一种梯级式低温余热海水淡化系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种梯级式低温余热海水淡化系统。
【背景技术】
[0002] 常见的热法海水淡化技术中低温多效法运行温度最低，可以实现最低的热源温度 也在70°C以上。而如此高温的蒸汽，对现代电厂而言，仍然具有一定的做功能力。全球能源 资源不足，已难以应对海水淡化过程中消耗的巨大能量。
[0003] 为了降低海水淡化吨水的热耗，整个海水淡化产业都在设法使得能耗接近最小 功。以热法为例，几乎都是将蒸发室水平阵列多个"级"，利用真空设备对每一级抽到设定真 空度。利用真空度与沸点的关系，后一级的真空低于前一级，利用前一级沸腾产生的二次蒸 汽作为下一级的热源。通过增设多级，如多级闪蒸、低温多效等，来实现能量多次利用来降 低海水淡化单位能耗。但是多级设备中有两个关键问题:一是利用大型真空装置对整个设 备进行抽真空;二是需要控制对每一级抽的真空度稳定在设定值。前者主要挑战是真空装 置的稳定性，后者则主要挑战是控制系统的精度。这两点在热法海水淡化中是淡化过程稳 定运行的瓶颈问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种梯级式低温余热海水淡化系统。通 过重力水头来实现对真空度精确控制，以及最大限弱化真空装置对系统的运行影响是本专 利需要解决的技术问题。
[0005] 本发明的目的这样实现： 一种梯级式低温余热海水淡化系统，其中，包括多个海水淡化装置，所述多个海水淡化 装置自上而下呈竖直分布，所述海水淡化装置包括换热流道、蒸汽通道，多孔介质以及海水 流道，所述海水流道位于位于所述海水淡化装置底部，所述海水流道一端连接海水流入管 线，另一端连接海水流出管线，所述多孔介质位于所述海水流道上方位置，所述换热流道位 于所述海水淡化装置顶部位置，所述蒸汽通道位于所述换热流道下方位置，且位于多孔介 质上方位置，所述海水流道内的海水通过多孔介质吸入到蒸汽通道;所述蒸汽流道内设有 多个导热肋片;位于最底部的海水淡化装置的换热流道两端设有高温热源管道，其蒸汽通 道通过管道连接底部行水淡化装置上方海水淡化装置的换热通道;顶部海水淡化装置蒸汽 通道连接有淡水管道，所述蒸汽通道出口处设置有冷凝管;所述每个海水淡化装置的换热 通道出口端上均连接有淡水管道。 上述一种梯级式低温余热海水淡化系统，其中，所述多孔介质为毛细芯。
[0006] 与现有技术相比，本发明的有益效果为： 水的沸点直接受到压力影响，水压为一个标准大气压时沸点为100°c;而水压在4.3KPa时沸点为30°C。综合水头高度与压强关系、压强和沸点的关系，可以得出沸点同水头高度间 的关系如附图2所示。
[0007]通过在合理水头高度区间增设多个海水淡化装置，利用自然水头高度控制每个海 水淡化装置中沸点，并水头高度越大，蒸发温度越低，通过合理布置实现下面海水淡化装置 中产生的二次蒸汽用作上面蒸发器的热源，实现能源的梯级反复利用。
【附图说明】
[0008] 图1是本发明的结构示意图。
[0009] 图2是本发明的沸点同水头高度间的关系图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0011] 如图所示，一种梯级式低温余热海水淡化系统，其中，包括8个海水淡化装置6,所 述8个海水淡化装置6自上而下呈竖直分布，所述海水淡化装置6包括换热流道7、蒸汽通道 9,多孔介质10以及海水流道11，所述海水流道11位于位于所述海水淡化装置6底部，所述海 水流道11 一端连接海水流入管线3,另一端连接海水流出管线5,所述多孔介质10位于所述 海水流道11上方位置，所述换热流道7位于所述海水淡化装置6顶部位置，所述蒸汽通道9位 于所述换热流道7下方位置，且位于多孔介质10上方位置，所述海水流道11内的海水通过多 孔介质10吸入到蒸汽通道9;所述蒸汽流道9内设有多个导热肋片8;位于最底部的海水淡化 装置6的换热流道7两端设有高温热源管道1、2,其蒸汽通道9通过管道连接底部行水淡化装 置上方海水淡化装置6的换热通道7;顶部海水淡化装置6蒸汽通道连接有淡水管道4,所述 蒸汽通道7出口处设置有冷凝管12;所述每个海水淡化装置6的换热通道出口端上均连接有 淡水管道4。所述多孔介质10为毛细芯。
[0012] 所述八个海水淡化装置上的水头高度分别为Hl=8.59m，H2=8.91m，H3=9.11m，H4= 9.3lm，H5=9.48m，H6=9.64m，H7=9.74m，H8=9.82m。
[0013]所述八个海水淡化装置高度、真空度以及沸点温度如表1所示。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果为： 水的沸点直接受到压力影响，水压为一个标准大气压时沸点为l〇〇°C;而水压在4.3KPa时沸点为30°C。综合水头高度与压强关系、压强和沸点的关系，可以得出沸点同水头高度间 的关系如附图2所示。
[0015]通过在合理水头高度区间增设多个海水淡化装置，利用自然水头高度控制每个海 水淡化装置中沸点，并水头高度越大，蒸发温度越低，通过合理布置实现下面海水淡化装置 中产生的二次蒸汽用作上面蒸发器的热源，实现能源的梯级反复利用。
[0016]利用重力水头实现梯级式低温多效海水淡化。管内水柱高度稳定性高，通过在特 定水头高度设立海水淡化装置以实现特定真空度。通过在水柱高度的不同水头处布置海水 淡化装，实现上一效产生的二次蒸汽用作下一效的热源。利用自然水柱高度形成真空，无需 真空栗，提高稳定性竖直方向层叠布置，不像传统淡化技术水平布置，可大大减少占地面 积。
[0017]以上实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限 制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发 明的保护范围。
【主权项】
1. 一种梯级式低温余热海水淡化系统，其特征在于，包括多个海水淡化装置，所述多个 海水淡化装置自上而下呈竖直分布，所述海水淡化装置包括换热流道、蒸汽通道，多孔介质 以及海水流道，所述海水流道位于位于所述海水淡化装置底部，所述海水流道一端连接海 水流入管线，另一端连接海水流出管线，所述多孔介质位于所述海水流道上方位置，所述换 热流道位于所述海水淡化装置顶部位置，所述蒸汽通道位于所述换热流道下方位置，且位 于多孔介质上方位置，所述海水流道内的海水通过多孔介质吸入到蒸汽通道;所述蒸汽流 道内设有多个导热肋片;位于最底部的海水淡化装置的换热流道两端设有高温热源管道， 其蒸汽通道通过管道连接底部行水淡化装置上方海水淡化装置的换热通道;顶部海水淡化 装置蒸汽通道连接有淡水管道，所述蒸汽通道出口处设置有冷凝管;所述每个海水淡化装 置的换热通道出口端上均连接有淡水管道。2. 如权利要求1所述的一种梯级式低温余热海水淡化系统，其特征在于，所述多孔介质 为毛细芯。
【专利摘要】本发明一种梯级式低温余热海水淡化系统，通过在合理水头高度区间增设多个海水淡化装置，利用自然水头高度控制每个海水淡化装置中沸点，并水头高度越大，蒸发温度越低，通过合理布置实现下面海水淡化装置中产生的二次蒸汽用作上面蒸发器的热源，实现能源的梯级反复利用。
【IPC分类】C02F1/04, C02F103/08
【公开号】CN105439228
【申请号】CN201510892338
【发明人】胡雪蛟, 章先涛
【申请人】江苏润海能源科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月8日