利用太陽能和地?zé)崮苈?lián)合驅(qū)動(dòng)的吸附式海水淡化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了利用太陽能和地?zé)崮苈?lián)合驅(qū)動(dòng)的吸附式海水淡化系統(tǒng)，它包括熱水系統(tǒng)，它還包括冷卻水系統(tǒng)和海水供水裝置，海水供水裝置包括海水箱，經(jīng)脫氣、預(yù)處理后的海水進(jìn)入海水箱；淡水收集裝置、濃鹽水收集裝置、第一吸附?解吸裝置和第二吸附?解吸裝置，第二吸附?解吸裝置的換熱管的出水口通過回?zé)崴芘c第一吸附?解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口相連通；第一吸附?解吸裝置的換熱管的出水口通過回?zé)崴苈放c第二吸附?解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口相連通，采用本方法可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，保持較高的效率。
【專利說明】
利用太陽能和地?zé)崮苈?lián)合驅(qū)動(dòng)的吸附式海水淡化系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及吸附式海水淡化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口的增長和水資源的日益短缺，海水淡化引起了世界各國的普遍重視。然而，傳統(tǒng)的海水淡化技術(shù)基礎(chǔ)投資和運(yùn)行費(fèi)用均十分高昂。目前，已經(jīng)商業(yè)化的海水淡化技術(shù)包括反滲透、多級(jí)閃蒸和多效蒸餾。沙特阿拉伯等西亞國家采用的多級(jí)閃蒸技術(shù)以及歐美國家廣泛采用的反滲透技術(shù)的單位制水能耗均遠(yuǎn)高于以地表水和地下水為水源的能耗。利用傳統(tǒng)能源進(jìn)行海水淡化會(huì)消耗大量的資源，增加溫室氣體的排放。太陽能、風(fēng)能和地?zé)岬刃屡d能源由于其可再生和綠色無污染等特性，將是海水淡化驅(qū)動(dòng)力新的發(fā)展方向。
[0003]利用太陽能進(jìn)行海水淡化，主要是利用太陽能的熱效應(yīng)和光效應(yīng)。熱效應(yīng)是直接利用太陽能作為熱源加熱進(jìn)行海水蒸餾;光效應(yīng)是利用太陽能發(fā)電驅(qū)動(dòng)海水脫鹽過程。太陽能海水淡化系統(tǒng)的一個(gè)明顯缺點(diǎn)是它只能在白天有陽光的時(shí)候提供熱能輸入，如果脫鹽設(shè)備需要連續(xù)不間斷運(yùn)行，則需要大量的熱源儲(chǔ)備;風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的海水淡化技術(shù)在沿海高風(fēng)能地區(qū)有很好的應(yīng)用前景。但風(fēng)能和太陽能一樣，也具有間歇性的特點(diǎn)，難以支持海水淡化設(shè)備的持續(xù)運(yùn)行;相比太陽能和風(fēng)能，地?zé)岬膬?yōu)點(diǎn)是可以24小時(shí)不間斷地提供能源。地?zé)嵯到y(tǒng)的持續(xù)工作依賴于合理的設(shè)計(jì)。將太陽能與地?zé)峤Y(jié)合起來，不僅可以解決夜間的能源儲(chǔ)備問題，也有利于地?zé)崮艿幕謴?fù)。
[0004]多孔硅膠對(duì)水蒸氣有很強(qiáng)的親和力，并且能夠在相對(duì)低溫下解吸所吸附的水蒸氣。多孔硅膠的這一特點(diǎn)使得低溫?zé)嵩打?qū)動(dòng)的水蒸氣吸附/解吸技術(shù)(吸附脫鹽技術(shù))淡化海水成為可能。吸附脫鹽技術(shù)的另一優(yōu)點(diǎn)是由于蒸發(fā)溫度較低，伴隨鹵水蒸發(fā)的鹵化氫氣體相應(yīng)減少，因而產(chǎn)出水有較高的純度。
[0005]在吸附式海水淡化研究方面，文獻(xiàn)《新型吸附式太陽能海水淡化技術(shù)》提出了一種太陽能吸附式海水淡化系統(tǒng)，并介紹了單效、多效技術(shù)的區(qū)別，但并未針對(duì)普遍采用的單效系統(tǒng)提出增加吸附/解吸量及提高能源利用效率方面的措施。
[0006]專利《一種太陽能海水淡化裝置及其操作方法》公開了一種太陽能海水淡化裝置及其操作方法，該裝置基于吸附式空氣取水裝置和飽和空氣增濕減濕式太陽能蒸餾裝置，通過熱海水加濕空氣，再通過冷海水減濕空氣，實(shí)現(xiàn)飽和空氣在大溫差范圍內(nèi)產(chǎn)生淡水，同時(shí)通過吸附、脫附過程，實(shí)現(xiàn)冷空氣在小溫差范圍內(nèi)產(chǎn)生淡水。但此種方法利用空氣進(jìn)行海水淡化，效率非常低，大規(guī)模推廣的前景堪憂。
[0007]專利《一種帶回?zé)峄刭|(zhì)循環(huán)的太陽能吸附式海水淡化裝置》公開了一種帶回?zé)峄刭|(zhì)循環(huán)的太陽能吸附式海水淡化裝置，但由于熱源只采用太陽能，無法保證系統(tǒng)的連續(xù)高效運(yùn)行，在不同地區(qū)的適應(yīng)性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種通過合理調(diào)配太陽能和地?zé)崮艿氖褂?，最大限度的利用低溫可再生能源，提高產(chǎn)水效率的同時(shí)保證系統(tǒng)可以連續(xù)24小時(shí)運(yùn)行的利用太陽能和地?zé)崮苈?lián)合驅(qū)動(dòng)的吸附式海水淡化系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0010]本發(fā)明的利用太陽能和地?zé)崮苈?lián)合驅(qū)動(dòng)的吸附式海水淡化系統(tǒng)，它包括熱水系統(tǒng)，所述的熱水系統(tǒng)包括地?zé)峁┧偷責(zé)峄厮┧h(huán)管路依次連接所述的地?zé)峁┧?、第一?jí)熱栗機(jī)組的蒸發(fā)器側(cè)的進(jìn)水口、第一級(jí)熱栗機(jī)組的蒸發(fā)器側(cè)的出水口以及地?zé)峄厮?，低溫水循環(huán)管路依次連接所述的第一級(jí)熱栗機(jī)組的冷凝器側(cè)的出水口、低溫?zé)崴湟约暗谝患?jí)熱栗機(jī)組的冷凝器側(cè)的進(jìn)水口，太陽能集熱器的進(jìn)水口、出水口分別通過管道與所述的低溫?zé)崴涞牡谝怀鏊诤偷谝贿M(jìn)水口相連通;第二級(jí)熱栗機(jī)組的蒸發(fā)器側(cè)的進(jìn)水口、出水口分別通過管道與所述的低溫?zé)崴涞牡诙鏊诤偷诙M(jìn)水口相連通，第二級(jí)熱栗機(jī)組的冷凝器側(cè)的進(jìn)水口、出水口分別通過管道與高溫?zé)崴涞牡谝怀鏊诤偷谝贿M(jìn)水口相連通;它還包括:
[0011 ]冷卻水系統(tǒng)，所述的冷卻水系統(tǒng)包括冷卻水箱，所述的冷卻水箱通過裝有冷卻水供水水栗的管道和冷卻塔的進(jìn)水口相連通；
[0012]海水供水裝置，所述的海水供水裝置包括海水箱，經(jīng)脫氣、預(yù)處理后的海水進(jìn)入海水箱，所述的海水箱通過裝有海水供水管閥和海水供水栗的管道與降膜蒸發(fā)器的殼程部分頂部的噴淋裝置相連通；
[0013]淡水收集裝置，所述的淡水收集裝置包括淡水收集箱，所述的淡水收集箱通過裝有淡水收集管閥的管道與降膜蒸發(fā)器的管程部分底部出口相連通，真空栗與降膜蒸發(fā)器的管程部分頂部相連接；
[0014]濃鹽水收集裝置，所述的濃鹽水收集裝置包括濃鹽水收集箱，所述的濃鹽水收集箱通過裝有濃鹽水收集管閥的管道與降膜蒸發(fā)器的殼程部分底部出口相連通；
[0015]第一吸附-解吸裝置和第二吸附-解吸裝置，兩個(gè)吸附-解吸裝置均包括密閉殼體，在所述的密閉殼體內(nèi)分別安裝有吸附-解吸床，所述的吸附-解吸床包括硅膠和盤繞在硅膠中的換熱管，兩個(gè)吸附-解吸裝置的密閉殼體上的蒸汽開口分別通過裝有第一蒸汽管路自動(dòng)閥、第五蒸汽管路自動(dòng)閥的支管共同與裝有第四蒸汽管路自動(dòng)閥的第一蒸汽管道相連通，所述的第一蒸汽管道的出口與降膜蒸發(fā)器的管程部分相連通，所述的降膜蒸發(fā)器的殼程部分通過第二蒸汽管道與裝有第二蒸汽管路自動(dòng)閥的一個(gè)蒸汽出口支管以及裝有第三蒸汽管路自動(dòng)閥的另一個(gè)蒸汽出口支管相連通，兩個(gè)所述的蒸汽出口支管的出口分別與一個(gè)對(duì)應(yīng)設(shè)置的吸附-解吸裝置的密閉殼體上的進(jìn)口相連通;高溫?zé)崴涞牡诙鏊谕ㄟ^熱水供水管連接熱水循環(huán)水栗后分為兩路，其中一路依次連接第九水管路自動(dòng)閥以及第一吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口，另一路依次連接第二水管路自動(dòng)閥以及第二吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口；冷卻塔的出水口通過冷卻水供水管連接冷卻水循環(huán)水栗后為兩路，其中一路依次連接第十水管路自動(dòng)閥以及第一吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口，另一路依次連接第一水管路自動(dòng)閥以及第二吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口 ；高溫?zé)崴涞倪M(jìn)水口連接熱水回水管后分為兩路，其中一路依次連接第八水管路自動(dòng)閥以及第一吸附-解吸裝置的換熱管的出水口，另一路依次連接第三水管路自動(dòng)閥以及第二吸附-解吸裝置的換熱管的出水口；冷卻水箱的進(jìn)水口連接冷卻水回水管后分為兩路，其中一路依次連接第七水管路自動(dòng)閥以及第一吸附-解吸裝置的換熱管的出水口，另一路依次連接第四水管路自動(dòng)閥以及第二吸附-解吸裝置的換熱管的出水口 ；
[0016]所述的第二吸附-解吸裝置的換熱管的出水口通過依次裝有第五水管路自動(dòng)閥、回?zé)崴浜突責(zé)嵫h(huán)水栗的回?zé)崴芘c第一吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口相連通;所述的第一吸附-解吸裝置的換熱管的出水口通過裝有第六水管路自動(dòng)閥的回?zé)崴苈放c第二吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口相連通；
[0017]所述的第一水管路自動(dòng)閥至第十水管路自動(dòng)閥、第一蒸汽管路自動(dòng)閥至第五蒸汽管路自動(dòng)閥為自動(dòng)閥門并與控制系統(tǒng)相連接，所述的海水供水管閥、淡水收集管閥、濃鹽水收集管閥為手動(dòng)閥門或者自動(dòng)閥門，當(dāng)所述的海水供水管閥、淡水收集管閥、濃鹽水收集管閥為自動(dòng)閥門時(shí)，所述的海水供水管閥、淡水收集管閥、濃鹽水收集管閥與控制系統(tǒng)相連接，上述各水栗以及真空栗均與控制系統(tǒng)相連接。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:采用太陽能和地?zé)崮茏鳛槟茉矗哂锌稍偕?，環(huán)保無污染的特點(diǎn)；通過合理調(diào)配太陽能和地?zé)崮艿氖褂?，可以?shí)現(xiàn)設(shè)備24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，保持較高的效率;采用水蒸氣吸附/解吸海水淡化技術(shù)，相比于其它海水淡化技術(shù)具有運(yùn)動(dòng)部件少、工作溫度低、初級(jí)能源消耗低的特點(diǎn)，有利于設(shè)備的安全運(yùn)行，同時(shí)節(jié)能降耗;在吸附式海水淡化技術(shù)基礎(chǔ)上，采用回?zé)峄刭|(zhì)循環(huán)，能夠增加吸附/解吸量，提高能源利用效率，增加單位耗能的淡水產(chǎn)量。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的利用太陽能和地?zé)崮苈?lián)合驅(qū)動(dòng)的吸附式海水淡化系統(tǒng)的原理示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的控制系統(tǒng)的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以說明。
[0022]如圖1所示的本發(fā)明的利用太陽能和地?zé)崮苈?lián)合驅(qū)動(dòng)的吸附式海水淡化系統(tǒng)，它包括:
[0023]熱水系統(tǒng)，所述的熱水系統(tǒng)包括地?zé)峁┧?和地?zé)峄厮甀，供水循環(huán)管路依次連接所述的地?zé)峁┧?、第一?jí)熱栗機(jī)組3的蒸發(fā)器側(cè)的進(jìn)水口、第一級(jí)熱栗機(jī)組3的蒸發(fā)器側(cè)的出水口以及地?zé)峄厮?，低溫水循環(huán)管路依次連接所述的第一級(jí)熱栗機(jī)組3的冷凝器側(cè)的出水口、低溫?zé)崴?以及第一級(jí)熱栗機(jī)組3的冷凝器側(cè)的進(jìn)水口，太陽能集熱器4的進(jìn)水口、出水口分別通過管道與所述的低溫?zé)崴?的第一出水口和第一進(jìn)水口相連通;第二級(jí)熱栗機(jī)組6的蒸發(fā)器側(cè)的進(jìn)水口、出水口分別通過管道與所述的低溫?zé)崴?的第二出水口和第二進(jìn)水口相連通，第二級(jí)熱栗機(jī)組6的冷凝器側(cè)的進(jìn)水口、出水口分別通過管道與高溫?zé)崴?1的第一出水口和第一進(jìn)水口相連通，
[0024]冷卻水系統(tǒng)，所述的冷卻水系統(tǒng)包括冷卻水箱50，所述的冷卻水箱通過裝有冷卻水供水水栗49的管道和冷卻塔47的進(jìn)水口相連通；
[0025]海水供水裝置，所述的海水供水裝置包括海水箱32，經(jīng)脫氣、預(yù)處理后的海水進(jìn)入海水箱32，所述的海水箱32通過裝有海水供水管閥33和海水供水栗34的管道與降膜蒸發(fā)器30的殼程部分頂部的噴淋裝置相連通;所述的降膜蒸發(fā)器30為蒸發(fā)-冷凝裝置，所述的降膜蒸發(fā)器30的殼程部分起蒸發(fā)器作用，管程部分起冷凝器作用，所述的降膜蒸發(fā)器30可以用相同作用的蒸發(fā)器、冷凝器、換熱盤管等代替；
[0026]淡水收集裝置，所述的淡水收集裝置包括淡水收集箱36，所述的淡水收集箱36通過裝有淡水收集管閥的管道與降膜蒸發(fā)器30的管程部分底部出口相連通，真空栗26與降膜蒸發(fā)器30的管程部分頂部相連接;所述的真空栗26與降膜蒸發(fā)器30的管程部分頂部相連接構(gòu)成不凝性氣體排放裝置；
[0027]濃鹽水收集裝置，所述的濃鹽水收集裝置包括濃鹽水收集箱38，所述的濃鹽水收集箱38通過裝有濃鹽水收集管閥39的管道與降膜蒸發(fā)器30的殼程部分底部出口相連通；
[0028]第一吸附-解吸裝置和第二吸附-解吸裝置，兩個(gè)吸附-解吸裝置均包括密閉殼體，如圖分別為第一吸附-解吸裝置的密閉殼體27、第二吸附-解吸裝置的密閉殼體46，在所述的密閉殼體內(nèi)安裝有吸附-解吸床，分別為第一吸附-解吸裝置的吸附-解吸床28，第二吸附-解吸裝置的吸附-解吸床45，所述的吸附-解吸床包括硅膠和盤繞在硅膠中的換熱管，分別為第一吸附-解吸裝置的換熱管29，第二吸附-解吸裝置的換熱管44，兩個(gè)吸附-解吸裝置的密閉殼體上的蒸汽開口分別通過裝有第一蒸汽管路自動(dòng)閥24、第五蒸汽管路自動(dòng)閥43的支管共同與裝有第四蒸汽管路自動(dòng)閥42的第一蒸汽管道40相連通，所述的第一蒸汽管道40的出口與降膜蒸發(fā)器30的管程部分相連通，所述的降膜蒸發(fā)器30的殼程部分通過第二蒸汽管道25與裝有第二蒸汽管路自動(dòng)閥31的一個(gè)蒸汽出口支管以及裝有第三蒸汽管路自動(dòng)閥41的另一個(gè)蒸汽出口支管相連通，兩個(gè)所述的蒸汽出口支管的出口分別與一個(gè)對(duì)應(yīng)設(shè)置的吸附-解吸裝置的密閉殼體上的進(jìn)口相連通；
[0029]高溫?zé)崴?1的第二出水口通過熱水供水管8連接熱水循環(huán)水栗52后分為兩路，其中一路依次連接第九水管路自動(dòng)閥22以及第一吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口，另一路依次連接第二水管路自動(dòng)閥12以及第二吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口；冷卻塔的出水口通過冷卻水供水管7連接冷卻水循環(huán)水栗48后為兩路，其中一路依次連接第十水管路自動(dòng)閥23以及第一吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口，另一路依次連接第一水管路自動(dòng)閥11以及第二吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口 ；高溫?zé)崴涞倪M(jìn)水口連接熱水回水管9后分為兩路，其中一路依次連接第八水管路自動(dòng)閥21以及第一吸附-解吸裝置的換熱管的出水口，另一路依次連接第三水管路自動(dòng)閥13以及第二吸附-解吸裝置的換熱管的出水口 ；冷卻水箱的進(jìn)水口連接冷卻水回水管10后分為兩路，其中一路依次連接第七水管路自動(dòng)閥20以及第一吸附-解吸裝置的換熱管的出水口，另一路依次連接第四水管路自動(dòng)閥14以及第二吸附-解吸裝置的換熱管的出水口 ；
[°03°]所述的第二吸附-解吸裝置的換熱管44的出水口通過依次裝有第五水管路自動(dòng)閥15、回?zé)崴?7和回?zé)嵫h(huán)水栗18的回?zé)崴?6與第一吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口相連通;所述的第一吸附-解吸裝置的換熱管29的出水口通過裝有第六水管路自動(dòng)閥19的回?zé)崴苈放c第二吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口相連通，回?zé)崴溆兄诜€(wěn)定回?zé)嵫h(huán)過程中的系統(tǒng)壓力波動(dòng);所述的回?zé)崴?7安裝在回?zé)崴苈?6上，構(gòu)成回?zé)崴到y(tǒng)。
[0031]所述的低溫?zé)崴?和高溫?zé)崴?1包括但不限于普通水箱、將供回水分離的水箱等；
[0032]降膜蒸發(fā)器30的殼程部分起蒸發(fā)器作用，管程部分起冷凝器作用；
[0033]降膜蒸發(fā)器30可以用相同作用的蒸發(fā)器、冷凝器、換熱盤管等代替；
[0034]第一水管路自動(dòng)閥11、第二水管路自動(dòng)閥12、第三水管路自動(dòng)閥13、第四水管路自動(dòng)閥14、第五水管路自動(dòng)閥15、第六水管路自動(dòng)閥19、第七水管路自動(dòng)閥20、第八水管路自動(dòng)閥21、第九水管路自動(dòng)閥22、第十水管路自動(dòng)閥23、第一蒸汽管路自動(dòng)閥24、第二蒸汽管路自動(dòng)閥31、第三蒸汽管路自動(dòng)閥41、第四蒸汽管路自動(dòng)閥42、第五蒸汽管路自動(dòng)閥43為自動(dòng)閥門并與控制系統(tǒng)相連接，海水供水管閥33、淡水收集管閥37、濃鹽水收集管閥39可采用手動(dòng)閥門，也可采用自動(dòng)閥門并與控制系統(tǒng)相連接。
[0035]各水栗(回?zé)嵫h(huán)水栗18、海水供水栗34、冷卻塔供水水栗49、冷卻水循環(huán)水栗48、熱水循環(huán)水栗52)以及真空栗26均與控制系統(tǒng)相連接。
[0036]第一吸附-解吸床28、第二吸附-解吸床45所采用吸附材料為硅膠。
[0037]優(yōu)選的在所述的第一吸附-解吸床的密閉殼體27、第二吸附-解吸床的密閉殼體46上，降膜蒸發(fā)器30上，熱水供水管8、熱水回水管9、回?zé)崴?6、第二蒸汽管道25、第一蒸汽管道40以及熱源系統(tǒng)的管道，均包覆有保溫材料。
[0038]本發(fā)明系統(tǒng)的工作過程如下:
[0039]在晴朗白天時(shí)，與所述的低溫?zé)崴?(約40°C)相連的太陽能集熱器4工作。根據(jù)太陽輻射強(qiáng)度情況，若所述的太陽能集熱器4所產(chǎn)40°C左右的低溫?zé)崴ㄟ^第二級(jí)熱栗機(jī)組6后，產(chǎn)生的80 °C熱水量能夠滿足驅(qū)動(dòng)第一吸附-解吸床28、第二吸附-解吸床45解吸工況所需熱水量，則地?zé)峁┧?、地?zé)峄厮甀及所述的第一級(jí)熱栗機(jī)組3不運(yùn)行，所述的太陽能集熱器4工作制得40 °C左右的熱水;若所述的太陽能集熱器4所產(chǎn)40 °C左右的低溫?zé)崴?，通過第二級(jí)熱栗機(jī)組6后，產(chǎn)生的80°C熱水量不能夠滿足驅(qū)動(dòng)第一吸附-解吸床28、第二吸附-解吸床45解吸工況所需熱水量，則所述的地?zé)峁┧?、地?zé)峄厮甀及所述的第一級(jí)熱栗機(jī)組3開啟運(yùn)行，與所述的太陽能集熱器4同時(shí)工作制得40°C左右的熱水至低溫?zé)崴?中。在夜里及陰雨天時(shí)，所述的地?zé)峁┧?、地?zé)峄厮甀及所述的第一級(jí)熱栗機(jī)組3運(yùn)行，制得40 °C左右的熱水至所述的低溫?zé)崴?中。所述的低溫?zé)崴?中的40 °C左右熱水通過循環(huán)管路輸送至所述的第二級(jí)熱栗機(jī)組6的蒸發(fā)器側(cè)，經(jīng)所述的第二級(jí)熱栗機(jī)組6，將冷凝器側(cè)熱水升溫至80°C后，通過循環(huán)管路輸送至所述的高溫?zé)崴?1。所述的高溫?zé)崴?1中的熱水(80°C左右)，經(jīng)熱水循環(huán)管路，輸送至解吸狀態(tài)下的第一吸附-解吸床28的換熱管29中、第二吸附-解吸床45的換熱管44中，加熱解吸床中的吸附劑使水蒸氣脫附，以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行。
[0040]在一個(gè)完整的吸附-解吸循環(huán)開始時(shí)，第一吸附-解吸床28處于吸附飽和狀態(tài)，第二吸附-解吸床45處于解吸完成狀態(tài);第一、第四蒸汽管路自動(dòng)閥24、42打開，第五蒸汽管路自動(dòng)閥43關(guān)閉，密閉殼體27與降膜蒸發(fā)器30的管程相連通，第九、第八水管路自動(dòng)閥22、21打開，第十、第七水管路自動(dòng)閥23、20關(guān)閉，高溫?zé)崴?1中的熱水經(jīng)熱水供水管8進(jìn)入換熱管29，與第一吸附-解吸床28換熱，此時(shí)第一吸附-解吸床28開始解吸，解吸出來的水蒸氣由于壓差作用進(jìn)入降膜蒸發(fā)器30的換熱管內(nèi)部;與此同時(shí)，海水箱32中經(jīng)過脫氣、預(yù)處理的海水被輸送進(jìn)入降膜蒸發(fā)器30的殼程部分，經(jīng)噴淋裝置形成水滴，噴灑在降膜蒸發(fā)器30的換熱管外壁上，海水中的水分吸收換熱管內(nèi)水蒸汽的凝結(jié)熱而在換熱管外汽化蒸發(fā)，濃鹽水通過管道排放至濃鹽水收集箱38，一部分濃鹽水與補(bǔ)充的海水混合后經(jīng)海水供水栗34再次進(jìn)入降膜蒸發(fā)器蒸發(fā);此時(shí)第三蒸汽管路自動(dòng)閥41打開，第二蒸汽管路自動(dòng)閥31關(guān)閉，降膜蒸發(fā)器30的殼程與密閉殼體46相連通，第一、第四水管路自動(dòng)閥11、14打開，第二、第三水管路自動(dòng)閥12、13關(guān)閉，冷卻塔47產(chǎn)生的冷卻水經(jīng)冷卻水供水管7進(jìn)入換熱管44，與第二吸附-解吸床45換熱，此時(shí)第二吸附-解吸床45開始吸附，熱的水蒸氣進(jìn)入密閉殼體46后被吸附劑吸附并逐漸冷卻，在蒸汽壓差驅(qū)動(dòng)下，降膜蒸發(fā)器30換熱管外的海水中的水分源源不斷地蒸發(fā)進(jìn)入密閉殼體46并被吸附；第一吸附-解吸床28解吸出來的水蒸氣在降膜蒸發(fā)器30的換熱管外冷海水的冷卻下冷凝，進(jìn)入淡水收集箱36，實(shí)現(xiàn)海水淡化；
[0041]當(dāng)所述第一吸附-解吸床28的解吸過程和所述第二吸附-解吸床45的吸附過程臨近結(jié)束時(shí)，第一、第二、第三、第四、第七、第八、第九、第十水管路自動(dòng)閥11、12、13、14、20、21、22、23關(guān)閉，停止熱水和冷卻水循環(huán)，第二、第三、第四蒸汽管路自動(dòng)閥31、41、42關(guān)閉，第五、第一蒸汽管路自動(dòng)閥43、24打開，密閉殼體27和密閉殼體46相連通，密閉殼體27中的水蒸汽會(huì)在較大的壓差作用下迅速流到密閉殼體46中，第一吸附-解吸床28解吸出的水蒸汽流入第二吸附-解吸床45，被吸附劑吸附，從而實(shí)現(xiàn)第一吸附-解吸床28的二次解吸過程以及第二吸附-解吸床45的二次吸附過程，所述的二次吸附-解吸過程稱為回質(zhì)循環(huán)過程，回質(zhì)循環(huán)可以增加吸附-解吸床的循環(huán)吸附量和解吸量；
[0042 ]當(dāng)密閉殼體27和密閉殼體46的壓力接近平衡時(shí)，第三、第一蒸汽管路自動(dòng)閥41、24關(guān)閉，第二、第五、第四蒸汽管路自動(dòng)閥31、43、42打開，回質(zhì)循環(huán)過程結(jié)束;第五、第六水管路自動(dòng)閥15、19打開，回?zé)嵫h(huán)水栗18啟動(dòng)，換熱管29中的熱水進(jìn)入換熱管44，而換熱管44中的冷卻水經(jīng)過回?zé)崴?7后進(jìn)入換熱管29，實(shí)現(xiàn)第一吸附-解吸床28和第二吸附-解吸床45之間的回?zé)嵫h(huán)過程，其作用主要是將處于高溫的第一吸附-解吸床28的顯熱通過回?zé)嵫h(huán)水帶往處于低溫的第二吸附-解吸床45，從而回收了一部分的顯熱，也消除了在下一個(gè)過程中因換熱管44中駐留冷水帶來的熱量損失以及因換熱管29中駐留熱水帶來的冷量損失，能夠節(jié)省一部分熱水和冷卻水用量，提高系統(tǒng)的能量利用效率，這個(gè)過程可以看成是盡量利用顯熱對(duì)第一吸附-解吸床28的預(yù)冷及對(duì)第二吸附-解吸床45的預(yù)熱；
[0043]當(dāng)回?zé)崴渲械乃疁鼗痉€(wěn)定時(shí)，回?zé)嵫h(huán)水栗18停止運(yùn)行，第五、第六水管路自動(dòng)閥15、19關(guān)閉，回?zé)嵫h(huán)過程結(jié)束;此時(shí)第二、第三、第十、第七自動(dòng)閥12、13、23、20打開，第一、第四、第九、第八自動(dòng)閥11、14、22、21關(guān)閉，換熱管44內(nèi)的循環(huán)水轉(zhuǎn)為熱水，換熱管29內(nèi)的循環(huán)水轉(zhuǎn)為冷水，第二吸附-解吸床45開始解吸過程，第一吸附-解吸床28開始吸附過程；
[0044]直至下一個(gè)回質(zhì)循環(huán)過程和回?zé)嵫h(huán)過程結(jié)束，此為一個(gè)完整的吸附-解吸循環(huán)。
[0045]緊接著，重復(fù)上述吸附-解吸、回質(zhì)、回?zé)徇^程，開始下一個(gè)吸附-解吸循環(huán)。
[0046]通過合理調(diào)配太陽能和地?zé)崮艿氖褂?，吸?解吸循環(huán)連續(xù)不間斷進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。
[0047]根據(jù)系統(tǒng)中不凝性氣體的累積情況，當(dāng)系統(tǒng)中不凝性氣體累積到一定程度時(shí)，真空栗26開啟運(yùn)行，抽出系統(tǒng)內(nèi)累積的不凝性氣體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.利用太陽能和地?zé)崮苈?lián)合驅(qū)動(dòng)的吸附式海水淡化系統(tǒng)，它包括熱水系統(tǒng)，所述的熱水系統(tǒng)包括地?zé)峁┧偷責(zé)峄厮┧h(huán)管路依次連接所述的地?zé)峁┧?、第一?jí)熱栗機(jī)組的蒸發(fā)器側(cè)的進(jìn)水口、第一級(jí)熱栗機(jī)組的蒸發(fā)器側(cè)的出水口以及地?zé)峄厮?，低溫水循環(huán)管路依次連接所述的第一級(jí)熱栗機(jī)組的冷凝器側(cè)的出水口、低溫?zé)崴湟约暗谝患?jí)熱栗機(jī)組的冷凝器側(cè)的進(jìn)水口，太陽能集熱器的進(jìn)水口、出水口分別通過管道與所述的低溫?zé)崴涞牡谝怀鏊诤偷谝贿M(jìn)水口相連通;第二級(jí)熱栗機(jī)組的蒸發(fā)器側(cè)的進(jìn)水口、出水口分別通過管道與所述的低溫?zé)崴涞牡诙鏊诤偷诙M(jìn)水口相連通，第二級(jí)熱栗機(jī)組的冷凝器側(cè)的進(jìn)水口、出水口分別通過管道與高溫?zé)崴涞牡谝怀鏊诤偷谝贿M(jìn)水口相連通，其特征在于它還包括: 冷卻水系統(tǒng)，所述的冷卻水系統(tǒng)包括冷卻水箱，所述的冷卻水箱通過裝有冷卻水供水水栗的管道和冷卻塔的進(jìn)水口相連通； 海水供水裝置，所述的海水供水裝置包括海水箱，經(jīng)脫氣、預(yù)處理后的海水進(jìn)入海水箱，所述的海水箱通過裝有海水供水管閥和海水供水栗的管道與降膜蒸發(fā)器的殼程部分頂部的噴淋裝置相連通； 淡水收集裝置，所述的淡水收集裝置包括淡水收集箱，所述的淡水收集箱通過裝有淡水收集管閥的管道與降膜蒸發(fā)器的管程部分底部出口相連通，真空栗與降膜蒸發(fā)器的管程部分頂部相連接； 濃鹽水收集裝置，所述的濃鹽水收集裝置包括濃鹽水收集箱，所述的濃鹽水收集箱通過裝有濃鹽水收集管閥的管道與降膜蒸發(fā)器的殼程部分底部出口相連通； 第一吸附-解吸裝置和第二吸附-解吸裝置，兩個(gè)吸附-解吸裝置均包括密閉殼體，在所述的密閉殼體內(nèi)分別安裝有吸附-解吸床，所述的吸附-解吸床包括硅膠和盤繞在硅膠中的換熱管，兩個(gè)吸附-解吸裝置的密閉殼體上的蒸汽開口分別通過裝有第一蒸汽管路自動(dòng)閥、第五蒸汽管路自動(dòng)閥的支管共同與裝有第四蒸汽管路自動(dòng)閥的第一蒸汽管道相連通，所述的第一蒸汽管道的出口與降膜蒸發(fā)器的管程部分相連通，所述的降膜蒸發(fā)器的殼程部分通過第二蒸汽管道與裝有第二蒸汽管路自動(dòng)閥的一個(gè)蒸汽出口支管以及裝有第三蒸汽管路自動(dòng)閥的另一個(gè)蒸汽出口支管相連通，兩個(gè)所述的蒸汽出口支管的出口分別與一個(gè)對(duì)應(yīng)設(shè)置的吸附-解吸裝置的密閉殼體上的進(jìn)口相連通;高溫?zé)崴涞牡诙鏊谕ㄟ^熱水供水管連接熱水循環(huán)水栗后分為兩路，其中一路依次連接第九水管路自動(dòng)閥以及第一吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口，另一路依次連接第二水管路自動(dòng)閥以及第二吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口 ；冷卻塔的出水口通過冷卻水供水管連接冷卻水循環(huán)水栗后為兩路，其中一路依次連接第十水管路自動(dòng)閥以及第一吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口，另一路依次連接第一水管路自動(dòng)閥以及第二吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口 ；高溫?zé)崴涞倪M(jìn)水口連接熱水回水管后分為兩路，其中一路依次連接第八水管路自動(dòng)閥以及第一吸附-解吸裝置的換熱管的出水口，另一路依次連接第三水管路自動(dòng)閥以及第二吸附-解吸裝置的換熱管的出水口；冷卻水箱的進(jìn)水口連接冷卻水回水管后分為兩路，其中一路依次連接第七水管路自動(dòng)閥以及第一吸附-解吸裝置的換熱管的出水口，另一路依次連接第四水管路自動(dòng)閥以及第二吸附-解吸裝置的換熱管的出水口 ； 所述的第二吸附-解吸裝置的換熱管的出水口通過依次裝有第五水管路自動(dòng)閥、回?zé)崴浜突責(zé)嵫h(huán)水栗的回?zé)崴芘c第一吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口相連通;所述的第一吸附-解吸裝置的換熱管的出水口通過裝有第六水管路自動(dòng)閥的回?zé)崴苈放c第二吸附-解吸裝置的換熱管的進(jìn)水口相連通； 所述的第一水管路自動(dòng)閥至第十水管路自動(dòng)閥、第一蒸汽管路自動(dòng)閥至第五蒸汽管路自動(dòng)閥為自動(dòng)閥門并與控制系統(tǒng)相連接，所述的海水供水管閥、淡水收集管閥、濃鹽水收集管閥為手動(dòng)閥門或者自動(dòng)閥門，當(dāng)所述的海水供水管閥、淡水收集管閥、濃鹽水收集管閥為自動(dòng)閥門時(shí)，所述的海水供水管閥、淡水收集管閥、濃鹽水收集管閥與控制系統(tǒng)相連接，上述各水栗以及真空栗均與控制系統(tǒng)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用太陽能和地?zé)崮苈?lián)合驅(qū)動(dòng)的吸附式海水淡化系統(tǒng)，其特征在于:在所述的第一吸附-解吸床的密閉殼體上、第二吸附-解吸床的密閉殼體上，降膜蒸發(fā)器上，熱水供水管、熱水回水管、回?zé)崴?、第二蒸汽管道、第一蒸汽管道以及熱源系統(tǒng)的管道均包覆有保溫材料。
【文檔編號(hào)】C02F1/14GK105967258SQ201610351470
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】馬洪亭, 沈曉朋, 盧文倩, 尹立輝, 張澤宇, 于少潔
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)