一种换热器及船舶废气余热的海水淡化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种换热器及船舶废气余热的海水淡化装置，所述换热器包括壳体以及设置在壳体内的热管和分隔板，分隔板将热管分隔为位于上部的热端和位于下部的冷端，其特征在于，烟气进入分隔板下方，海水喷淋到分隔板上方，分隔板为沿着烟气流动方向向下倾斜布置，分隔板上表面雕刻苦水的排出的纹路。本发明专利技术提供的换热器内的分隔板通过倾斜的布置使得下方烟气具有变径加速的特点，烟气流动更加顺畅；同时结合上表面雕刻的纹路使得苦水的排出更加顺畅。更加顺畅。更加顺畅。

【技术实现步骤摘要】
一种换热器及船舶废气余热的海水淡化装置


[0001]本专利技术属于换热器领域，特别提供在船舶使用条件下，以烟气为淡化热源的海水淡化装置

技术介绍

[0002]换热器被广泛应用于化工、石油、制冷、核能和动力等工业，由于世界性的能源危机，为了降低能耗，工业生产中对换热器的需求量也越来越多，对换热器的质量要求也越来越高。近几十年来，虽然紧凑式换热器(板式、板翅式、压焊板式换热器等)、热管式换热器、直接接触式换热器等得到了迅速的发展，但由于管壳式换热器具有高度的可靠性和广泛的适应性，其仍占据产量和用量的统治地位，据相关统计，目前工业装置中管壳式换热器的用量仍占全部换热器用量的70％左右。
[0003]目前海水淡化技术主要有热法和膜法两类，其中热法以多效蒸馏法(MEE)与多级闪蒸法(MSF)为代表，膜法以RO反渗透法为代表；多效蒸馏法通过对于蒸汽热量的反复利用，使得整体的热量利用率较高，但由于多效蒸发器的存在因此装置体积庞大，常在沿海的陆地上建设，生产淡水；多级闪蒸法通过先加热海水，再把海水通入到压强逐级减小的蒸馏罐里，利用水的沸点随压强的降低而降低的特点进行逐级蒸馏，由于加热与蒸馏分开进行，有效减少了海水结垢，但由于需要负压装置使得其能耗较高，同时体积也较为庞大；RO反渗透法是通过半透膜对水分子的半透性，对海水加压，利用压差原理使水分子透过半透膜，完成水与盐的分离，反渗透法淡化效率高且工作稳定因而被大范围推广，但由于利用的是高品位的电能，对于船舶这种能源携带有限的使用场景来讲，能源的使用成本较高。
[0004]船舶的主机使用的是柴油机，燃油在柴油机内燃烧产生的热量仅仅有45％～50％转化为机械能，燃烧所释放的能量约有50％作为废热散失，其中废气约带走25％～30％的热量，大量余热直接排放到空气中,不仅会造成能源浪费,还会造成环境污染。
[0005]由于船舶主机排出的烟气中有大量低品位热能未被利用，同时以热法为海水淡化原理的装置中需要直接的热源来提供淡化能量，因此以船舶废气作为淡化热源的想法应运而生，同时结合多效蒸馏法与多级闪蒸法的优势与特点，设计出本装置。
[0006]在海水淡化装置中，换热器作为非常常见的一种装置普遍采用。但是目前的换热器在海水淡化应用中，存在排出苦水效能不高的问题。因此本申请对换热器进行了改进，使其适合海水淡化的应用。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于利用船舶排放烟气中的余热，为基于多效蒸馏法的海水淡化装置提供热源，在船舶上高效节能的生产淡水。
[0008]本专利技术技术方案如下：所述换热器包括壳体以及设置在壳体内的热管和分隔板，分隔板将热管分隔为位于上部的热端和位于下部的冷端，其特征在于，烟气进入分隔板下方，海水喷淋到分隔板上方，分隔板为沿着烟气流动方向向下倾斜布置，分隔板上表面雕刻
苦水的排出的纹路，苦水排水口位于靠近倾斜板下端、分隔板上方的壳体上。
[0009]作为优选，分隔板有两层且由不锈钢制成，两板之间由隔热材料填充。
[0010]作为优选，换热器壳体为方形，四周导有圆角，由单层双相不锈钢制成，外部涂刷复合硅酸盐保温涂料；上端密封盖可以拆卸。
[0011]一种基于船舶废气余热的海水淡化装置，其特征在于，所述装置包括一效蒸馏器、二效蒸馏器、管壳式换热器和淡水仓，所述一效蒸馏器连接二效蒸馏器，二效蒸馏器连接管壳式换热器，所述淡水仓设置在二效蒸馏器和管壳式换热器的下部，所述一效蒸馏器内设置一效热管和一效分隔板，一效分隔板将一效热管分隔为位于上部的热端和位于下部的冷端，所述二效蒸馏器内设置二效热管和二效分隔板，二效分隔板将二效热管分隔为位于上部的热端和位于下部的冷端，所述烟气通入第一效蒸馏器的冷端，烟气热量通过高温热管的冷端传递到上方热端，对喷淋下来的冷海水进行蒸馏，一效蒸馏器蒸馏出的水蒸气导入二效蒸馏器的冷端，一方面水蒸气遇冷液化成淡水流入下方淡水仓，另一方面水蒸气的液化潜热通过二效热管传递到二效热管上方热端，对二效蒸馏器的喷淋海水进行蒸馏，二效蒸馏器蒸馏出来的水蒸气通入管壳式换热器，在管壳式换热器中与冷海水换热，水蒸气在预热海水的同时液化成淡水流入下方淡水仓。
[0012]作为优选，一效分隔板和二效分隔板有两层且由不锈钢制成，两板之间由隔热材料填充。
[0013]作为优选，二效蒸馏器的二效热管冷端中设置蒸汽导流板；蒸汽导流板呈现为波纹状穿插于热管之间。
[0014]作为优选，管壳式换热器竖直布置于淡水仓之上，壳体内通入海水，管体内吸入二效蒸馏器中蒸馏出的水蒸气，水蒸气在管体内液化，流入下方淡水仓，与此同时壳体内海水被预热，预热后的海水通过喷淋装置进入一效和二效蒸馏器中。
[0015]作为优选，还包括喷淋管路，所述喷淋管路的入口连接管壳式换热器的海水出口，喷淋管路的出口连接一效和二效蒸馏器。
[0016]作为优选，还包括除垢剂储存罐，除垢剂储存罐位于一效蒸馏器(1)与二效蒸馏器(2)的上方，内部存储有除垢剂，并与喷淋装置相连。
[0017]作为优选，包括文丘里射流器，其安装在一效蒸馏器的喷淋管路上，抽气端连接淡水仓。
[0018]作为优选，包括捕沫网，安装在一效蒸馏器热端与二效蒸馏器冷端之间的管路上，以及二效蒸馏器热端与管壳式换热器的连接管路上。
[0019]作为优选，包括烟气过滤器，其设置在烟气进入一效蒸馏器的进口前段。
[0020]作为优选，包括均温装置，所述均温装置设置在烟气进入一效蒸馏器的管路上。
[0021]本专利技术的有益效果为：
[0022]1、本专利技术提供的换热器内的分隔板通过倾斜的布置使得下方烟气具有变径加速的特点，烟气流动更加顺畅；同时结合上表面雕刻的纹路使得苦水的排出更加顺畅。
[0023]2、本专利技术提供的融合多效蒸馏以及多级闪蒸法思路的二效减压蒸馏装置，在第一效吸收烟气的热量对海水进行蒸馏，蒸馏出的水蒸气导入二效蒸馏器，水蒸气一方面释放液化潜热给热管，一方面液化成淡水；而二效蒸馏器中蒸馏出的水蒸气又与管壳式换热器换热，同样在液化成淡水的同时，将液化潜热释放给未处理的海水，起到预热的作用；因此
此装置一方面利用了废烟气的热能作为淡化的热源，提高了内燃机能量的利用效率，另一方面对于传导到水蒸汽的热量进行了充分的利用，通过液化放热蒸发吸热的互补关系，极大地提高了热能的利用效率。
[0024]3、本专利技术提供的文丘里管射流器在海水喷淋管路的使用，使得借助流动的海水即可实现装置内的负压要求，满足了二效蒸馏器内负压蒸馏的要求，避免了大功率真空泵的使用，减少了能量的消耗；同时抽出来的空气又会使得喷淋管路内的压强增大，一效蒸馏器内喷淋器的流速更大，海水雾化效果也更好。
[0025]4、本专利技术提供的化学除垢剂为聚天冬氨酸，这是一种环境友好型阻垢剂，通过螯合溶解和晶格畸变，使得无机盐易于脱离物体表面，其阻垢能力强、无毒无害并且能在环境中自动降解，不会对环境产生污染。
[0026]5、本专利技术提供了一种新的均温装置，通过在在烟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换热器，所述换热器包括壳体以及设置在壳体内的热管和分隔板，分隔板将热管分隔为位于上部的热端和位于下部的冷端，其特征在于，烟气进入分隔板下方，海水喷淋到分隔板上方，分隔板为沿着烟气流动方向向下倾斜布置，分隔板上表面雕刻苦水的排出的纹路。2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，分隔板有两层且由不锈钢制成，两板之间由隔热材料填充。3.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，换热器壳体为方形，四周导有圆角，由单层双相不锈钢制成，外部涂刷复合硅酸盐保温涂料；上端密封盖可以拆卸。4.一种基于船舶废气余热的海水淡化装置，其特征在于，所述装置包括一效蒸馏器、二效蒸馏器、管壳式换热器和淡水仓，所述一效蒸馏器连接二效蒸馏器，二效蒸馏器连接管壳式换热器，所述淡水仓设置在二效蒸馏器和管壳式换热器的下部，所述一效蒸馏器就是权利要求1
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3之一所述的换热器，所述二效蒸馏器内设置二效热管和二效分隔板，二效分隔板将二效热管分隔为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春生，刘淼，吴奇政，逯晓康，李佳航，席双军，王学良，田鑫，周泽宇，王志诚，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：