一种海水淡化装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海水淡化装置及其工作方法，利用水的自身重力使蒸发腔内形成低压蒸发空间，海水在蒸发腔内迅速蒸发，蒸气由加压风机加压进入液化腔液化，得到的液态水经过管道进入储水池。本发明专利技术结构简单，可以应用于海岛、沿海盐碱地、内陆苦咸水地等缺乏淡水地区的水处理，也可用于城市污水处理及晒盐工艺。

A desalination device and its working method

【技术实现步骤摘要】
一种海水淡化装置及其工作方法
本专利技术涉及海水淡化
，具体涉及一种海水淡化装置及其工作方法，该海水淡化装置是一种利用负压蒸发，加压液化的节能简易水处理装置。
技术介绍
淡水是人类社会赖以生存和发展的基本物质之一，在海岛、沿海盐碱地、内陆苦咸水地等缺乏淡水的地区，解决淡水供应不足是我国面临的一个严峻问题。水处理的方法很多，如蒸馏法、离子交换法、逆渗透法等，其共同特点是能耗、成本较高。太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，近年来被广泛用于水淡化，然而多数太阳能水淡化装置还需要额外的能源供给、装置较为复杂，并且只适用于日照时间长的缺水地区，故采用低能耗、结构简单、并且适用范围广的装置进行水的淡化处理是解决这些地区淡水资源短缺问题的重要途径。目前还有一种降压蒸发的水淡化方法，即在压力突然降低的条件下，将一定温度的待处理水瞬间蒸发，不需要额外的加热过程。专利号为CN03142188.1的中国专利公开了一种负压海水淡化法及其设备，是将海水经沉淀、过滤，输入密闭的容器中，再抽取容器内的剩余空气，使该容器内产生低压，水的沸点降低而在常温下沸腾，将水蒸气抽出并通入液态水中，使其混溶，制得淡水；这种海水淡化装置，优点有占地面积小、不受天气影响、生产工艺简单及设备使用寿命长，但是该装置中抽气机所在的安装位置，容易同时吸入蒸气和少量海水，使抽气机工作在两相流条件下，从而影响抽气机的性能，进而使装置的水淡化效率降低；其次，采用抽取容器内剩余空气的方法得到真空，对真空泵性能要求较高。专利号为CN201410529236.4的中国专利公开了一种海水温差能自然循环海水淡化装置及淡化方法，包括自然循环连通管、设有真空泵的蒸发罐、冷凝器、设有水泵的储液罐、供电装置及连接管路，真空泵及水泵由供电装置供电，自然循环连通管的上部位于蒸发罐内且下部通入海水面以下，蒸发罐的底部具有通入海水面以下的开口，自然循环连通管通入海水面以下的深度大于所述蒸发罐通入海水面以下的深度，利用表层温海水和深层冷海水间的密度差形成的浮升力作为驱动力，使得海水从蒸发罐底部进入，从自然循环连通管流出，以形成自然循环，这种装置结构简单，充分利用了海水的温差能，节能效果显著，但只适用于日照时间长的缺水地区，以及水域较深的海水，湖泊等地，且使用真空泵获得蒸发罐中的真空状态，对真空泵性能要求较高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术所要解决的是提供一种海水淡化装置及其工作方法，具有节能、结构简单、成本低，适用范围广的优点。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种海水淡化装置，包括进水口置于海水池1内的进水管A，进水管A为垂直上升管，其垂直上部连接第一逆止阀3A进口，第一逆止阀3A出口连接水泵2，第一逆止阀3A安装方向依照从进水管A到水泵2的方向安装，进水管A与水泵2出口之间并联进水旁路4，旁路4上设置第二逆止阀3B，第二逆止阀3B安装方向从进水管A到水泵2出口，水泵2出口处向上连接垂直上升管5，垂直上升管5上端连接蒸发腔水平进水管6，蒸发腔水平进水管6后通过蒸发腔水进口B连通蒸发腔7，蒸发腔7底部通过蒸发腔水出口C1连接浓盐水垂直下降管8A，浓盐水垂直下降管8A竖直安装，其下端连接第三逆止阀3C，第三逆止阀3C安装方向进口在上出口在下，其出口连接置于浓海水池9内的浓海水出水管D；蒸发腔7上端通过蒸发腔蒸气出口C2连接蒸汽管路10，蒸汽管路10依次分垂直上升管段、水平管段及垂直下降管段，垂直下降管段连接加压风机11，加压风机11出口连接液化腔12，液化腔12底部连接凝结水垂直下降管8B，凝结水垂直下降管8B底部连接第四逆止阀3D，第四逆止阀3D置于储水池13内，其安装方向自上而下。所述蒸发腔7为上部圆柱状容器，其圆柱轴垂直于水平面，底部为圆锥状，蒸发腔7内底部与圆柱侧面连接处与浓海水池液面G的垂直高度小于h1，单位：m，由h1＝(P-P1)/(ρ1g)计算，其中ρ1为蒸发后的浓海水密度，单位：kg/m3，P为当地大气压，单位：Pa，P1为当时海水池1中海水对应的饱和压力，g为当地重力加速度；蒸发腔7内顶部与海水池液面F垂直高度不低于h2，由h2＝P/(ρ2g)计算，其中ρ2为海水池1中的待处理海水密度，单位：kg/m3；蒸发腔7由隔热材料包裹与外部环境隔热；蒸发腔水进口B的位置与浓海水池液面G的垂直高度大于h1，单位：m，蒸发腔水进口B的位置与海水池1液面F的垂直高度小于h2，单位：m。所述液化腔12内底部与储水池液面高度J的垂直高度不低于h3，单位：m，由公式：h3＝P/(ρ3g)计算，其中ρ3为凝结水的密度，单位：kg/m3。所述蒸发腔7内的水气交界面H的位置始终低于蒸发腔水进口B的位置，使得蒸发后的浓海水从浓海水出水管D流出。待处理的水在负压状态的蒸发腔7内瞬间蒸发，蒸气通过加压风机11被加压液化为凝结水。所述加压风机11为轴流风机，其旋转轴垂直于水平面且安装位置高于液化腔，凝结水在自身重力的作用下及时落入液化腔12内。所述垂直上升管5、蒸发腔水平进水管6、蒸发腔7、浓盐水垂直下降管8A、蒸气管路10和液化腔12，均处于密闭绝热状态。所述的一种海水淡化装置的工作方法，采用负压蒸发，加压液化的方法实现海水淡化；启动水泵2，使待处理的海水沿垂直上升管5进入并充满海水淡化装置所有管段及容器，随着高度的增加管中压力不断降低，关闭水泵2后，在自然状态下蒸发腔7内形成负压工作状态，以此降低待处理海水的沸点，海水瞬间蒸发，未蒸发的海水成为浓盐水经过浓盐水垂直下降管8A，从浓盐水出口D排出，进一步加工或制备工业盐；在海水淡化装置的后续运行中关闭水泵2，仅启动加压风机11，待处理的海水在压差的作用下从进水旁路4进入负压状态的蒸发腔7内即连续工作，在加压风机11的作用下，蒸发腔7压力降低引起海水蒸发加速，同时液化腔12压力升高使从蒸发腔蒸气出口C2进入液化腔12的蒸气被加压凝结，凝结水经过凝结水垂直下降管8B从凝结水出口E排出并进入储水池13，如此完成连续的负压蒸发、加压液化的海水淡化过程。本专利技术采用水泵将待处理的水送入蒸发腔，随着液柱高度的增加管中压力不断降低，关闭水泵后，在自然状态下维持蒸发腔内的负压工作状态，进而降低待处理水的沸点，使得待处理的水瞬间蒸发，无需加热过程，蒸气在加压风机的作用下，液化为凝结水进入储水池。在装置的后续运行中关闭水泵，待处理的水在压差的作用下从进水旁路进入负压状态的蒸发腔内，仅启动加压风机，即可完成待处理水的连续负压蒸发、加压液化过程。本专利技术特别适合用于海岛、沿海盐碱地、内陆苦咸水地等缺乏淡水地区的水处理，也可用于城市污水处理及晒盐工艺，具有结构简单，无换热过程，能耗、成本低，淡水转化效率高，可实现连续、稳定运行的优点。附图说明图1为本专利技术的海水淡化装置示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，本专利技术一种海水淡化装置，包括进水口置于海水池1内的进水管A，进水管A为垂直上升管，其垂直上部连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海水淡化装置，其特征在于：所述装置包括进水口置于海水池(1)内的进水管(A)，进水管(A)为垂直上升管，其垂直上部连接第一逆止阀(3A)进口，第一逆止阀(3A)出口连接水泵(2)，第一逆止阀(3A)安装方向依照从进水管(A)到水泵(2)的方向安装，进水管(A)与水泵(2)出口之间并联进水旁路(4)，旁路(4)上设置第二逆止阀(3B)，第二逆止阀(3B)安装方向从进水管(A)到水泵(2)出口，水泵(2)出口处向上连接垂直上升管(5)，垂直上升管(5)上端连接蒸发腔水平进水管(6)，蒸发腔水平进水管(6)后通过蒸发腔水进口(B)连通蒸发腔(7)，蒸发腔(7)底部通过蒸发腔水出口(C1)连接浓盐水垂直下降管(8A)，浓盐水垂直下降管(8A)竖直安装，其下端连接第三逆止阀(3C)，第三逆止阀(3C)安装方向进口在上出口在下，其出口连接置于浓海水池(9)内的浓海水出水管(D)；蒸发腔(7)上端通过蒸发腔蒸气出口(C2)连接蒸汽管路(10)，蒸汽管路(10)依次分垂直上升管段、水平管段及垂直下降管段，垂直下降管段连接加压风机(11)，加压风机(11)出口连接液化腔(12)，液化腔(12)底部连接凝结水垂直下降管(8B)，凝结水垂直下降管(8B)底部连接第四逆止阀(3D)，第四逆止阀(3D)置于储水池(13)内，其安装方向自上而下。/n...

【技术特征摘要】
1.一种海水淡化装置，其特征在于：所述装置包括进水口置于海水池(1)内的进水管(A)，进水管(A)为垂直上升管，其垂直上部连接第一逆止阀(3A)进口，第一逆止阀(3A)出口连接水泵(2)，第一逆止阀(3A)安装方向依照从进水管(A)到水泵(2)的方向安装，进水管(A)与水泵(2)出口之间并联进水旁路(4)，旁路(4)上设置第二逆止阀(3B)，第二逆止阀(3B)安装方向从进水管(A)到水泵(2)出口，水泵(2)出口处向上连接垂直上升管(5)，垂直上升管(5)上端连接蒸发腔水平进水管(6)，蒸发腔水平进水管(6)后通过蒸发腔水进口(B)连通蒸发腔(7)，蒸发腔(7)底部通过蒸发腔水出口(C1)连接浓盐水垂直下降管(8A)，浓盐水垂直下降管(8A)竖直安装，其下端连接第三逆止阀(3C)，第三逆止阀(3C)安装方向进口在上出口在下，其出口连接置于浓海水池(9)内的浓海水出水管(D)；蒸发腔(7)上端通过蒸发腔蒸气出口(C2)连接蒸汽管路(10)，蒸汽管路(10)依次分垂直上升管段、水平管段及垂直下降管段，垂直下降管段连接加压风机(11)，加压风机(11)出口连接液化腔(12)，液化腔(12)底部连接凝结水垂直下降管(8B)，凝结水垂直下降管(8B)底部连接第四逆止阀(3D)，第四逆止阀(3D)置于储水池(13)内，其安装方向自上而下。


2.根据权利要求1所述的一种海水淡化装置，其特征在于：所述蒸发腔(7)为上部圆柱状容器，其圆柱轴垂直于水平面，底部为圆锥状，蒸发腔(7)内底部与圆柱侧面连接处与浓海水池液面(G)的垂直高度小于h1，单位：m，由h1＝(P-P1)/(ρ1g)计算，其中ρ1为蒸发后的浓海水密度，单位：kg/m3，P为当地大气压，单位：Pa，P1为当时海水池(1)中海水对应的饱和压力，g为当地重力加速度；蒸发腔(7)内顶部与海水池液面(F)垂直高度不低于h2，由h2＝P/(ρ2g)计算，其中ρ2为海水池(1)中的待处理海水密度，单位：kg/m3；蒸发腔(7)由隔热材料包裹与外部环境隔热；蒸发腔水进口(B)的位置与浓海水池液面(G)的垂直高度大于h1，单位：m，蒸发腔水进口(B)的位置与海水池(1)液面(F)的垂直高度小于h2，单位：m。

【专利技术属性】
技术研发人员：周延，车少敏，孟现阳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61