專利名稱：一種低溫多效海水淡化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種高效節(jié)能的海水淡化方法，尤其是涉及一種將封閉式熱泵循環(huán)的節(jié)能技術(shù)高效應(yīng)用于低溫多效海水淡化系統(tǒng)的新方法，即低溫多效海水淡化方法。
背景技術(shù)：
目前，國際上海水淡化應(yīng)用的技術(shù)主要是熱法和膜法，又分別稱為蒸餾法和反滲透法。蒸餾法就是將海水變成蒸汽，蒸汽冷卻而得到高純度淡水。根據(jù)蒸發(fā)冷卻的方式不同，蒸餾法通常分成多級閃蒸、多效蒸餾及蒸汽壓縮蒸餾(也稱壓氣蒸溜)三種。其中，多級閃蒸是將熱海水突然減壓，產(chǎn)生蒸汽而得到淡水。多效蒸餾是在蒸汽冷卻的同時，持續(xù)蒸發(fā)進而得到淡水。蒸汽壓縮蒸餾法工作原理是蒸汽被壓縮后，壓力增高，溫度也隨之上升。根據(jù)這個原理，可將壓縮機的機械功轉(zhuǎn)化為海水蒸發(fā)所需要的熱能。對于二效蒸汽壓縮蒸餾裝置而言，可用第一效的二次蒸汽加熱第二效的海水；但是第二效的二次蒸汽的壓力和溫度都比較低，必須用壓縮機提高其壓力和溫度之后，才能用來加熱第一效的海水。蒸汽壓縮蒸餾海水淡化法的熱功效率比其他兩種蒸餾法高得多，而且能直接用柴油機驅(qū)動，單位體積產(chǎn)量高，很適用于艦艇、島嶼和野戰(zhàn)的條件。但由于受壓縮機容量的限制，目前壓汽蒸溜裝置的產(chǎn)量受到限制，一般以日產(chǎn)幾千噸淡水以下的規(guī)模較適宜。反滲透法就是在一定壓力下(60公斤/平方厘米)，將海水壓入反滲透膜，這種膜只允許海水中的水分子透過，而將絕大部分鹽分子截住，從而得到淡水。
就目前的技術(shù)而言，對于反滲透海水淡化，影響成本最大的因素是電力費用，其次是藥劑費和膜更換費用。對于低溫多效蒸餾和多級閃蒸海水淡化，影響成本最大的因素是蒸汽費用，其次是電力費用。降低能耗是海水淡化無法回避的問題，也是降低海水淡化成本的關(guān)鍵因素之一。尋找一種低能耗生產(chǎn)高質(zhì)量淡水的方法，一直是人們在海水淡化領(lǐng)域努力探索的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，力圖尋求從不可逆過程熱力學(xué)的角度對海水淡化過程進行較全面的優(yōu)化，提出一種能使各種不可逆損失達到最小，即高效節(jié)能的海水淡化的系統(tǒng)方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種將熱泵節(jié)能技術(shù)高效應(yīng)用于海水淡化的新方法，該方法將封閉式循環(huán)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器、冷凝器與低溫多效海水淡化系統(tǒng)有機結(jié)合起來；還根據(jù)不可逆過程熱力學(xué)原理，對低溫多效海水淡化系統(tǒng)中幾個重要的熱交換環(huán)節(jié)進行了特殊設(shè)計。這一方案最大限度地減少海水淡化所涉及的各種不可逆損失，從而使整個海水淡化過程的熵增最小，實現(xiàn)高效節(jié)能的海水淡化過程。
本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)方法共有n效蒸發(fā)器(n＝2～50)和一個冷凝器，另外還包括進料海水、循環(huán)鹽水、濃鹽水、產(chǎn)品水、真空及不凝氣去除、熱泵循環(huán)和啟動加熱七個子系統(tǒng)。其總體技術(shù)方案是將封閉式熱泵循環(huán)系統(tǒng)的蒸發(fā)器放置在低溫多效海水淡化系統(tǒng)的冷凝器中，吸收從第n效蒸發(fā)器來的低壓水蒸汽的熱量，將其冷凝為淡水，同時回收其熱能；熱泵系統(tǒng)的工質(zhì)獲得能量汽化后，被吸入熱泵系統(tǒng)的壓縮機，實現(xiàn)升壓增能后，又被送入到熱泵系統(tǒng)的冷凝器，該冷凝器放置在低溫多效海水淡化系統(tǒng)的第1效蒸發(fā)器中，在這里，熱泵系統(tǒng)的工質(zhì)將較高溫度的高品位熱能提供給循環(huán)海水，使第1效蒸發(fā)器的循環(huán)海水汽化，產(chǎn)生了較高壓力的水蒸汽；該水蒸汽被輸送到第2效，作為第2效蒸發(fā)器的加熱蒸汽源，在第2效蒸發(fā)器中冷凝為淡水，同時使第2效的循環(huán)海水汽化，產(chǎn)生了新的水蒸汽，被輸送到第3效，作為第3效蒸發(fā)器的加熱蒸汽源；依次將各效蒸發(fā)器串接相連，直到低溫多效海水淡化系統(tǒng)的冷凝器，將熱量再次傳遞給熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器，形成循環(huán)，使海水淡化過程一直進行下去。
本發(fā)明采用獨特的濃鹽水、淡水排放能量回收系統(tǒng)，通過將各效蒸發(fā)器排出的濃鹽水、淡水與各效蒸發(fā)器所需補充海水的有機組合換熱，使換熱過程的減少熵增，實現(xiàn)最高效的能量回收，同時也保證了供給補充水的溫度升高，最大限度地提高每一效的水蒸氣產(chǎn)量。
本發(fā)明有機地將蒸餾和閃蒸過程結(jié)合起來，各效的循環(huán)鹽水和淡化水都擁有獨立的儲水罐，在儲水罐中的部分過熱水發(fā)生閃蒸，閃蒸氣體被回收到同一效蒸發(fā)器殼體中，與該效蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽同作為加熱蒸汽源送到下一效。該設(shè)計既有效回收了能量，增加了淡水產(chǎn)量，還有效避免了循環(huán)水泵與濃鹽水排水泵的汽蝕現(xiàn)象。
本發(fā)明從第1效到第n效蒸發(fā)器，每一效都設(shè)有其獨立的海水循環(huán)水泵，該方案避免了不同溫度的海水混合過程產(chǎn)生的不可逆損失，進一步達到了節(jié)能的功效。本發(fā)明在熱泵系統(tǒng)中，裝有專門為系統(tǒng)啟動而設(shè)計的從海水中吸熱的蒸發(fā)器，通過熱泵系統(tǒng)可為啟動過程提供更多的能量，以降低啟動過程的能耗。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點一是與蒸汽壓縮蒸餾法相比，由于采用的壓縮機體積大幅度縮小(縮小近百倍)，可實現(xiàn)大容量高效率的海水淡化；二是與蒸汽壓縮蒸餾法相比，通過對熱泵系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和科學(xué)控制，能夠提高或調(diào)節(jié)第1效蒸發(fā)器與第n效蒸發(fā)器之間的水蒸氣蒸發(fā)壓力差(或蒸發(fā)溫度差)，有效增加蒸發(fā)器效數(shù)，使海水淡化裝置的產(chǎn)汽量增大；三是與蒸汽壓縮蒸餾法相比，熱泵壓縮機比水蒸汽壓縮機更容易實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計，使壓縮過程的不可逆損失會更低，達到更好的節(jié)能效果；四是實現(xiàn)了對補充海水的高效加熱，使換熱過程的熵增最小，提高了每一效水蒸氣的產(chǎn)量；五是將海水的蒸餾和閃蒸有機結(jié)合起來，有效回收了能量，增加了淡水產(chǎn)量，避免了循環(huán)水泵與濃鹽水排水泵的汽蝕現(xiàn)象；六是每一效蒸發(fā)器都有其獨立的循環(huán)水泵，避免了不同溫度的鹽水混合過程產(chǎn)生的不可逆損失，達到了節(jié)能的效果；七是特殊設(shè)計的系統(tǒng)啟動，充分利用了熱泵系統(tǒng)有效放大能量的優(yōu)勢，減少了啟動過程的能耗；八是所產(chǎn)生的淡水質(zhì)量高，無需任何處理便可直接作為類似鍋爐用水之類的高端工業(yè)用水，還可作為供人直接飲用的純凈水。


圖1為應(yīng)用本發(fā)明實現(xiàn)海水淡化過程的工作原理流程圖。
圖2為第1效蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖3為第2效到第n效蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖4為本發(fā)明實現(xiàn)海水淡化作用系統(tǒng)的冷凝器結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施所用系統(tǒng)中涉及的封閉式熱泵循環(huán)系統(tǒng)、低溫多效海水淡化系統(tǒng)的蒸發(fā)器和冷凝器為實現(xiàn)海水淡化的必備裝置。整個系統(tǒng)的主要部件包括海水供給泵1，化學(xué)電位除去器2，熱泵系統(tǒng)壓縮機3，真空泵4，真空排氣-海水熱交換器5，冷凝器真空調(diào)節(jié)閥6，第n效蒸發(fā)器真空調(diào)節(jié)閥7，第3效蒸發(fā)器真空調(diào)節(jié)閥8，第2效蒸發(fā)器真空調(diào)節(jié)閥9，第1效蒸發(fā)器真空調(diào)節(jié)閥10，第n效蒸發(fā)器循環(huán)海水泵11，第3效蒸發(fā)器循環(huán)海水泵12，第2效蒸發(fā)器循環(huán)海水泵13，第1效蒸發(fā)器循環(huán)鹽水泵14，冷凝器15，第n效蒸發(fā)器16，第3效蒸發(fā)器17，第2效蒸發(fā)器18，第1效蒸發(fā)器19，第n效蒸發(fā)器鹽水罐20，第3效蒸發(fā)器鹽水罐21，第2效蒸發(fā)器鹽水罐22，第1效蒸發(fā)器鹽水罐23，淡水水泵24，淡水、海水換熱器25，冷凝器但水罐26，第n效蒸發(fā)器淡水罐27，第3效蒸發(fā)器淡水罐28，第2效蒸發(fā)器淡水罐29，濃鹽水排出泵30，第n效蒸發(fā)器淡水、濃鹽水、補充海水換熱器31，第3效蒸發(fā)器淡水、濃鹽水、補充海水換熱器32，第2效蒸發(fā)器淡水、濃海水、補充海水換熱器33，第1效蒸發(fā)器濃鹽水、補充海水換熱器34，海水排出管35，系統(tǒng)啟動過程熱泵蒸發(fā)器36，制冷工質(zhì)管37，系統(tǒng)啟動海水泵38，化學(xué)電位除去器39，系統(tǒng)啟動閥(系統(tǒng)啟動過程中打開)40，正常工作閥(正常工作時打開)41，熱泵系統(tǒng)節(jié)流膨脹閥42，熱泵系統(tǒng)干燥過濾器43，熱泵系統(tǒng)儲液罐44，真空抽氣管45，布水器46，循環(huán)鹽水進口管47，擋水板48，制冷劑冷凝管束49，制冷劑進口管50，支撐板51，熱泵系統(tǒng)冷凝器52，支撐板53，制冷劑出口管54，海水閃蒸蒸汽接入管55，隔板56，濃鹽水排出管57，端部連接法蘭58，真空抽氣管59，循環(huán)鹽水進口管60，密封板61，擋水板62，布水器63，擋水板64，淡水箱65，密封板66，水蒸氣冷凝管束67，支撐板68、69，管端固定板70，端部法蘭71，淡水、鹽水閃蒸蒸汽接入口72，淡水排出管73，濃鹽水排出管74，冷凝器制冷劑出口管75，冷凝器制冷劑進口管76，端部法蘭77，蒸汽導(dǎo)流板78、79、80、81、82，擋水板83，蒸汽導(dǎo)流板84，管端固定板85，淡水排出管86，正常工作時熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器87，并按設(shè)計規(guī)則要求連通組合成能實現(xiàn)海水淡化的系統(tǒng)。
本發(fā)明方法的海水淡化系統(tǒng)包括進料海水子系統(tǒng)、循環(huán)鹽水子系統(tǒng)、產(chǎn)品水子系統(tǒng)、濃鹽水子系統(tǒng)、真空及不凝氣去除子系統(tǒng)、熱泵循環(huán)子系統(tǒng)和啟動加熱子系統(tǒng)七個部分，各子系統(tǒng)的工作原理及功效為進料海水子系統(tǒng)經(jīng)過初步處理的海水由海水供給泵1送入系統(tǒng)，首先經(jīng)過化學(xué)電位除去器2去除重金屬離子，然后依次進入真空排氣、海水熱交換器5、淡水、海水換熱器25，吸收排氣及淡水的熱量，再進入第n效蒸發(fā)器淡水、濃鹽水、補充海水換熱器31，吸收該效換熱器中淡水與濃鹽水的熱量，隨后，一部分作為補充海水被送到第n效蒸發(fā)器海水罐，另一部分被送至第上一效蒸發(fā)器淡水、濃鹽水、補充海水換熱器；……；如此逐效向前直到第1效。該子系統(tǒng)逐效回收熱量，降低了換熱過程的不可逆損失，為各效蒸發(fā)器提供了較高能量品味的補充海水。
循環(huán)鹽水子系統(tǒng)每效蒸發(fā)器都有其獨立的循環(huán)鹽水子系統(tǒng)。以第n效為例，從第n效蒸發(fā)器16排出的循環(huán)鹽水進入第n效蒸發(fā)器鹽水罐20，在此鹽水罐中，部分鹽水作為濃鹽水排出到第n效蒸發(fā)器淡水、濃鹽水、補充海水換熱器31，其部分與來自換熱器31的補充海水混合，再由循環(huán)鹽水泵11送回第n效蒸發(fā)器16中，實現(xiàn)了鹽水循環(huán)。
產(chǎn)品水子系統(tǒng)第2效到第n效蒸發(fā)器及冷凝器都有淡水排出。在第2效蒸發(fā)器18中冷凝下來的淡水首先進入第2效蒸發(fā)器淡水罐29，部分淡水進一步蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽送回該效蒸發(fā)器中作為下一效的加熱蒸汽；未蒸發(fā)的淡水排入到換熱器33，將熱量傳遞給補充海水后進入下一效的蒸發(fā)器淡水罐28，與在第3效蒸發(fā)器17中冷凝下來的淡水混合；如此，逐效向后直到進入冷凝器淡水罐26，最后經(jīng)淡水、海水換熱器25進一步回收熱量后由淡水水泵24送出。該子系統(tǒng)將淡水熱量逐級回收，降低了換熱過程的不可逆損失，并最終將淡水經(jīng)淡水泵送出。
濃鹽水子系統(tǒng)從第1效鹽水罐23排出的濃鹽水，進入濃鹽水、補充海水換熱器34，將熱量傳遞給補充海水后進入第2效淡水、濃鹽水、補充海水換熱器33，與從第2效鹽水罐22排出的濃鹽水混合，共同將熱量傳遞給補充海水后，排入下一效淡水、濃鹽水、補充海水換熱器中，如此逐效排出，直到進入濃鹽水派出泵30。該子系統(tǒng)將濃鹽水熱量逐級回收，降低了換熱過程的不可逆損失，并將濃鹽水排出。
真空及不凝氣子系統(tǒng)各效蒸發(fā)器及冷凝器，與真空抽氣系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)閥門相連。系統(tǒng)啟動時，真空泵4將系統(tǒng)中空氣抽出，形成初始真空環(huán)境，各效蒸發(fā)器的真空度由各效的真空調(diào)節(jié)閥控制；系統(tǒng)正常運行后，真空泵仍然工作，抽除海水淡化過程產(chǎn)生的不凝性氣體，維持各效蒸發(fā)器及冷凝器的正常工作真空度。
熱泵循環(huán)子系統(tǒng)從壓縮機3排出的高溫熱泵工質(zhì)氣體進入第1效蒸發(fā)器19，將熱量傳遞給循環(huán)鹽水，冷凝的熱泵工質(zhì)，流經(jīng)儲液罐44、干燥過濾器43，再由節(jié)流膨脹閥42節(jié)流降壓，進入冷凝器15吸收來自第n效蒸發(fā)器16的低溫低壓水蒸汽熱量，蒸發(fā)氣化，重新被壓縮機3吸入壓縮，開始下一循環(huán)。該子系統(tǒng)有效吸收了末效低壓水蒸氣的汽化潛熱，并通過熱泵循環(huán)提高其能量品味，將高品味熱能傳遞給第1效蒸發(fā)器。
啟動加熱子系統(tǒng)系統(tǒng)啟動時，啟動閥40開，正常工作閥41關(guān)閉，節(jié)流后的熱泵工質(zhì)進入啟動過程熱泵蒸發(fā)器36，吸收由啟動海水泵送入的海水的熱量。該子系統(tǒng)充分利用了熱泵系統(tǒng)有效放大能量的優(yōu)勢，從海水中獲取熱量，減少了啟動過程的能耗。
下面結(jié)合實例對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
實施例1一種實現(xiàn)本發(fā)明方法的設(shè)備裝置，其主要部件包括由冷凝器52、壓縮機3、正常工作蒸發(fā)器87、啟動過程蒸發(fā)器36、節(jié)流膨脹閥42、熱泵系統(tǒng)儲液罐44、干燥過濾器43等構(gòu)成的封閉式熱泵循環(huán)系統(tǒng)，由第1效蒸發(fā)器19、第2效蒸發(fā)器18、第2效蒸發(fā)器17、……、第n效蒸發(fā)器16、冷凝器15等構(gòu)成的低溫多效海水淡化主體部分，由蒸發(fā)器海水罐20、21、22、23和蒸發(fā)器淡水罐26、27、28、29等構(gòu)成的閃蒸能量回收部分，由海水供給泵1，濃鹽水排出泵30，海水循環(huán)泵11、12、13、14，啟動海水泵38等構(gòu)成的水循環(huán)動力部分，以及由啟動閥門40、工作閥門41、調(diào)節(jié)閥6、7、8、9、10，海水排出管35、制冷工質(zhì)管37等構(gòu)成的系統(tǒng)輔助部分。
由第1效蒸發(fā)器19產(chǎn)生的水蒸汽經(jīng)擋水板48去除攜帶的鹽水水滴后，進入第2效蒸發(fā)器18，作為第2效蒸發(fā)器18的加熱蒸汽源，為第2效的海水蒸發(fā)提供能量，而第2效蒸發(fā)器18產(chǎn)生的水蒸汽經(jīng)擋水板62去除攜帶的海水水滴后，進入第3效蒸發(fā)器17，作為第3效蒸發(fā)器17的蒸汽源，為第3效的海水淡化提供能量；以此類推直到第n效。第n效蒸發(fā)器16產(chǎn)生的水蒸汽經(jīng)擋水板62去除攜帶的鹽水水滴后，進入冷凝器15，在這里，低壓水蒸氣將潛熱熱能全部傳遞給熱泵系統(tǒng)的正常工作蒸發(fā)器87內(nèi)的熱泵工質(zhì)，吸熱后的熱泵工質(zhì)由液體轉(zhuǎn)化為氣體后進入熱泵壓縮機3，被升壓增能后，傳送到第1效蒸發(fā)器19的熱泵系統(tǒng)冷凝器52中，為第1效蒸發(fā)器19的海水淡化提供能量，產(chǎn)生較高壓力的水蒸汽，作為后面各效蒸發(fā)器實現(xiàn)海水淡化的原始氣源。
封閉式熱泵循環(huán)系統(tǒng)的工作過程如下熱泵系統(tǒng)壓縮機3從正常工作蒸發(fā)器87(或啟動蒸發(fā)器36)中吸入低壓工質(zhì)，進行加壓增能后，將高壓氣體送入第1效蒸發(fā)器19中的冷凝器52，熱量傳遞給循環(huán)流動的海水而產(chǎn)生高溫高壓水蒸汽，熱泵工質(zhì)冷凝為液體，進入儲液罐44，高壓液體在壓力作用下經(jīng)干燥過濾器43處理后，再經(jīng)節(jié)流膨脹閥42減壓后，進入冷凝器15中的蒸發(fā)器87，在這里，吸收低溫低壓水蒸汽的熱量，蒸發(fā)為低壓氣體，被吸入熱泵壓縮機3；如此循環(huán)往復(fù)，使第n效蒸發(fā)器中的低溫低壓水蒸汽，連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)換為高溫高壓水蒸汽。
該系統(tǒng)裝置的啟動與運行過程如下先將高效節(jié)能的低溫多效海水淡化裝置安裝完畢；通過海水供給泵1，將海水加入系統(tǒng)中；啟動真空泵4，使各效蒸發(fā)器保持負壓狀態(tài)，通過真空調(diào)節(jié)閥使第1效蒸發(fā)器19的溫度和壓力最高，后面各效的溫度逐次降低。各效之間的溫差越小，不可逆損失越小，建議各效間的溫差不大于3℃。打開啟動閥40，關(guān)閉工作閥41，同時打開啟動海水泵38，再啟動熱泵系統(tǒng)后，封閉式熱泵系統(tǒng)將從海水及系統(tǒng)中排出的空氣和啟動過程中蒸發(fā)的水蒸汽中獲得熱能，并傳遞給熱泵系統(tǒng)的冷凝器52，該冷凝器為第1效蒸發(fā)器19提供熱能，使該效蒸發(fā)器中循環(huán)鹽水汽化而產(chǎn)生較高溫高壓的水蒸汽，作為后面各效的蒸汽源，啟動各效的海水淡化過程；一定時間后，第1效蒸發(fā)器中的水蒸氣溫度和壓力將達到設(shè)定數(shù)值，此時啟動過程結(jié)束，可打開啟動閥41，關(guān)閉工作閥40，同時關(guān)閉啟動海水泵38；系統(tǒng)就進入到正常運行狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種低溫多效海水淡化方法，將封閉式循環(huán)熱泵的節(jié)能技術(shù)用于低溫多效海水淡化系統(tǒng)，其特征在于利用封閉式熱泵循環(huán)系統(tǒng)的蒸發(fā)器放置在低溫多效海水淡化系統(tǒng)的冷凝器中，吸收從第n效蒸發(fā)器來的低壓水蒸汽的熱量，將其冷凝為淡水，同時回收其熱能；熱泵系統(tǒng)的工質(zhì)在獲得能量汽化后，被吸入熱泵系統(tǒng)的壓縮機，實現(xiàn)升壓增能，又被送入熱泵系統(tǒng)的冷凝器，該冷凝器放置在低溫多效海水淡化系統(tǒng)的第1效蒸發(fā)器中，熱泵系統(tǒng)的工質(zhì)將高溫熱能提供給低壓海水，使第1效蒸發(fā)器的循環(huán)海水汽化，產(chǎn)生了較高壓力的水蒸汽，該水蒸汽被輸送到第2效，作為第2效蒸發(fā)器的熱源，在該效蒸發(fā)器中冷凝為淡水，同時使該效的循環(huán)海水汽化，產(chǎn)生了新的水蒸汽輸送到第3效，作為第3效蒸發(fā)器的熱源，依次將n效蒸發(fā)器串接相連，直到低溫多效海水淡化系統(tǒng)的冷凝器，將熱量再次傳遞給熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器，形成循環(huán)，使海水淡化過程一直進行下去。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫多效海水淡化方法，其特征在于采用濃鹽水、淡水排放能量回收系統(tǒng)，通過將各效蒸發(fā)器排出的濃鹽水、淡水與各效蒸發(fā)器補充海水的有機組合換熱，使換熱過程的減少熵增，實現(xiàn)能量回收的同時也保證供給補充水的溫度升高，提高每一效蒸發(fā)器的水蒸氣產(chǎn)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫多效海水淡化方法，其特征在于有機地將蒸餾和閃蒸過程結(jié)合起來，各效的循環(huán)鹽水和淡化水都設(shè)有獨立的儲水罐，在儲水罐中過熱水發(fā)生閃蒸，閃蒸氣體被回收到同一效蒸發(fā)器殼體中，與該效蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽一同作為氣源送到下一效；該設(shè)計既回收了能量，增加了淡水產(chǎn)量，還避免了循環(huán)水泵與濃鹽水排水泵的汽蝕現(xiàn)象。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫多效海水淡化方法，其特征在于從第1效到第n效蒸發(fā)器，每一個都有其獨立的海水循環(huán)水泵，避免了不同溫度的海水混合過程產(chǎn)生的不可逆損失，進一步達到了節(jié)能的功效。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫多效海水淡化方法，其特征在于在熱泵系統(tǒng)中，裝有專門為系統(tǒng)啟動而設(shè)立的從海水中吸熱的蒸發(fā)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低溫多效海水淡化方法，特別是一種將熱泵節(jié)能技術(shù)高效應(yīng)用于海水淡化的新方法。應(yīng)用該方法的海水淡化系統(tǒng)共有n效蒸發(fā)器(n＝2～50)和一個冷凝器，另外還包括進料海水、循環(huán)鹽水、產(chǎn)品水、真空及不凝氣去除、熱泵循環(huán)和啟動加熱六個子系統(tǒng)。該發(fā)明根據(jù)不可逆過程熱力學(xué)原理，通過將封閉式循環(huán)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器、冷凝器與低溫多效海水淡化系統(tǒng)的有機結(jié)合，以及對低溫多效海水淡化系統(tǒng)中能量回收環(huán)節(jié)的特殊設(shè)計，最大限度地減少海水淡化所涉及的各種熱傳遞過程的不可逆損失，從而使整個海水淡化過程的熵增最小，實現(xiàn)高效節(jié)能的海水淡化過程。
文檔編號C02F103/08GK1837075SQ20061004354
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月9日
發(fā)明者田小亮, 曲源, 孫暉 申請人:青島大學(xué)