本專利涉及一種海水淡化裝置，具體涉及一種海水處理裝置。

背景技術：

目前，海水淡化的主要方法有蒸餾法、電滲析法、反滲透法、冷凍法、溶劑法、水合物法、離子交換法等。其中應用歷史最長、范圍最廣泛的是蒸餾法。它是利用鹽分幾乎不溶于低壓蒸汽的特性，先將海水加熱，使之汽化，然后再將所得蒸汽重新冷凝，以獲得蒸餾水。蒸餾法的制淡水過程伴隨著水的相變，故能耗較高，且一般結(jié)垢及腐蝕問題比較嚴重。但蒸餾法具有原理簡單、產(chǎn)出淡水的質(zhì)量較高、能直接利用低溫熱源、可以長期穩(wěn)定操作、適于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點，所以仍然是目前海水淡化的主要方法。申請?zhí)枮?01310007072.4的“船用熱管式海水淡化裝置”較好地解決了目前海水淡化設備中存在的以上問題，但該裝置存在海水噴淋時對熱管沖刷、熱量沒有充分利用等問題。因此在該專利的基礎上，本發(fā)明進行了改進，考慮了降膜蒸發(fā)，增加了第二效，提高熱能的利用率，使海水淡化裝置結(jié)構(gòu)緊湊、造水比大，并使其與其他海水淡化裝置相比在經(jīng)濟性、實用性、工作穩(wěn)定性等方面有了很大的提高。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的海水淡化裝置的結(jié)構(gòu)設計中存在的

缺陷，提供一種制造簡單、結(jié)構(gòu)合理、高質(zhì)量、高效率、連續(xù)的淡水供應以及高效的冷卻水循環(huán)利用的熱管式海水淡化裝置，用于各類船舶、淡水缺乏的沿海地區(qū)和海島制取淡水。

本發(fā)明的技術方案為：一種海水處理裝置，所述裝置包括第一效模塊、第二效模塊和海水預熱段，所述第一效模塊、第二效模塊和海水預熱段依次從下往上設置，所述第一效模塊包括第一效管板、第一效熱管、第一效預分布板和第一效降膜板，所述第二效模塊包括第二效管板、第二效熱管、第二效預分布板和第二效降膜板，海水預熱段包括海水預熱段熱管和海水預熱段管板。海水預熱段設有預熱室和冷凝室，所述預熱室設置有海水入口管和海水出口管，冷凝室設置有不凝氣體排出管和淡水出口管；第二效模塊設有第二效蒸發(fā)室和第二效加熱室，第二效蒸發(fā)室設置有二效濃鹽水出口管和一效濃鹽水入口管，第二效加熱室設置有不凝氣體排出管和淡水出口管；第一效模塊設有第一效蒸發(fā)室和第一效加熱室，第一效蒸發(fā)室設置有海水入口管和一效濃鹽水出口管，第一效加熱室安裝有冷卻水進口和出口。

第一效模塊、第二效模塊和海水預熱段的內(nèi)部換熱元件均采用了重力式熱管，充分利用了重力式熱管的極高導熱性能的優(yōu)點，強化了傳熱。

本發(fā)明設有液-液氣射流真空泵和液-氣射流真空泵來獲取真空，使海水沸點大幅度降低，在較低溫度時海水沸騰，產(chǎn)生大量蒸汽，蒸汽經(jīng)冷凝后收集為蒸餾水。

本發(fā)明設有豎直管外降膜蒸發(fā)裝置，豎直管外降膜蒸發(fā)裝置設有液體分布器，所述液體分布器包括預分布板和降膜板，其中，預分布板不僅可以防止海水對熱管的直接沖蝕，而且使海水經(jīng)預分布板上的小孔均勻的淋降到降膜板上，使每根熱管外的降膜流量更加均勻、穩(wěn)定。

本發(fā)明利用發(fā)動機冷卻水等低品性熱水的熱量，在射流真空泵創(chuàng)造的真空環(huán)境下，通過熱管將海水在較低的沸點下加熱汽化，并以該汽化蒸汽的熱量作為熱源用于第二效海水的汽化，而第二效汽化產(chǎn)生的蒸汽可用于預熱海水。兩效海水淡化裝置的整個過程使得能源高效利用，能在更緊湊的裝置中擁有更大的造水比。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明采用熱管作為換熱元件，蒸發(fā)冷凝過程中充分利用了重力式熱管極高導熱性能的優(yōu)點，強化了傳熱，使海水淡化裝置的制造簡單、耗材少、結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便。

2、本發(fā)明采用的射流真空泵，是一種以加壓液體為工作物質(zhì)的噴射泵，本裝置使用了海水，來源方便，加壓過程可以靠海水泵實現(xiàn)。射流真空泵的引入可以省去濃液泵、壓縮機、儲氣罐，節(jié)省了設備投資，簡化了真空蒸發(fā)裝置的整體結(jié)構(gòu)，降低了電量消耗，提高了裝置經(jīng)濟性，保持裝置連續(xù)穩(wěn)定運行。

3、本發(fā)明采用了豎直管外降膜蒸發(fā)法，其液體分布器由預分布板

和降膜板構(gòu)成。其中，預分布板不僅可以防止海水對熱管的直接沖蝕，而且使海水經(jīng)預分布板上的小孔均勻的淋降到降膜板上，使每根熱管外的降膜流量更加均勻、穩(wěn)定。此外，降膜蒸發(fā)屬于低液位沸騰的范疇，通常來說，液膜沸騰具有比池沸騰高的多的傳熱系數(shù)，因此，本發(fā)明強化了裝置的內(nèi)部傳熱過程。而且，對于管外降膜技術，二次蒸汽與液膜逆流，減小了壓降，改善了熱管周邊的溫度分布。

4、本發(fā)明采用了兩效淡化方式，將第一效產(chǎn)出的蒸汽繼續(xù)用于蒸餾第一效未完全蒸發(fā)的海水，此后產(chǎn)生的蒸汽再用于預熱進料的海水，同時蒸汽冷凝成淡水。兩效海水淡化裝置的整個過程使得能源高效利用，擁有比同等裝置裝置更大的造水比。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的管板示意圖；

圖4為液-液氣射流真空泵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為液體分布器的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、第一效管板；2、第一效熱管；3、第一效降膜板；4、第一效預分布板；5、第一效與第二效隔板；6、第一效除霧器；7、第二效熱管；8、第二效管板；9、第二效降膜板；10、第二效預分布板；11、第二效與海水預熱段隔板；12、第二效除霧器；13、海水預熱段熱管；14、海水預熱段管板；15、封頭；16、筒體；17、海水泵；18、壓力表；19、單向閥；20、閥；21、上淡水泵；22、下淡水泵；23、液-液氣射流真空泵；24、液-氣射流真空泵。

具體實施方式

為了進一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合附圖進一步進行說明：

如圖1，本發(fā)明提供的海水處理裝置的淡化方法是：在第一效模塊，利用發(fā)動機冷卻水或太陽能熱水等低品性水流，在射流真空泵創(chuàng)造的真空環(huán)境下，通過熱管將海水在較低的沸點下加熱汽化，并以該汽化蒸汽的熱量作為熱源用于第二效模塊的海水的汽化，而第二效模塊汽化產(chǎn)生的蒸汽用于預熱海水，同時第一效模塊、第二效模塊的蒸汽在加熱過程中冷凝成淡水，并被上淡水泵21和下淡水泵22泵出儲存，供給飲用、洗滌等。

如圖2，本發(fā)明提供的海水處理裝置，主要由第一效熱管2、第二效熱管7和海水預熱段熱管13、第一效預分布板4和第二效預分布板10、第一效降膜板3和第二效降膜板9、第一效與第二效隔板5和第二效與預熱段隔板11、第一效管板1、第二效管板8和海水預熱段管板14、封頭15、筒體16、液-液氣射流真空泵23、液-氣射流真空泵24、第一效除霧器6和第二效除霧器12、海水泵17、上淡水泵21和下淡水泵22及各連接管路組成。其中，由第一效管板1、第一效熱管2、第一效預分布板4及第一效降膜板3組成了該淡化設備的第一效模塊I；由第二效管板8、第二效熱管7、第二效預分布板10及第二效降膜板9組成了該淡化設備的第二效模塊II；由海水預熱段

熱管13、海水預熱段管板14組成了該淡化設備的海水預熱段III。

第一效模塊I、第二效模塊II、海水預熱段III、海水泵17、上淡水泵21和下淡水泵22、液-液氣射流真空泵23、液-氣射流真空泵24及各連接管路組成了本裝置。裝置被隔板5與第一效除霧器6、隔板11與第二效除霧器12分隔為上、中、下三段，下段為第一效模塊I，中段為第二效模塊II，上段為海水預熱段III。第一效模塊I的下部為加熱室，上部為蒸發(fā)室；第二效模塊II的下部為加熱室，上部為蒸發(fā)室；海水預熱段III的下部為冷凝室，上部為預熱室。其中，第一效管板1和第二效管板8將第一效模塊的蒸發(fā)室與第二效模塊的加熱室分隔成獨立封閉的空間，第二效管板8和海水預熱段管板14將第二效蒸發(fā)室與海水預熱段的冷凝室分隔成獨立封閉的空間。

海水預熱段III的預熱室設置有海水入口管F和海水出口管E，冷凝室設置有不凝氣體排出管H、淡水出口管G；第二效模塊II的蒸發(fā)室設置有二效濃鹽水出口管I、一效濃鹽水入口管D，第二效的加熱室設置有不凝氣體排出管C、淡水出口管J；第一效模塊I的蒸發(fā)室設置有海水入口管K、一效濃鹽水出口管B，第一效的加熱室安裝有冷卻水進口M、出口A，可接發(fā)動機冷卻水或太陽能熱水等低品性熱源；海水泵17、上淡水泵21和下淡水泵22均裝有單向閥，有效地防止淡水泵吸入空氣，而造成倒吸氣現(xiàn)象，確保淡水正常供應，保持各段內(nèi)的真空度，并提高了淡水泵的使用壽命，保證了淡水出水率。

見圖2，筒體16的上下部均有封頭，封頭可制成橢圓形或蝶形，

并焊接在筒體16的上下兩側(cè)，管道A-M為圓形管。筒體16、封頭、

三段管板均采用316L不銹鋼的材料制作，三段的熱管均采用金屬光管。第二效模塊II的加熱室和海水預熱段III的冷凝室外筒壁上應安裝有液位計，以指示用于蒸發(fā)的海水液位，保證蒸發(fā)能連續(xù)進行。

見圖3，各段的換熱元件熱管按正三角形排列，可通過焊接、套管或其他方式密封安裝在管板上。

見圖4，本發(fā)明中的液-液氣射流真空泵23由吸入室體23-4裝連在設有吸入腔23-1-1、混合室23-1-2和擴壓室23-1-3的管體23-1以及裝連在吸入室體23-4內(nèi)的錐形噴嘴23-2構(gòu)成，吸入室體23-4的海水進口23-4-2接海水入口管支路H，錐形噴嘴23-2延伸至管體23-1吸入腔23-1-1內(nèi)，且錐形噴嘴23-2與吸入室體23-4用螺紋安裝，并采用尼龍墊圈23-3密封，吸入室體23-4軸側(cè)的的接口23-4-1與真空管I相連通，先用于抽真空，后用于將空氣、呈懸浮狀態(tài)的水垢及蒸發(fā)殘余的濃鹽水抽出，并保持液面平衡，接口23-4-3與管H相連通，用于不凝氣體的排出。海水通過噴嘴23-2形成高速水流并帶走吸入室體23-4內(nèi)空氣，使室內(nèi)形成負壓來抽吸筒體內(nèi)部空氣以及海水蒸發(fā)后的不凝氣體及濃鹽水，然后經(jīng)過混合室23-1-2混合，擴壓室23-1-3擴壓排出。液-氣射流真空泵24原理相同并更簡單。

見圖5，液體分布器是由預分布板和降膜板組成的篩孔板式分布器，熱管頂部貫穿降膜板。待蒸發(fā)的料液從海水進料管進入到預分布板的上方，通過預分布板的篩孔流入降膜板上方并形成一定液位。降膜板上鉆有直徑稍大于熱管外徑的通孔(中間通過熱管)，形成環(huán)隙，料液通過環(huán)隙在熱管外形成均勻的液膜，以實現(xiàn)降膜蒸發(fā)。其中，預

分布板不僅可以防止海水對熱管的直接沖蝕，而且使海水經(jīng)預分布板上的小孔均勻的淋降到降膜板上，使每根熱管外的降膜流量更加均勻、穩(wěn)定。