专利名称：低电位金属保护热量循环式节能低成本海水淡化系统的制作方法
技术领域：
低电位金属保护热量循环式节能低成本海水淡化系统[0001]技术领域属于金属防腐蚀、低电位金属保护、低压低温热循环式海水淡化领域。
技术背景[0002]目前的海水淡化技术有反渗透压的“膜”法和利用蒸发原理的“热”法，“热”法中目前流行的是低温蒸馏法，即主要是低温多效蒸馏海水淡化法。蒸馏海水淡化方法即“热” 法要消耗热量，消耗热量的多少直接关系到耗能的多少和海水淡化的成本，因此利用发电厂排出的废热进行海水淡化，是理想的低温多效蒸馏方法，同时，由于海水为浓盐水，电位较低，氧化性较强，水中金属需要特殊保护。发明内容[0003]目前的海水淡化技术有反渗透压的“膜”法和利用蒸发原理的“热”法，“热”法中目前流行的是低温蒸馏法，即主要是低温多效蒸馏海水淡化法。蒸馏海水淡化方法即“热” 法要消耗热量，消耗热量的多少直接关系到耗能的多少和海水淡化的成本，因此利用发电厂排出的废热进行海水淡化，是理想的低温多效蒸馏方法。就是说，海水淡化中的“热”法依赖于热源，热源的成本直接决定海水淡化的成本。在这种情况下，除了电场附近能建立大规模的海水淡化场外，其他利用太阳能、风能等产生的热能进行海水淡化只是理论上可行， 实际上几乎不可能，因为海水蒸发需要消耗大量的汽化潜热，单靠太阳能和风能提供热量的方法进行大规模的海水淡化是不现实的，其主要原因就是水分的蒸发需要消耗大量的汽化潜热，除了电厂余热以外，几乎没有大量的其他废弃热源或大量可再生热能可供利用，因此，如何改进“热”法海水淡化的工艺，使之成为真正低耗能的“海水淡化”方法，解决需要大量汽化潜热的问题，成为将来电厂以外的海水淡化方法的首选。[0004]海水淡化方法在自然界就自然存在，比如万里晴空下的夏天海洋有大量的水蒸气蒸发，其中吸收海水的汽化潜热，带有热量的水蒸气在空气中逐步上升，到一定高度达到过饱和遇冷形成水滴，放出汽化潜热，形成降水，降下的水就是淡化后的海水，这就是自然界海水淡化的过程。但要模拟自然界的这种海水淡化模式是不可能的，主要是规模、成本和不可控制性，但是，利用一种方法完全可以实现水蒸气汽化和凝结，实现热量在系统中循环， 达到理论上“热”能零能耗海水淡化的目的。[0005]本申请涉及一种低温低压海水淡化热循环系统，并采取防氧化电极保护，在这个系统中海水的汽化潜热和凝结潜热达到平衡，并在系统中往复循环，系统只需要一个初始启动热量达到海水的初始温度，整个系统不依赖外来热量。具体包括蒸发室、冷凝室、抽气机、换热管、绝缘体、直流电源正负极接口。其特征是冷凝室在下方，具有排气孔和液体排出孔，冷凝室与换热管内部腔体连接，并与换热管共同开口于系统上方的蒸汽进口 ；蒸发室位于系统上方，里面是需要蒸发的海水和海水上方的汽化仓，换热管外部贯穿于海水之中， 蒸发室腔体密封并开口于系统上方的蒸汽出口 ；蒸汽进口和蒸汽出口与抽气机或真空泵相连，绝缘体连接于大地和海水淡化装置之间，直流电源正极接淡化装置金属体，直流电源负极接海水。[0006]抽气机或真空泵动力由风能提供。[0007]蒸发室内部的海水在抽气机或真空泵的作用下，气体不断排出，形成负压，即低于外界大气压，海水在低气压下蒸发，蒸发后的低温水蒸汽在抽气机或真空泵的作用下由蒸汽进口进入换热管和冷凝室，形成高压，温度较高，并通过换热管与低温海水换热发生冷凝，冷凝水逐渐在冷凝室下方聚集，由液体排出口排出，形成淡水。而蒸汽凝结释放出的汽化潜热依然被换热管外的海水吸收并重新在低压下蒸发消耗汽化潜热，这样汽化潜热在冷凝室和蒸发室之间通过换热管得到循环使用，达到热量平衡，而淡水却在抽气机或真空泵的作用下源源不断的产生，形成不依赖外界环境的热量循环系统。根据外界温度可适当选择系统保温或不保温，利于热量积累和循环，充分达到节能和降低海水淡化成本的目的。同时利用电极保护，使海水淡化装置免除氧化之忧即可以防锈。
[0008]附图1为热量循环式系统结构示意图。其中1、冷凝室；2、液位计或感应探头；3、 液体排出口 ；4、气体排出口 ；5、蒸发室；6、换热管；7、蒸汽出口 ；8、抽气机或真空泵；9、蒸汽进口 ；11、电池正极接金属体；12、电池负极接海水；13、绝缘隔离层；具体实施方式
[0009]结合附图进行一下说明[0010]图1为本申请文件系统结构示意图，其中蒸发室(5)位于上方，冷凝室(1)位于下方，蒸汽进口(9)与换热管(6)相连，换热管(6)内腔与冷凝室(1)相连，蒸汽在抽气机(8) 的作用下由蒸汽进口(9)进入换热管(6)，换热管(6)内的蒸汽在蒸发室(5)内的海水换热作用下发生凝结，凝结水流入冷凝室(1)底部储存，达到一定液位后由液体排出口(3)排出。蒸发室(5)内的海水在抽气机(8)的作用下在低压下汽化，并吸收海水的热量，海水温度降低，海水通过与换热管(6)的热交换吸收热量用以补偿由于汽化减少的热量，而换热管(6)内的蒸汽通过与换热管(6)外低温海水的热交换发生凝结，形成“淡水”，这种淡水盐度含量极少。同时，淡化装置金属外缘接直流正极(11)，海水接负极(12)，淡化装置与大地之间存在绝缘体(13)。[0011]蒸发室( 和冷凝室(1)都需要承压密封，其中换热管(6)内腔可以看做是冷凝室的一部分，换热管内腔起到的是冷凝室的作用，在系统中换热管内腔和冷凝室(1)是分不开的，由于换热管(6)内腔较小，没有把内腔标识为“冷凝室”，但换热管内腔起到了“冷凝”作用是这种热循环式海水淡化的显著特点。[0012]由于此类海水淡化方式只需要提供动力来形成负压蒸发，所以可以用风力提供动力。[0013]如果蒸发室不用负压蒸发，要在常压下蒸发就需要达到常压下的水的沸腾值，要外界提供热源作为蒸发动力，也同样需要这种循环结构，不过需要系统严格保温。用另一句话说就是冷凝器的蒸汽进口和蒸发器的蒸汽出口之间的抽气机或真空泵可以由高温蒸汽来取代。[0014]在蒸发室内，海水的注入或浓盐水的排出，说明书附图中没有表示，在现实操作中可加入海水进口和浓盐水出口，但需要在蒸发时保持相对密封。[0015]简单总结热量循环式节能低成本海水淡化系统具体包括蒸发室、冷凝室、抽气机、换热管、绝缘体、直流电源正负极接口。其特征是冷凝室在下方，具有排气孔和液体排出孔，冷凝室与换热管内部腔体连接，并与换热管共同开口于系统上方的蒸汽进口 ；蒸发室位于系统上方，里面是需要蒸发的海水和海水上方的汽化仓，换热管外部贯穿于海水之中， 蒸发室腔体密封并开口于系统上方的蒸汽出口；蒸汽进口和蒸汽出口与抽气机或真空泵相连，绝缘体连接于大地和海水淡化装置之间，直流电源正极接淡化装置金属体，直流电源负极接海水。[0016]抽气机或真空泵动力由风能提供。
权利要求1.低电位金属保护热量循环式节能低成本海水淡化系统，具体包括蒸发室、冷凝室、抽气机、换热管、绝缘体、直流电源正负极接口，其特征是冷凝室在下方，具有排气孔和液体排出孔，冷凝室与换热管内部腔体连接，并与换热管共同开口于系统上方的蒸汽进口 ；蒸发室位于系统上方，里面是需要蒸发的海水和海水上方的汽化仓，换热管外部贯穿于海水之中， 蒸发室腔体密封并开口于系统上方的蒸汽出口 ；蒸汽进口和蒸汽出口与抽气机或真空泵相连，绝缘体连接于大地和海水淡化装置之间，直流电源正极接淡化装置金属体，直流电源负极接海水。
2.根据权利要求1所述的低电位金属保护热量循环式节能低成本海水淡化系统，其特征是抽气机或真空泵动力由风能提供。
专利摘要低电位金属保护热量循环式节能低成本海水淡化系统属于海水淡化，涉及一种低电位金属保护防锈装置。具体包括蒸发室、冷凝室、抽气机、换热管、绝缘体、直流电源正负极接口。其特征是冷凝室在下方，具有排气孔和液体排出孔，冷凝室与换热管内部腔体连接，并与换热管共同开口于系统上方的蒸汽进口；蒸发室位于系统上方，里面是需要蒸发的海水和海水上方的汽化仓，换热管外部贯穿于海水之中，蒸发室腔体密封并开口于系统上方的蒸汽出口；蒸汽进口和蒸汽出口与抽气机或真空泵相连，绝缘体连接于大地和海水淡化装置之间，直流电源正极接淡化装置金属体，直流电源负极接海水。此系统能达到节能和降低海水淡化成本的目的且防止金属氧化。
文档编号C02F1/04GK202246141SQ20112033744
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者冯益安 申请人:冯益安