一种太阳能海水淡化装置的制造方法_3

文档序号:9499887阅读:来源:国知局
使各级温差加大,提高淡化效率。
[0036]低温多效真空舱室中,蒸汽与上方的海水均处于大容器内,不存在降压的影响,因此不存在产生的蒸汽因水压降低而重新冷凝的现象,也不存在蒸汽因降压而无法冷凝的现象。
[0037]如图6所示,低温多效真空舱室41内的蒸发冷凝换热板42为一排连续W字形折线结构板。该蒸发冷凝换热板的设计,在相同容积下,增大了传热面积,有效提高了传热效率;海水中产生的蒸汽能够及时离开蒸发冷凝换热板,下方的蒸汽冷凝后的水珠沿着W字结构下斜面下滑,下滑过程中吸收沿途的水珠增大重力并最终落入密封腔室内,能够及时离开换热板,保持了蒸发冷凝换热板的高效换热能力。
[0038]优选的,在低温多级蒸馏系统4中,从第二级低温多效真空舱室开始设置蒸发冷凝换热板42。第一级低温多效真空舱室能够缓存被太阳能接收池升温的海水,并使海水在第一级低温多效真空舱室的低压下降低沸点产生足够的蒸汽进入第二级低温多效真空舱室内进行热交换。
[0039]低温多效真空舱室上设置有水位传感器、温度传感器、压力传感器和/或用于观察内部是否结垢的视窗。各种传感器检测系统中的海水水位变化,蒸馏水积存量,水温和压力值等;视窗能够观测舱室内的结垢情况,以便及时采取措施除垢。
[0040]低温多级蒸馏系统中的各级低温多效真空舱室可以是各自独立的舱室,对应的,在每个独立舱室中设置蒸发冷凝板。而为了降低制造难度和成本,还可以采用整体分隔的形式,例如采用钢塑管作为低温多效真空舱室的主体,通过隔板分隔出多级舱室,而通水孔44开设与相邻舱室隔板的下部。优选将低温多效真空舱室设计为圆筒型,圆筒型设计使得设计外形更牢固,并且没有各种拼接缝,密封性能好;钢材料具有防腐蚀性能,能够承受真空压力;钢管内壁的塑料能够阻隔海水与钢管直接接触,钢管外壁的塑料能够阻隔钢管与空气的接触,有效避免钢管被腐蚀,同时塑料结构能够有效缓解产生结垢现象。在舱室外侧还可以包裹隔热层,例如隔热棉,防止热量向外散热。
[0041]对应的,各级低温多效真空舱室中的蒸发冷凝换热板为一个整体的蒸发冷凝板,通过设置多个隔板形成多级的结构。
[0042]如图1所示,本发明实施例提出的太阳能海水装置还包括有淡水管路5、浓盐水管路91和回热换热器7 ;密封腔室43底部开设的淡水流出口 46连接于淡水管路5 ;低温多级蒸馏系统中的倒数第二级低温多效真空舱室设置有浓盐水出口,连接于浓盐水管路91 ;回热换热器7置于进水管路和淡水管路之间,用于淡水与进水形成热交换;可以在淡水管路的末端连接淡水栗8,在浓盐水管路的末端连接有浓盐水栗9。
[0043]在低温多级蒸馏系统4的最后一级低温多效真空舱室411与前一级低温多效真空舱室之间不开设通水孔。
[0044]进水管路具体分为第一进水管路211和第二进水管路212 ;进水栗通过第一进水管路211连接最后一级低温多效真空舱室411,引入海水对最后一级低温多效真空舱室的蒸发冷凝板下方的蒸汽进行冷凝;最后一级低温多效真空舱室411还通过第二进水管路212连接回热换热器7后连接至太阳能接收池的入水口 ;对蒸汽冷凝后的海水经第二进水管路212在回热换热器7处与淡水管路换热后进入太阳能接收池。进水栗抽取海水从第一进水管进入最后一级低温多效真空舱室后,对蒸发冷凝板下方的蒸汽进行冷凝,海水因为换热而温度升高,然后从第二进水管流出,在回热换热器与高温的淡水进一步换热后在进入太阳能接收池,能有效提高进入太阳能接收池的海水温度,有助于提高海水淡化的效率。
[0045]回热换热器7的作用是将冷凝水的热量回收至海水进料水中,提高到达太阳能接收池前的海水温度,这样能使海水在出太阳能接收池后到达较高的温度。经过计算:从低温多效真空舱室出来的淡化水汇总后的平均温度为70度,如果这些能量被浪费,那么海水进入太阳能集热装置的初温很低,海水终温下降,也就无法使系统达到高效。通过回热换热器使淡水和浓盐水降温至50度,而进料海水升温至60度,这样通过太阳能加热后海水的实际温度达到90度左右,这样到达低温多效真空舱室后才能散发出大量蒸汽,同时蒸汽才能加热后续海水。
[0046]太阳能接收池3中,水池的内壁与底部采用保温防水材料处理;还可以在水池的水面增加漂浮的黑色集热布。保温防水材料保证热量不散发浪费,并防止水渗透;黑色集热布提高集热能力。放置黑色集热布时,拦截过滤布可以连接于黑色集热布和水池底部之间。
[0047]低温多级蒸馏系统中,多级低温多效真空舱室的长度可以全部相同;考虑各级淡化的温度不同,淡化容量也不同,各级舱室的长度还可以不相同。
[0048]下面以一个具体的实施例对本发明提出的太阳能海水淡化装置做出详细的说明。
[0049]设计一个平均日产淡水总量达到5吨以上的海水淡化装置,最高每天产淡水量达到10吨。实施方案如下:
太阳能接收池分三级水池,占用长15米、宽8米的地面,将地面按照高度差为0.5米设置3个平台,使得水池间彼此相差0.5米的高度;水池采用混凝土围成,台阶位置设置水位控制装置和流速调节装置,例如多个调节流量和水位的限位板,使用电机驱动。
[0050]3个不同高差的水池,能够确保上层第一级水池为粗滤系统,主要拦截水中的杂质颗粒,第二级水池拦截海水结垢后产生的钙镁盐沉淀,第三级水池结垢速度能够反映低温多级蒸馏系统的结垢情况。如果第三级水池的结垢速度较快,则低温多级蒸馏系统产生水垢的几率增大,则需要调整各级水位深度以改善情况,如果第三级水池结垢少,则反应低温多级蒸馏系统不易产生水垢。
[0051]太阳能真空玻璃为带反射膜的真空玻璃,真空压力达到0.lpa以下,热辐射和热对流及热传导均已经达到隔热的要求。
[0052]低温多级蒸馏系统共设计10个低温多效真空舱室,每个真空舱室采用0.5米直径、15_厚度、2米长的钢塑管作为舱室主体,蒸发冷凝换热板采用防腐蚀的海军黄铜板经弯折后形成一排连续的W字形折线结构;黄铜板尺寸为用0.3mm厚,宽为1.5m,总长为11m,经弯折后设计为包含40个倒三角结构的单长为275mm的折线板。蒸发冷凝换热板固定在舱室内,隔离出密封腔室。
[0053]低温多效真空舱室开设观察孔和设置检测水位高度以及温度的传感器,确保真空压力满足实际需求,同时确保海水水位高度满足要求;在舱室开设抽真空孔,通过管路连接真空栗,在密封腔室的底部开设淡水流出口和蒸汽入口。
[0054]设置一个总控制室,对各项设备以及各项参数进行监控和控制,并对各项设备供电。
[0055]海水进入太阳能接收池后,在第一级水池中开始逐渐升温以及滤除海水中的杂质和细菌,进入第二级水池后,水温进一步升高,海水在升温后开始逐渐产生水垢,水垢主要在第二级水池中滤除,海水进入第三级水池,并在第三级水池中升温至90度左右。
[0056]升温的海水进入低温多级蒸馏系统,在第一级低温多效真空舱室内受负压环境影响降低沸点产生蒸汽,蒸汽进入第二级舱室的蒸发冷凝换热板的下方的密封腔室内,由于当级舱室的真空度低于上一级舱室的真空度,则
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