主喷淋头3d和第四级副喷淋头6d，第四级副喷淋头6d位于第四级主喷淋头3d下方，内腔中下部焊接有筛型不锈钢盘7，不锈钢盘上也盛置有多孔塑料小球5，第四级除湿单元12d内腔设置有冷凝器13d，第四级加湿单元4d底部设置浓海水收集槽9，第四级除湿单元12d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]第三级浓海水收集槽内的水位限流管16不但保证箱底部存留一定体积的浓海水，而且当上部喷淋海水流入浓海水收集槽的量超过了水位限流管的高度，海水就会通过该水位限流管流入第四级加湿单元4d内。
[0043]本实施例通过以下方式进行工作:
[0044]进料海水由水泵2首先抽入第四级除湿单元12d内的冷凝器13d中预热，然后进入第三级除湿单元12c的冷凝器13c中再次预热，最后进料海水分为两部分:一部分经阀门由第一、第二和第三级副喷淋头6喷淋，另一部分进入第四级加湿单元4d内经第四级主喷淋头3d喷淋到多层多孔陶瓷小球5上，第四级加湿单元4d底部的浓海水通过管路排出；
[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喷淋到多层陶瓷小球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。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、第三和第四级加湿单元4内的热湿空气11经风机8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，其中第三级淡水收集槽中的淡水通过管路注入第四级淡水收集槽，最后各级的淡水排出并收集。实施例2
[0047]图3为本发明五级太阳能加热海水淡化装置示意图。
[0048]五级海水淡化装置是在四级海水淡化装置的基础上加装一级加湿除湿箱；五个加湿除湿箱均为矩形腔体，其中第一级、第二级和第三级加湿除湿箱连为整体，第四级和第五级加湿除湿箱连为整体。
[0049]所述的热源在本实施例中是太阳能。
[0050]所述的热质交换介质在本实施例中是多孔塑料小球。
[0051]所述的托盘在本实施例中是筛型不锈钢盘。
[0052]五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。
[0053]第四级浓海水收集槽内的水位限流管16不但保证箱底部存留一定体积的浓海水，而且当上部喷淋海水流入浓海水收集槽的量超过了水位限流管的高度，海水就会通过该水位限流管流入第五级加湿单元4d内。
[0054]本实施例通过以下方式进行工作:
[0055]进料海水由水泵2首先抽入第五级除湿单元12e内的冷凝器13e中预热，然后进入第四级除湿单元12d的冷凝器13d中再次预热，最后进料海水分为两部分:一部分经阀门由第一、第二、第三和第四级副喷淋头6喷淋，另一部分进入第五级加湿单元4e内经第五级主喷淋头3e喷淋到多层多孔陶瓷小球5上，第五级加湿单元4e底部的浓海水通过管路排出；
[0056]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喷淋到多层陶瓷小球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。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。第四级加湿单元4d底部的浓海水进入第三级除湿单元12c内冷凝器13c中进行换热，然后再次喷入第四级加湿单元4d内与海水膜进行热湿交换，生成湿空气11。
[0057]第一、第二、第三、第四和第五级加湿单元4内的热湿空气11经风机8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，其中第四级淡水收集槽中的淡水通过管路注入第五级淡水收集槽，最后各级的淡水排出并收集。
[0058]五级海水淡化装置的应用增加了装置的淡水产水量，提高了装置效率。
【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，其特征在于: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，海水主喷淋头、副喷淋头位于加湿单元顶部，盛放热质交换介质的托盘位于加湿单元中下部，浓海水收集槽位于加湿单元底部，除湿单元内部包括冷凝器和淡水收集槽，冷凝器位于除湿单元中部，淡水收集槽位于除湿单元底部，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； 热源进水口串联水泵与第I级加湿单元中的浓海水收集槽相连，热源出水口与第I级主喷淋头相连接，第i α = 2，3?Ν-1)级加湿单元中的浓海水收集槽与第1-Ι级除湿单元中冷凝器的进水口相连接，第i级加湿单元中的主喷淋头串联水泵与第i_l级除湿单元中冷凝器的出水口相连接； 进料海水管路串联水泵与第N级除湿单元中冷凝器的进水口相连接，第N级冷凝器的出水口与第N-1级冷凝器的进水口相连接，第N-1级冷凝器的出水口连接第N级主喷淋头和其他每级的副喷淋头；每级加湿除湿箱的浓海水收集槽、淡水收集槽通过管路连接外部容器；
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】本实用新型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。本实用新型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】C02F103-08, C02F1-16, C02F1-14, C02F1-04
【公开号】CN204417161
【申请号】CN201420797419
【发明人】康慧芳, 罗炜宁, 郑宏飞
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月15日