一种新型高效海水淡化装置的制作方法

本发明涉及海水淡化技术领域，尤其涉及一种新型高效海水淡化装置。

背景技术

水资源短缺已成为全球性问题，采用海水淡化技术开辟新的淡水水源，增加淡水总供应量，已逐渐成为世界各国解决水危机的一种重要途径。现有海水淡化方法主要包括热法、反渗透膜法，但这些方法需要消耗大量能量，而小型反渗透海水淡化装置系统的操作压力一般在5.5mpa～6.5mpa,从膜组件排出的浓海水压力仍高达5.2mpa～6.2mpa，浓海水中具有较大的压力能量，如果回收利用对降低海水淡化装置能耗具有一定的价值。目前反渗透浓水能量回收分为水力透平式和功交互式两种。水力透平式效率较低，一般用于中大型海水淡化装置中。功交换式一般对高压泵及其配套电机性能要求和制造工艺要求很高，目前小型和微型海水淡化装置使用较少。

技术实现要素：

本发明提供了一种新型高效海水淡化装置，包括反渗透海水淡化系统、真空蒸馏系统、冷凝制水系统、热能循环系统、产品水箱，所述真空蒸馏系统分别与所述冷凝制水系统、所述反渗透海水淡化系统、所述热能循环系统连通，所述产品水箱分别与所述冷凝制水系统、所述反渗透海水淡化系统连通。

作为本发明的进一步改进，所述冷凝制水系统包括冷凝器、淡水箱，所述冷凝器包括冷凝器第一进口、冷凝器第二进口，冷凝器第一出口、冷凝器第二出口，所述淡水箱包括淡水箱进口、淡水箱第一出口、淡水箱第二出口，所述冷凝器第一进口、所述冷凝器第一出口分别与所述反渗透海水淡化系统连通，所述冷凝器第二进口与所述真空蒸馏系统连通，所述冷凝器第二出口与所述淡水箱进口连通，所述淡水箱第一出口与所述产品水箱连通，所述淡水箱第二出口与所述真空蒸馏系统连通。

作为本发明的进一步改进，所述反渗透海水淡化系统包括增压泵、预处理器、高压泵、反渗透膜组件，所述增压泵与所述冷凝器、所述预处理器、所述高压泵、所述反渗透膜组件、所述产品水箱依次连通。

作为本发明的进一步改进，所述增压泵与所述冷凝器第一进口连通，所述预处理器与所述冷凝器第一出口连通。

作为本发明的进一步改进，所述真空蒸馏系统包括蒸馏膜组件、膜蒸馏箱，所述蒸馏膜组件安装在所述膜蒸馏箱内，所述蒸馏膜组件与所述冷凝器连通，所述膜蒸馏箱与所述热循环系统连通。

作为本发明的进一步改进，所述真空蒸馏系统还包括喷射器，所述喷射器包括喷射器第一进口、喷射器第二进口、喷射器出口，所述喷射器第一进口与所述反渗透膜组件连通，所述喷射器第二进口与所述淡水箱连通，所述喷射器出口与所述热循环系统连通。

作为本发明的进一步改进，所述喷射器第一进口与所述反渗透膜组件连通处为浓水管道，所述浓水管道上设置有调节阀。

作为本发明的进一步改进，所述热能循环系统包括换热器、浓水箱、加热器，所述换热器包括换热器第一进口、换热器第二进口，换热器第一出口、换热器第二出口，所述换热器第一进口与所述浓水箱连通，所述换热器第二进口、所述换热器第一出口、所述加热器分别与所述膜蒸馏箱连通，所述换热器第二出口通过管道将浓水排出，所述浓水箱与所述喷射器连通。

作为本发明的进一步改进，所述预处理器包括多介质过滤器、精密过滤器、保安过滤器，所述多介质过滤器、所述精密过滤器、所述保安过滤器依次连通。

作为本发明的进一步改进，所述高压泵进口和出口设置有压力控制器。

本发明的有益效果是：1.本发明采用的喷射器将海水反渗透的浓水通过喷射作用，产生的负压抽吸能量为后续设备运转提供了动力，相对常规反渗透海水淡化设备回收浓水的能量；2.本发明采用喷射后的浓水与膜蒸馏箱内浓水进行热量交换，较大程度上回收了热能，降低了加热器的功耗；3.本发明采用的蒸馏膜组件，是一种疏水性膜，对于水蒸气的渗透性好，阻隔了浓水的渗透；4.本发明采用的海水冷却冷凝器内水蒸气方法回收了热能，对海水进行了升温处理，提高了反渗透膜的产水量。

附图说明

图1是本发明的一种高效海水淡化装置结构示意图；

图2是本发明的喷射器结构示意图；

图3是本发明的换热器结构示意图；

图4是本发明的冷凝器结构示意图；

图5是本发明的淡水箱结构示意图。

具体实施方式

如图1－5所示，本发明公开了一种新型高效海水淡化装置，包括反渗透海水淡化系统、真空蒸馏系统、冷凝制水系统、热能循环系统、产品水箱5，所述真空蒸馏系统分别与所述冷凝制水系统、所述反渗透海水淡化系统、所述热能循环系统连通，所述产品水箱5分别与所述冷凝制水系统、所述反渗透海水淡化系统连通。

所述冷凝制水系统包括冷凝器11、淡水箱12，所述冷凝器11包括冷凝器第一进口110、冷凝器第二进口113，冷凝器第一出口111、冷凝器第二出口112，所述淡水箱12包括淡水箱进口122、淡水箱第一出口121、淡水箱第二出口123，所述冷凝器第一进口110、所述冷凝器第一出口111分别与所述反渗透海水淡化系统连通，所述冷凝器第二进口113与所述真空蒸馏系统连通，所述冷凝器第二出口112与所述淡水箱进口122连通，所述淡水箱第一出口121与所述产品水箱5连通，所述淡水箱第二出口123与所述真空蒸馏系统连通。

所述反渗透海水淡化系统包括增压泵1、预处理器2、高压泵3、反渗透膜组件4，所述增压泵1与所述冷凝器11、所述预处理器2、所述高压泵3、所述反渗透膜组件4、所述产品水箱5依次连通。

所述增压泵1与所述冷凝器第一进口110连通，所述预处理器2与所述冷凝器第一出口111连通。

所述真空蒸馏系统包括蒸馏膜组件10、膜蒸馏箱9，所述蒸馏膜组件10安装在所述膜蒸馏箱9内，所述蒸馏膜组件10与所述冷凝器11连通，所述膜蒸馏箱9与所述热循环系统连通。

所述真空蒸馏系统还包括喷射器6，所述喷射器6包括喷射器第一进口63、喷射器第二进口61、喷射器出口62，所述喷射器第一进口63与所述反渗透膜组件4连通，所述喷射器第二进口61与所述淡水箱12连通，所述喷射器出口(62)与所述热循环系统连通。

所述喷射器第一进口(63)与所述反渗透膜组件4连通处为浓水管道，所述浓水管道上设置有调节阀。

所述热能循环系统包括换热器8、浓水箱7、加热器13，所述换热器8包括换热器第一进口(84)、换热器第二进口(83)，换热器第一出口(81)、换热器第二出口(82)，所述换热器第一进口(84)与所述浓水箱7连通，所述换热器第二进口(83)、所述换热器第一出口(81)、所述加热器13分别与所述膜蒸馏箱9连通，所述换热器第二出口(82)通过管道将浓水排出，所述浓水箱7与与所述喷射器6连通。

所述预处理器2包括多介质过滤器、精密过滤器、保安过滤器，所述多介质过滤器、所述精密过滤器、所述保安过滤器依次连通。

所述高压泵3进口和出口设置有压力控制器。

本发明的一种新型高效海水装置是海水由增压泵1加压经冷凝器11升温后，再经过海水预处理器2进行过滤，过滤后的海水由高压泵3加压进入反渗透膜组件4，反渗透的淡水进入产品水箱5；反渗透的浓水流向喷射器6，喷射器6将反渗透的高压浓水射流进入浓水箱7，将浓水正高压力能量通过喷射作用转化成负压力抽吸能量；浓水箱7内的浓水经换热器8升温后流入膜蒸馏箱9，膜蒸馏箱9内多余高温海淡浓水经热交换器降温后排出，回收蒸馏箱外排海淡浓水的热能。

本发明的一种新型高效海水装置是蒸馏膜组件10内置于膜蒸馏箱9内，蒸馏膜组件10出口与冷凝器11连接，冷凝器11与淡水箱12连接，通过喷射器6吸入口与淡水箱12连接；通过射流作用转化过来的负压抽吸能力将冷凝器11、淡水箱12内部分空气带走，使冷凝器11和淡水箱12保持一定的真空度；在射流器的连续不断的作用下，冷凝器11和淡水箱12始终处于负压真空状态。

本发明的一种新型高效海水装置是蒸馏膜组件10在冷凝器11和淡水箱12负压真空作用下将膜蒸馏箱9内的水蒸汽吸入蒸馏膜内侧，水蒸气通过管道流入冷凝器11，水蒸汽通过冷凝器11冷却为液体，冷却水流入淡水箱12，淡水箱12内淡水高位溢流进入产品水箱5；用于冷却水蒸气的海水经升温后流入海水预处理器2。

本发明的一种新型高效海水装置为了保持膜蒸馏箱9的温度，针对排出的反渗透浓水带走的部分热量，通过加热器13加热补充，保持膜蒸馏箱9维持膜蒸馏所需要的温度。

本发明的一种新型高效海水装置通过在反渗透淡化系统增加一个喷射器6，利用射流作用将海水反渗透系统中浓水的正高压力能量转化为负压力抽吸能量，负压力抽吸能量通过蒸馏膜将海水中的水蒸汽抽吸到冷凝器11冷却为淡水。回收反渗透淡化过程浓水能量，有利于降低海水淡化工程的能耗，也提高了整个海水淡化装置的回收率。

下面结合附图对本发明的一种新型高效海水装置做进一步详细说明：

1)增压泵1通过管道与冷凝器进口110连接；冷凝器出口111通过管道依次与预处理器2(包含多介质过滤器、5微米精密过滤器、3微米保安过滤器)、高压泵3(工作压力5.5mpa～6.5mpa)、和反渗透膜组件4(sw型海水淡化膜)连接，在高压泵3进口和出口设置压力控制器，预防高压泵3进口压力过低产生负压，损伤叶轮；预防高压泵3出口压力过大，损伤反渗透膜组件4。

2)反渗透膜组件4产品水通过管道与产品水箱5连接；反渗透膜组件4浓水通过管道与喷射器进口63连接，浓水管路上设置针型调节阀，调节浓水压力。

3)喷射器出口62通过管道依次与浓水箱7、换热器进口84连接；换热器出口81通过管道与膜蒸馏箱进口91连接；膜蒸馏箱出口93通过管道与换热器进口83连接；换热器出口82通过管道连接将浓水排出。

4)喷射器进口61通过管道与淡水箱出口123连接，喷射器6通过负压抽吸作用将冷凝器11和淡水箱12内空气抽干，形成一定的真空度。

5)蒸馏膜组件10出口通过管道与冷凝器进口113连接，蒸馏箱9中的水蒸汽在负压作用下透过蒸馏膜组件10进入冷凝器11，由水蒸汽变成液态水；

6)冷凝器出口112通过管道与淡水箱进口122连接，冷却水蒸汽用的是增压泵1提升的自然海水,自然海水经升温后进入海水预处理器2；

8)淡水箱出口121通过管道与产品水箱5连接。

9)整个海水淡化装置通过回收反渗透系统中浓水的正高压力能量，转化为负压抽吸能量，通过蒸馏膜组件10过滤水蒸汽经冷却制得淡水，达到整个系统节能和提高回水率的效果。

本发明的有益效果是：1.本发明采用的喷射器将海水反渗透的浓水通过喷射作用，产生的负压抽吸能量为后续设备运转提供了动力，相对常规反渗透海水淡化设备回收浓水的能量；2.本发明采用喷射后的浓水与膜蒸馏箱内浓水进行热量交换，较大程度上回收了热能，降低了加热器的功耗；3.本发明采用的蒸馏膜组件，是一种疏水性膜，对于水蒸气的渗透性好，阻隔了浓水的渗透；4.本发明采用的海水冷却冷凝器内水蒸气方法回收了热能，对海水进行了升温处理，提高了反渗透膜的产水量。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。