海水淡化系统的制作方法

本发明涉及海水淡化技术领域，具体涉及一种海水淡化系统。

背景技术：

我国是一个水资源严重短缺的国家，人均淡水资源量只有2125立方米，仅为世界人均占有量的四分之一，被联合国列为13个贫水国之一。目前，我国正常年份缺水量近400亿立方米左右，其中灌溉缺水约300亿立方米左右。全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中108个为严重缺水城市。因此如何解决淡水资源短缺乃至水危机将是我国经济社会可持续发展过程中的重大课题。

现有的海水淡化装置，主要为蒸馏式、反渗透式、电渗析式等，应用最广的为蒸馏式。专利公开号为cn104150548b的专利公开了一种海水淡化系统，包括引入海水的海水入口，浓海水排出口及加热装置，所述的海水从所述海水入口进入，所述的海水入口连接至加热装置的得热侧，所述得热侧连通至蒸发器，该蒸发器还连接有蒸汽排出口及浓海水排出口，在所述蒸发器中设置有与海水接触的多孔介质材料，一部分海水蒸发成水蒸气从所述的蒸汽排出口排出；另一部分浓海水从所述的浓海水排出口排出；所述蒸发器的蒸汽排出口连接有真空装置，该真空装置使蒸发器及水蒸气排出通路保持真空；所述蒸发器包括喷射阀，所述的海水经喷射泵加压驱动，从所述喷射阀喷射于再分配孔板上，经再分配孔板滴落到所述多孔介质材料上；所述的真空装置与蒸发器的蒸汽排出口之间还设置有冷凝器，所述的海水入口连接至冷凝器的得热侧，该得热侧海水排出口连接至所述加热装置；所述冷凝器的散热侧与水蒸气接触形成冷凝淡水，该冷凝淡水经过淡水泵排至淡水箱。但是该系统中海水是直接在蒸发器中进行蒸发，蒸发效率较低，导致整个淡化系统的产出率较低。

技术实现要素：

针对目前存在的技术问题，本发明提供一种海水淡化系统，以解决现有技术中的各种问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种海水淡化系统，包括蒸馏器，该蒸馏器内并排分布有多个蒸馏管，在该蒸馏管的外周上喷涂有亲水涂层，所述蒸馏管的进口端与出口端之间通过第一水管连通，该第一水管与淡水水箱和电加热器连通，在所述蒸馏器内设置有喷淋管，该喷淋管上分布有喷头，所述喷淋管位于所述蒸馏管的上方，所述喷淋管通过第二水管与海水水箱连通，在该第二水管上设置进水泵，在所述蒸馏器上还设置有水蒸气出口和溢流水出口，所述水蒸气出口通过第三管道与冷凝水箱连通，该第三管道上设置有冷凝器。

上述技术方案，海水水箱内的水通过第二水管进入喷淋管，喷洒在蒸馏管上，淡水水箱内的水被加热至高温后进入蒸馏管内，浸在蒸馏管外周上的液体在高温下蒸发，蒸发后的水蒸气通过第三管道进入冷凝器冷凝成液体状后进入冷凝水箱，由于蒸馏管的外周喷涂有亲水涂层，使水滴滴落到蒸馏管上时形成均匀液膜，提高了蒸发效率。

作为优选，所述水蒸气出口设置于所述蒸馏器的上端，所述溢流水出口设置于所述蒸馏器的下端。

作为优选，所述蒸馏器上还通过第五管道与真空泵连通，在该第五管道与蒸馏器的连接处设有真空表。

如此设置，蒸发开始前，先通过真空泵对蒸馏器内进行抽气产生初始真空，提高蒸馏效率与精度。

作为优选，在所述第二水管上设置有阀门、进水流量计和热电偶。

如此设置，通过阀门、进水泵控制进入蒸馏器内的喷淋水，在第二管道上设热电偶能够对进入喷嘴内的水温进行监测，保证系统正常运行。

作为优选，在所述第三管道上设置有蒸汽流量计和热电偶。

如此设置，通过热电偶监测蒸汽出口温度，以便调整冷凝器的最佳运行参数。

作为优选，在所述第一水管上靠近所述蒸馏管进口端的位置设置有热电偶。

如此设置，通过热电偶对进入蒸馏管的水温进行监测，避免温度过低或过高对蒸馏过程产生影响。

作为优选，所述蒸馏管的两端通过法兰连接在蒸馏器内，该法兰包括与所述蒸馏器的内壁密封连接的内圈，该内圈的外侧连接有外圈，该外圈上连接有固定盘，在外圈与所述固定盘的连接处设置有密封圈，所述蒸馏管的端部连接在该固定盘上。

如此设置，通过该法兰将蒸馏管进行固定，同时法兰与蒸馏器之间密封连接，保证蒸馏器内的密封性，提高蒸馏效率。

作为优选，所述外圈的外径与所述内圈的外径相同，所述内圈的内径大于所述外圈的内径，所述固定盘的直径大于所述外圈的内径。

作为优选，所述亲水涂层的制备方法步骤如下：

步骤(1)、将钛酸丁酯加入乙醇中，然后再加入乙酰丙酮和甲基丙烯酸甲酯，搅拌30分钟，形成前驱液，其中各物质摩尔比为：钛酸丁酯：乙醇：乙酰丙酮：甲基丙烯酸甲酯＝1:12:0.5：0.5；

步骤(2)、将硝酸或氨水加入上述前驱液中，调节该前驱液的ph范围为2-8；

步骤(3)、将乙醇和去离子水的混合液缓慢加入上述前驱液中，其中混合液中，乙醇：去离子水＝6:4(摩尔占比)，滴加速率为2-3滴/秒，并继续搅拌1h；

步骤(4)、将步骤(3)中的混合液在50-70℃恒温水浴下陈化24h以上，形成稳定的tio2溶胶；

步骤(5)、将蒸馏管分别置于5％的hf溶液和丙酮溶液中，超声波清洗20min；然后用去离子水超声波清洗10min，最后放入真空干燥箱干燥备用；

步骤(6)、通过旋涂工艺进行涂膜，将步骤(4)获得的tio2溶胶均匀滴在蒸馏管表面，形成一层薄液膜，旋转涂膜，置于80℃的真空干燥箱中干燥0.5h，冷却至室温后再次涂膜，重复3～5次，形成tio2涂层；

步骤(7)、将涂膜后的蒸馏管置于马弗炉中煅烧，煅烧温度为450～550℃，保温3h，然后随炉冷却。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明将海水水箱内的水通过第二水管输送入喷淋管，喷洒在蒸馏管上，淡水水箱内的水被加热至高温后进入蒸馏管内，浸在蒸馏管外周上的液体在高温下蒸发，蒸发后的水蒸气通过第三管道进入冷凝器冷凝成液体状后进入冷凝水箱，实现了海水的淡化处理，由于蒸馏管的外周喷涂有亲水涂层，使水滴滴落到蒸馏管上时能够形成均匀液膜，提高了蒸发效率，进而提高了海水淡化处理效率。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的法兰与蒸馏管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如附图1-附图2所示的海水淡化系统，包括蒸馏器1，该蒸馏器1内通过法兰8并排分布有多个蒸馏管2，在该蒸馏管2的外周上喷涂有亲水涂层，蒸馏管2的进口端与出口端之间通过第一水管3连通，该第一水管3与淡水水箱31和电加热器32连通，在第一水管3上靠近蒸馏管2进口端的位置设置有热电偶，以对进入蒸馏管2内的温度进行监测。在蒸馏器1内设置有喷淋管4，该喷淋管4上分布有喷头40，喷淋管4位于蒸馏管2的上方，喷淋管4通过第二水管5与海水水箱52连通，在该第二水管5上设置进水泵53，在第二水管5上设置有阀门、进水流量计和热电偶。

在所述蒸馏器1上还设置有水蒸气出口11和溢流水出口10，水蒸气出口11设置于蒸馏器1的上端，且水蒸气出口11通过第三管道6与冷凝水箱62连通，该第三管道6上设置有冷凝器61，同时，在第三管道6上设置有蒸汽流量计和热电偶。溢流水出口10设置于蒸馏器1的下端。该溢流水出口10通过管道引出后进行后续处理。

为了保证蒸馏器1内的真空度，在蒸馏器1上还通过第五管道7与真空泵71连通，在该第五管道7与蒸馏器1的连接处设有真空表。

从图2结合图1可以看出，蒸馏管2的两端通过法兰8连接在蒸馏器1内，该法兰8包括与蒸馏器1的内壁密封连接的内圈81，该内圈81的外侧连接有外圈82，该外圈82上连接有固定盘83，在外圈82与固定盘83的连接处设置有密封圈，蒸馏管2的端部连接在该固定盘83上。外圈82的外径与内圈81的外径相同，内圈81的内径大于外圈82的内径，固定盘83的直径大于外圈82的内径，同时小于内圈81的内径。

实施例一，所述亲水涂层的制备方法步骤如下：

步骤(1)、在30℃恒温水浴条件下，将钛酸丁酯(ti(obu)4)缓慢加入乙醇中，然后再加入乙酰丙酮(ch3coch2coch3)和甲基丙烯酸甲酯(ch2cch3cooch3)，快速搅拌30分钟，形成前驱液，其中各物质摩尔比为：ti(obu)4：乙醇：ch3coch2coch3：ch2cch3cooch3＝1:6:0.5：0.5；

步骤(2)、将硝酸加入上述前驱液中，调节该前驱液的ph值为2；

步骤(3)、将乙醇和去离子水的混合液缓慢加入上述前驱液中，其中混合液中，乙醇：去离子水＝6:4(摩尔占比)，滴加速率为2-3滴/秒，并继续搅拌1h；

步骤(4)、将步骤(3)中的混合液在50℃恒温水浴下陈化24h以上，形成稳定的tio2溶胶；以上所有的操作都是在30℃的恒温水浴下进行操作的；

步骤(5)、将蒸馏管分别置于hf(5％)溶液和丙酮溶液中，超声波清洗20min；然后用去离子水超声波清洗10min，最后放入真空干燥箱干燥备用；

步骤(6)、通过旋涂工艺进行涂膜，将蒸馏管放在匀胶机托盘上，将步骤(4)获得的tio2溶胶均匀滴在蒸馏管表面，形成一层薄液膜，转速和时间(低速600rpm保持10s，高速2500rpm保持20s)旋转涂膜，置于80℃的真空干燥箱中干燥0.5h，冷却至室温后再次涂膜，重复3～5次，形成tio2涂层；

步骤(7)、将涂膜后的蒸馏管置于马弗炉中煅烧，煅烧温度为450℃，保温3h，然后随炉冷却，制得上述亲水涂层。

实施例二，所述亲水涂层的制备方法步骤如下：

步骤(1)、在30℃恒温水浴条件下，将钛酸丁酯(ti(obu)4)缓慢加入乙醇中，然后再加入乙酰丙酮(ch3coch2coch3)和甲基丙烯酸甲酯(ch2cch3cooch3)，快速搅拌30分钟，形成前驱液，其中各物质摩尔比为：ti(obu)4：乙醇：ch3coch2coch3：ch2cch3cooch3＝1:6:0.5：0.5；

步骤(2)、将硝酸加入上述前驱液中，调节该前驱液的ph值为5；

步骤(3)、将乙醇和去离子水的混合液缓慢加入上述前驱液中，其中混合液中，乙醇：去离子水＝6:4(摩尔占比)，滴加速率为2-3滴/秒，并继续搅拌1h；

步骤(4)、将步骤(3)中的混合液在60℃恒温水浴下陈化24h以上，形成稳定的tio2溶胶；以上所有的操作都是在30℃的恒温水浴下进行操作的；

步骤(5)、将蒸馏管分别置于hf(5％)溶液和丙酮溶液中，超声波清洗20min；然后用去离子水超声波清洗10min，最后放入真空干燥箱干燥备用；

步骤(6)、通过旋涂工艺进行涂膜，将蒸馏管放在匀胶机托盘上，将步骤(4)获得的tio2溶胶均匀滴在蒸馏管表面，形成一层薄液膜，转速和时间(低速600rpm保持10s，高速2500rpm保持20s)旋转涂膜，置于80℃的真空干燥箱中干燥0.5h，冷却至室温后再次涂膜，重复3～5次，形成tio2涂层；

步骤(7)、将涂膜后的蒸馏管置于马弗炉中煅烧，煅烧温度为550℃，保温3h，然后随炉冷却，制得上述亲水涂层。

实施例三，所述亲水涂层的制备方法步骤如下：

步骤(1)、在30℃恒温水浴条件下，将钛酸丁酯(ti(obu)4)缓慢加入乙醇中，然后再加入乙酰丙酮(ch3coch2coch3)和甲基丙烯酸甲酯(ch2cch3cooch3)，快速搅拌30分钟，形成前驱液，其中各物质摩尔比为：ti(obu)4：乙醇：ch3coch2coch3：ch2cch3cooch3＝1:6:0.5：0.5；

步骤(2)、将氨水加入上述前驱液中，调节该前驱液的ph值为8；

步骤(3)、将乙醇和去离子水的混合液缓慢加入上述前驱液中，其中混合液中，乙醇：去离子水＝6:4(摩尔占比)，滴加速率为2-3滴/秒，并继续搅拌1h；

步骤(4)、将步骤(3)中的混合液在70℃恒温水浴下陈化24h以上，形成稳定的tio2溶胶；以上所有的操作都是在30℃的恒温水浴下进行操作的；

步骤(5)、将蒸馏管分别置于hf(5％)溶液和丙酮溶液中，超声波清洗20min；然后用去离子水超声波清洗10min，最后放入真空干燥箱干燥备用；

步骤(6)、通过旋涂工艺进行涂膜，将蒸馏管放在匀胶机托盘上，将步骤(4)获得的tio2溶胶均匀滴在蒸馏管表面，形成一层薄液膜，转速和时间(低速600rpm保持10s，高速2500rpm保持20s)旋转涂膜，置于80℃的真空干燥箱中干燥0.5h，冷却至室温后再次涂膜，重复3～5次，形成tio2涂层；

步骤(7)、将涂膜后的蒸馏管置于马弗炉中煅烧，煅烧温度为550℃，保温3h，然后随炉冷却，制得上述亲水涂层。

以上描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。