利用空气中水蒸气分压力差驱动海水蒸发冷冻的原理，为避免抽真空带来的巨大耗能，选择利用低含湿量的空气来实现海水的蒸发冷冻，相比于真空法海水淡化极大降低了能耗。

技术领域

本发明属于海水淡化领域，涉及一种基于溶液除湿的海水淡化装置。

背景技术

近年来，随着社会经济的高速发展，水生态环境恶化严重，我国水资源供需矛盾进一步加剧。我国拥有着丰富的海洋资源，进一步推进海水淡化产业发展，是解决我国水资源紧缺的有效手段。

冷冻法海水淡化是业内研究的热点，冷冻法利用水的融化热是水的汽化热的1/7，相比于蒸馏法而言，冷冻法极大地节约了能源，但冷冻法海水淡化的过程中制取的冰块较大，冰块中难免存在着盐胞，制取的淡水味道不佳。真空冷冻法海水淡化是基于水的三相点原理，在水的三相点附近，汽、液、固三相共存，若将海水控制在三相点附近则海水的蒸发与结冰同时进行，真空冷冻法利用此原理将海水雾化喷洒在真空蒸发室中，海水液滴结成冰晶，经洗涤分离融化后制得淡水，但因为营造真空环境需耗费大量的能源，与节能的初衷背道而驰。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于溶液除湿的海水淡化装置，是基于真空冷冻法海水淡化方法提出的新型海水淡化装置，本发明与真空冷冻法的关键技术相同，均是利用水的三相点原理，不同于真空冷冻法需要消耗大量的能源将蒸发室进行抽真空处理的是，本发明装置采用溶液除湿系统，利用溶液除湿制取水蒸气分压力低于三相点压力的干空气，以溶液除湿这种节能的手段获取了低水蒸气分压力的环境，实现海水蒸发与结冰同时自发进行，最终实现海水淡化，且本发明合理利用了热泵系统的热量和冷量，热量用于溶液再生，冷量用于工质的预冷，以此实现能源利用的最大化。

本发明的技术方案如下：

一种基于溶液除湿的海水淡化装置，包括用于制取低含湿量空气的溶液除湿系统、冷却空气及加热稀溶液的热泵系统和用于海水蒸发冷冻淡化的海水蒸发冷冻系统；所述溶液除湿系统包括用于溶液再生的再生器和用于空气除湿的除湿器，所述再生器利用所述热泵系统中冷凝器释放的热量生成浓溶液，再到所述除湿器中与空气进行传热传质，从而制取低含湿量的空气，再利用所述热泵系统中蒸发器释放的冷量，制成低温低含湿量的空气；所述低温低含湿量的空气与经过所述海水蒸发冷冻系统预冷后的海水在所述蒸发冷冻室内进行传热传质，使海水在蒸发冷冻室中结成冰晶。

所述溶液除湿系统还包括储液器、第一换热器；所述再生器内溶液由溶液出口输出，依次经储液器、第一换热器后，由所述除湿器溶液入口输入，在所述除湿器内与空气传质传热后，由除湿器溶液出口输出，再依次经所述储液器、热泵系统的冷凝器后，输入到所述再生器的溶液入口。

除湿器内的空气与溶液传质传热后，流经所述热泵系统的蒸发器换热后，输送到所述蒸发冷冻室中，蒸发冷冻室空气出口与除湿器空气入口相连，形成循环回路。

储液器采用管壳式结构，储液器壳侧的溶液进口与所述再生器溶液出口连接，储液器管侧的溶液进口与所述除湿器的溶液出口连接；在所述储液器管侧的溶液进口与所述除湿器的溶液出口相连的管路上，还连接有储液罐；

第一换热器为采用管壳式换热器结构，溶液走管侧，壳侧与外部冷却水系统连接。

除湿器内设有填料板，填料板上方设有与除湿器的溶液入口连通的分散器，除湿器内溶液流向和空气流向为逆流方向。

再生器还与外部环境空气输送系统连接。