压汽法海水淡化装置及方法与流程

本发明专利涉及海水淡化技术领域，尤其涉及压汽法海水淡化系统及方法。

背景技术：

蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化，再把蒸汽冷凝成淡水的方法。主要有低温多效法海水淡化，多级闪蒸法海水淡化等。压汽法是海水在蒸馏罐内蒸发后形成的蒸汽，经过除泡过滤(如捕沫器)装置，再经过压缩机加压，提高压力和温度后进入冷凝管道，与管壁外的海水换热后冷凝成液态水，释放出的汽化潜热用于加热冷凝管外的海水，使之沸腾蒸发。管内冷凝水经海水预热换热器回收部分显热后，作为产品淡水输出，只能提取部分淡水，不能提取盐；系统中没有脱盐措施，为防止盐结晶和结垢，蒸发器中的浓盐水达到一定浓度后，即需经换热器同冷海水换热后排放。海水取水比一般不足40%。当40%左右的淡水取出后，剩余的浓盐水必须回排到大海中或存放起来等待深加工利用，这部分海水除高盐度和高温度外，还含有海水预处理过程加进去的阻垢剂，杀菌剂，ph值调节剂，海洋生物藻类等杀灭剂等，回排大海的浓盐水会对周边海洋生物造成极大的伤害和海洋污染；海水回排达到60%左右，造成的额外动力消耗及热量等损失很大；海水综合利用效果差，工业生产效益不好，未实现海水中多种盐的综合利用。

技术实现要素：

本发明针对上述技术问题，提出一种淡水和海盐同步生产、绿色环保零排放的海水淡化系统及方法。

压汽法海水淡化系统，包括蒸馏罐、设置在蒸馏罐内的蒸发冷凝器、与蒸发冷凝器连接的汽水分离器、与汽水分离器连接的换热器、与蒸馏罐连接的蒸汽压缩机和离心过滤器，蒸气压缩机与蒸发冷凝器连接，离心过滤器与水泵连接，水泵与蒸馏罐连接。

优选地，换热器包括第一换热器和第二换热器。

优选地，汽水分离器汽出口与第一换热器连接，汽水分离器水出口与第二换热器连接。

优选地，离心过滤器通过盐水泄放阀与蒸馏罐连接。

优选地，还包括热泵，第二换热器和热泵连接。

优选地，还包括蒸汽加热器，蒸汽加热器与蒸汽压缩机连接。从蒸馏罐内抽出的水蒸汽，通过蒸馏罐内的蒸发冷凝器同罐内海水热交换冷凝成淡水，并加热了罐内海水使之蒸发，从而逐渐浓缩并析出海盐。

压汽法海水淡化方法，包括以下步骤：

s1：海水初步净化，冷凝换热；

s2：排放s1不凝汽，储存s1所得淡水，对其它液体补热蒸馏；

s3：s2蒸馏后，抽取、压缩并加热蒸汽，蒸发冷凝，汽水分离；

s4：s2蒸馏后，分离盐水及海盐；

s5：s3汽水分离后，排放不凝汽，对液体降温换热，储存淡水，其余的补热继续蒸馏。

优选地，s4分离盐水和海盐后，将海盐存储，将盐水重新蒸馏，继续s3。

优选地，s4不再有海盐析出时，将该液体整体导出存储。

海水净化处理后先经过第一换热器用蒸汽冷凝换热，再经过热淡水换热的第二换热器进一步提温，最后通过外来热源:蒸汽、热水或电加热等进行补热使之达到工艺要求的温度后注入蒸馏罐进行蒸发，蒸发产生的蒸汽先经过蒸汽压缩机抽取/升压，再进行加热调温，然后回到蒸馏罐内进行换热冷凝，蒸馏罐内的海水被水蒸汽通过蒸发冷凝器时加热蒸发。蒸汽通过蒸发冷凝器冷凝换热后的汽、水混合物进入汽水分离器，分离后的蒸汽进入第一换热器进一步换热冷凝，不凝汽则排放大气中。汽水分离器中的冷凝水则流入第二换热器同海水换热，之后可通过热泵进一步回收热量，将淡水温度降至常温后贮存，也可以不经热泵降温直接贮存。蒸馏罐中的海水达到一定浓度后将析出氯化钠等海盐，待海水中总盐分达到一定浓度后，周期性地或连续地把盐/水混合液排入离心过滤器内分离出结晶盐，并把浓盐水注回蒸馏罐中重新蒸馏。当浓盐水中钙、镁等盐的浓度达到海盐标准上限时，罐内浓盐水已成为苦卤水，不再适合继续提取钠盐海盐，则集中整罐排出，装罐出售或蒸发成苦卤盐钙镁钾钠混合盐，对外出售。

本发明涉及海水淡化、海盐制取、余热回收和海洋环境保护等技术领域。海水综合利用实现了海水淡化和制取海盐的零排放、零污染及深度节能。淡水和海盐同步生产，避免了常规海水淡化浓盐水的排放。在淡水生产同时一次性提取全部海盐，提高了生产的经济效益，现有的取水比一般40%，本技术随海水的盐分浓度不同可高达90%以上。利用多种技术对生产过程中产生的热量全面回收利用，淡水排放温度甚至可以低于海水取水温度，降低能耗，降低成本，避免能源浪费。

附图说明

图1：本发明的压汽法海水淡化系统及连接结构示意图；

图2：本发明的压汽法海水淡化方法步骤示意图。

其中：1.蒸馏罐：作为压汽蒸馏系统的主要工作容器，用于海水蒸馏和生成盐；

2.蒸发冷凝器：蒸馏系统的主体设备，用于对海水进行加热蒸发和蒸汽冷凝；

3.蒸汽压缩机：用于将低温的饱和蒸汽抽出蒸馏罐，并压缩升压、升温后送到蒸发冷凝器换热冷凝；

4.蒸汽加热器：利用外部热源蒸汽、电、太阳能等对蒸汽进行补充加热升温；

5.汽水分离器：用于分离蒸汽和冷凝水，并分别排出；

6.第一换热器：用于回收从汽水分离器排出的蒸汽冷凝水和利用余热对海水进行一次加热；

7.第二换热器：用于提取冷凝水热量、降低冷凝水温度，并利用提取出的热量同时再次加热海水以便给补热器提供热海水；

8.补热器：利用外部热源蒸汽对海水进行再次加热，以使海水达到进入蒸馏罐内的温度条件；

9.热泵：用于降低冷凝水的出水温度，同时回收冷凝水中的热量对海水进行加热；

10.淡水箱：用于贮存淡水；

11.盐水泄放阀：用于排出蒸馏罐内的盐水、海盐；

12.离心过滤器：用于分离盐水和海盐；

13.水泵：用于将分离后的盐水送回蒸馏罐内和苦卤水排放；

14.卤水池：用于贮存或晾晒干燥分离后剩余的苦卤水。

具体实施方式

根据附图1-2，对本技术方案做进一步说明。

实施例1

压汽法海水淡化系统包括蒸馏罐1、设置在蒸馏罐1内的蒸发冷凝器2、与蒸发冷凝器2连接的汽水分离器5、与汽水分离器5连接的换热器、与蒸馏罐1连接的蒸汽压缩机3和离心过滤器12，蒸气压缩机3与蒸发冷凝器2连接，离心过滤器12与水泵13连接，水泵13与蒸馏罐1连接。

实施例2

与实施例1相比，换热器有两个，即第一换热器6和第二换热器7。

实施例3

与实施例2相比，汽水分离器5汽出口与第一换热器6连接，汽水分离器5水出口与第二换热器7连接，离心过滤器12通过盐水泄放阀11与蒸馏罐1连接，系统还包括热泵9和蒸汽加热器4，第二换热器7和热泵9连接，蒸汽加热器4与蒸汽压缩机3连接。

过滤后的海水先经过第一换热器6利用蒸汽进行一次加热且蒸汽进一步冷凝，再通过第二换热器7利用冷凝水换热进行二次加热，通过热泵9进一步利用冷凝水热量进行加热，最后通过补热器8外来蒸汽或电等进行再次加热调整温度，以使海水达到进入蒸馏罐1内的温度条件。

热海水进入蒸馏罐1中，被不断通过蒸发冷凝器2加热蒸发成蒸汽，蒸汽经过过滤除泡过滤器后，再经过蒸汽压缩机3抽出后加压升温，提高到适当的压力并通过蒸汽加热器4再次补充加热后送入蒸馏罐1内的蒸发冷凝器2中，与冷凝器管壁外的海水换热后冷凝成液态水。

产生出来的蒸汽和冷凝水混合物经过汽水分离器5后，冷凝水先进入第二换热器，提取冷凝水热量、降低冷凝水温度，并利用提取出的热量同时再次加热海水以便给补热器8提供热海水，最后，冷凝水的剩余热量通过热泵9回收并降温后送入淡水箱10进行贮存；从汽水分离器排出的蒸汽经过第一换热器6回收热量后，其中的可凝汽变为冷凝水进入淡水箱10，剩余的不凝气通过真空泵排放到大气。

当蒸馏罐1内盐水浓度达到35%左右时，海水中的钠盐将开始最先结晶析出，且海水总盐浓度不断上升。当析出的结晶盐在蒸馏罐1中达到一定比例时，则蒸馏罐1中的盐/水混合物通过盐水泄放阀11定期排到离心过滤器12进行盐/水分离，分离出的海盐干燥储存。而盐水则通过水泵13打回到蒸馏罐1中循环利用。随着不断蒸发结晶，海水中其他盐的浓度不断提高，当达到一定浓度后，其他盐就会陆续结晶析出。当结晶盐中其他盐的比重达到海盐标准上限时，浓海水已变为苦卤水，不再适合继续提取海盐钠盐。此时，整罐浓盐水则作为苦卤水送入卤水池14中进行储存出售，或干燥成混合盐储存。

实施例仅说明本发明的技术方案，而非对其进行任何限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。