盛置有多孔塑料小球5，第三级除湿单元12c内腔设置有冷凝器13c，第三级加湿单元4c底部设置浓海水收集槽9，第三级除湿单元12c底部设置淡水收集槽10。
[0041]每级加湿除湿箱中隔热挡板15的底部与顶部均有通风孔17，且在底部通风孔上设置有风机8。每级浓海水收集槽内均设有水位限流管16，保证浓海水收集槽内存留一定体积的浓海水。
[0042]外部进料海水管路串联水泵2后与第三级除湿单元12c内冷凝器13c的进水口相连接，冷凝器13c的出水口分成两路，一路串联阀门14连接排出装置，另一路依次串联阀门14后与每一级加湿单元4内的副喷淋头6相连接；第一级浓海水收集槽的海水管路与太阳能集热器I的进水口相连接，太阳能集热器I的出水口串联水泵2与第一级主喷淋头3a相连接，第二级浓海水收集槽的海水管路与第一级除湿单元12a内冷凝器13a的进水口相连接，冷凝器13a的出水口串联水泵2与第二级主喷淋头3b相连接，第二级浓海水收集槽的海水管路与第二级除湿单元12b内冷凝器13b的进水口相连接，冷凝器13b的出水口串联水泵2与第三级主喷淋头3c相连接。
[0043]本实施例通过以下方式进行工作:
[0044]海水通过进料海水管路由水泵2抽入第三级除湿单元12c内的冷凝器13c中，经冷凝器13c预热后多余海水经阀门排出，剩余海水依次进入各级副喷淋头6喷淋，补充循环水量;
[0045]在第一级加湿单元4a内，海水经过第一级主喷淋头3a、第一级副喷淋头6a喷淋到多层塑料小球5上，小球特殊的结构可以形成面积很大的海水膜，空气在风机8驱动下从下往上流动并与海水膜热湿交换形成热湿空气11，未被蒸发的浓海水经筛型不锈钢盘7上的小孔流到第一级加湿单元4a底部浓海水收集槽9，然后进入太阳能集热器I受热升温后经第一级主喷淋头3a再次喷入第一级加湿单元4a内与海水膜进行热湿交换，生成湿空气Ilo第二级加湿单元4b底部的浓海水进入第一级除湿单元12a内冷凝器13a中进行换热，然后经第二级主喷淋头3b再次喷入第二级加湿单元4b内与海水膜进行热湿交换，生成湿空气11。第三级加湿单元4c底部的浓海水进入第二级除湿单元12b内冷凝器13b中进行换热，然后再次喷入第三级加湿单元4c内与海水膜进行热湿交换，生成湿空气11。
[0046]第一、第二和第三级加湿单元4内的热湿空气11经风机驱动进入到对应的除湿单元12内进行冷凝，湿空气11在冷凝器13上凝结成淡水并释放出汽化潜热预热海水，淡水流入除湿单元12下部淡水收集槽10并排出。
[0047]实施例2
[0048]图3为一种二级钢厂余热加热海水淡化装置的实施例图。
[0049]如图3所示，本实施例包括:热源1、水泵2、第一级主喷淋头3a、第二级主喷淋头3b、第一级加湿单元4a、第二级加湿单元4b、多孔塑料小球5、第一级副喷淋头6a、第二级副喷淋头6b、多孔塑料盘7、风机8、浓海水收集槽9、淡水收集槽10、湿空气11、第一级除湿单元12a、第二级除湿单元12b、第一级冷凝器13a、第二级冷凝器13b、阀门14、隔热挡板15、水位限流管16、通风孔17、蒲水膜18。
[0050]所述的热源在本实施例中是钢厂余热。
[0051]所述的热质交换介质在本实施例中是多孔塑料小球。
[0052]所述的托盘在本实施例中是多孔塑料盘。
[0053]两个加湿除湿箱均为矩形腔体。
[0054]二级海水淡化装置的每级加湿除湿箱顶部通风孔都设置有蒲水膜18，避免湿空气中携带的水珠飞溅到除湿单元。
[0055]本实施例通过以下方式进行工作:
[0056]进料海水从第二级除湿单元12b内的冷凝器13b出来后，分为两路，一路从阀门14排出部分海水，另一路分别进入第一级副喷淋头6a和第二级副喷淋头6b中；
[0057]在第一级加湿单元4a内，海水经过第一级主喷淋头3a、第一级副喷淋头6a喷淋到多层塑料小球5上，小球特殊的结构可以形成面积很大的海水膜，空气在风机8驱动下从下往上流动并与海水膜热湿交换形成热湿空气11，未被蒸发的浓海水经多孔塑料盘7上的小孔流到第一级加湿单元4a底部浓海水收集槽9，然后进入热源I受热升温后经第一级主喷淋头3a再次喷入第一级加湿单元4a内与海水膜进行热湿交换，生成湿空气11。第二级加湿单元4b底部的浓海水进入第一级除湿单元12a内冷凝器13a中进行换热，然后经第二级主喷淋头3b再次喷入第二级加湿单元4b内与海水膜进行热湿交换，生成湿空气11。
[0058]第一和第二级加湿单元4内的热湿空气11经风机驱动进入到对应的除湿单元12内进行冷凝，湿空气11在冷凝器13上凝结成淡水并释放出汽化潜热预热海水，淡水流入除湿单元12下部淡水收集槽10并排出。
[0059]二级海水淡化装置运行简单，占地面积小，便于各部件集成，热利用效率相对于三级较低，适用于热源充足的地方使用。
【主权项】
1.一种热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，该海水淡化装置包括水泵、热源、阀门、多级加湿除湿箱，其中加湿除湿箱由隔热挡板分隔为加湿单元和除湿单元，加湿单元内部包括海水主喷淋头、副喷淋头、热质交换介质、托盘、浓海水收集槽和水位限流管，除湿单元内部包括冷凝器和淡水收集槽，隔热挡板顶部和底部设有通风孔，底部通风孔设有风机；该热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置由N(N= 1，2，3...)个加湿除湿箱组成； 其特征在于:第I级加湿单元中浓海水收集槽内的海水经热源加热后，由第I级主喷淋头再次喷淋到第I级加湿单元中；第1(1 = 2，3?吣级加湿单元中浓海水收集槽内的海水经第i_l级除湿单元加热后，由第i级主喷淋头再次喷淋到第i级加湿单元中； 浓海水进入第1-Ι级加湿单元中，直接喷淋到热质交换介质表面，与从下往上流动的空气发生热质交换，所形成的饱和湿空气在风机作用下经顶部通风孔输送到第i_l级除湿单元内，在冷凝器表面冷凝生成淡水，并释放汽化潜热加热冷凝器中的海水，加热后的海水进入第i级加湿单元进行再次喷淋加湿； 进料海水进入第N级除湿单元的冷凝器，与除湿单元内的热湿空气换热后一部分输送至每一级加湿单元，补充每级加湿单元的循环水量，另一部分直接排出； 所述加湿单元底部设置有浓海水收集槽，所述除湿单元底部设置有淡水收集槽。
2.如权利要求1所述的热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，其特征在于，所述热质交换介质为多孔塑料小球，且小球的表面有亲水膜并分布有小孔。
3.如权利要求1所述的热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，其特征在于，所述热质交换介质为多孔陶瓷小球，且小球的表面有亲水膜并分布有小孔。
4.如权利要求1所述的热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，其特征在于，所述热质交换介质为木条。
5.如权利要求1所述的热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，其特征在于，所述的托盘采用筛型不锈钢盘或多孔塑料盘。
6.如权利要求1所述的热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，其特征在于，所述热源是钢厂余热、电厂余热、太阳能或电加热棒。
7.如权利要求1所述的热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，还进一步包括在隔热挡板的上通风孔设置有蒲水膜，避免湿空气中携带的水珠飞溅到除湿单元。
【专利摘要】本发明提供一种热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，其包括水泵、热源、阀门、加湿除湿箱、海水主喷淋头、副喷淋头、热质交换介质、托盘、水位限流管、冷凝器、风机、浓海水收集槽、淡水收集槽。海水经热源或上一级冷凝器加热后进入加湿单元中，直接喷淋到热质交换介质表面，与从下往上流动的空气发生热质交换，所形成的饱和湿空气在风机作用下经顶部通风孔输送到除湿单元内，在冷凝器表面冷凝生成淡水，并释放汽化潜热加热冷凝器中的海水，加热后的海水进入下一级进行再次喷淋加湿。本发明通过多级回热实现热能的多次梯级利用，降低每级的冷却水入口温度与喷淋温度的温差，提高了热能利用率。
【IPC分类】C02F1-16, C02F103-08, C02F1-14, C02F1-04
【公开号】CN104709953
【申请号】CN201410779542
【发明人】康慧芳, 罗炜宁, 郑宏飞, 马丽
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月15日