一種熱水為熱源方式的小型海水淡化裝置製造方法
2023-09-21 01:24:55 1
一種熱水為熱源方式的小型海水淡化裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種熱水為熱源方式的小型海水淡化裝置，其特徵在於：包括殼體、設置在殼體內的換熱器、熱水供應系統、物料水供應系統、冷卻水系統、濃鹽水排放系統、淡水系統、抽真空系統、加藥系統以及設備酸洗和清洗系統。本裝置與餘熱生成設備結合可以達到餘熱利用、節約能源、降低成本的目的；裝置體積較小、結構簡單、操作方便，使用靈活。
【專利說明】一種熱水為熱源方式的小型海水淡化裝置
【技術領域】
[0001]本發明創造涉及海水淡化裝置，尤其是一種熱水為熱源方式的小型海水淡化裝置。
【背景技術】
[0002]某地區小型自備電廠循環冷卻水全年水溫不一，在45_65°C範圍內變化。為保證海水淡化裝置有穩定的熱源供給，設置煙氣餘熱換熱器將循環冷卻水加熱到70°C。煙氣餘熱換熱器充分利用煙氣餘熱，達到業主的餘熱利用要求。
[0003]發明創造內容 [0004]本發明創造要解決的問題是提供一種熱水為熱源方式的小型海水淡化裝置，通過換熱板片使海水蒸發產生蒸汽，然後通過氣液分離器將蒸汽與水滴分離，進而使這部分蒸汽冷凝成水即得到產品水——淡化水。
[0005]為解決上述技術問題，本發明創造採用的技術方案是:一種熱水為熱源方式的小型海水淡化裝置，其特徵在於:包括殼體、設置在殼體內的換熱器、熱水供應系統、物料水供應系統、冷卻水系統、濃鹽水排放系統、淡水系統、抽真空系統、加藥系統以及設備酸洗和清洗系統。
[0006]換熱器包括相互連接的蒸發室和冷凝室。
[0007]熱水供應系統包括餘熱換熱器、連接在餘熱換熱器上的熱水管、以及設置在熱水管上的熱水泵。
[0008]物料水供應系統包括相互連接的物料水管、取水泵、壓力彈簧閥和孔板。
[0009]冷卻水系統包括冷卻水管路、取水泵、冷凝室和蒸發室，海水由冷卻水管路上的取水泵送入冷凝室，冷凝系統內的蒸汽，成為冷卻水進入蒸發器。
[0010]濃鹽水排放系統包括蒸發器、與蒸發器連接的濃鹽水管、以及與濃鹽水管連接的水力噴射器。
[0011]淡水系統包括蒸發室、冷凝室、連接蒸發室和冷凝室的淡水管、設置在淡水管上的淡水泵、以及設置在末端的水箱。
[0012]進一步，換熱器包括設置在殼體內上部的冷凝室和下部的蒸發室，冷凝室和蒸發室由汽水分離器和隔板分隔。
[0013]蒸發室包括蒸發器板片組，以及分別與蒸發器板片組連接的物料水管進水連接通道，熱水管進、出水連接通道，濃鹽水管連接通道，以及支座。
[0014]冷凝室包括冷凝器板片組，以及分別與冷凝器板片組連接的冷卻水管進、出水連接通道，淡水管出水連接通道，以及不凝汽管連接通道。
[0015]進一步，換熱器為懸臂型可拆卸式換熱器。
[0016]進一步，換熱器內設置除霧器，所述除霧器位於蒸發室和冷凝室中間。
[0017]更進一步，除霧器為高穿透型不鏽鋼絲網。
[0018]進一步，加藥系統為設置在彈簧閥和孔板之後、蒸發器之前的物料水管上的計量箱和加藥泵。
[0019]進一步，抽真空系統由水力噴射器、冷凝室、以及與水力噴射器和冷凝室連接的不凝氣管組成。
[0020]進一步，蒸發器板片組和冷凝器板片組均由板片固定螺杆和板片壓緊端板固定。
[0021]進一步，換熱器採用材料為鈦的板片式換熱器。
[0022]進一步，所述殼體為圓形。
[0023]本發明創造具有的優點和積極效果是:本裝置與餘熱生成設備結合可以達到餘熱利用、節約能源、降低成本的目的；裝置體積較小、結構簡單、操作方便，使用靈活。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明創造的結構示意圖
[0025]圖2是本發明創造的結構原理示意圖
[0026]圖中:
[0027]1、冷凝段 2、氣液分離器 3、蒸發段
[0028]4、殼體5、海 水泵6、淡水泵
[0029]a、熱水出口 b、熱水進口
[0030]1、淡水管 I1、熱水管 II1、物料水管
[0031]IV、冷卻水管 V、不凝氣管 V1、濃鹽水管
【具體實施方式】
[0032]本發明創造提供一種熱水為熱源方式的小型海水淡化裝置，該裝置包括殼體4、換熱器、氣液分離器2、海水泵5、淡水泵6、水力噴射器和控制系統等。通過水力噴射器抽取真空，廠循環冷卻水餘熱將海水加熱，加熱後的海水在真空狀態下蒸發，通過氣液分離器進入換熱器被海水冷卻後得到淡水。換熱器包括設置在殼體內上部的冷凝段I和下部的蒸發段
3。控制系統主要由電導率儀、電磁閥，繼電器、接觸器、空氣開關等組成；它通過電導率儀監測淡水的電導率，一旦電導率超標則啟動電磁閥將超標的淡水通過旁路排出。
[0033]海水應經前期預處理系統，以及殺菌裝置去除藻類和微生物，其水質達到GB3097-97中IV類海水的要求。
[0034]通過海水泵將配置的鹽水送到海淡裝置中，抽取真空到90% ;然後，將熱水送入到海水淡化裝置中，通過板片換熱產生蒸汽，再冷凝成水；最終，通過凝水泵將產品淡水抽出。海水先被送入冷凝器中預熱，並冷凝閃蒸的蒸汽。後被送入蒸發室與熱水換熱後閃蒸出部分蒸汽，大部分未閃蒸的海水被引入水力噴射器入口作為噴射器的動力水源，對裝置抽取真空。閃蒸的蒸汽通過汽水分離後在冷凝室冷凝成淡水被水泵抽出。
[0035]該地情況:
[0036]熱水條件:業主可提供的熱水來源為自備電廠循環冷卻水，可利用水量為300t/ho冬季溫度為45°C，夏季溫度為65°C。因為廠循環冷卻水全年水溫不一，在45-65°C範圍內變化。為保證海水淡化裝置有穩定的熱源供給，設置煙氣餘熱換熱器回收煙氣餘熱，並將循環冷卻水加熱到70°C。
[0037]廠循環冷卻水利用煙氣餘熱加熱，從冬季45°C，夏季60°C加熱到70°C，煙氣排出溫度控制在露點以上(135°C以上)，耗用160°C的煙氣大約2.5xl04Nm3/h。
[0038]技術方案說明:
[0039]因為廠循環冷卻水全年水溫不一，在45_65°C範圍內變化。為保證海水淡化裝置有穩定的熱源供給，設置煙氣餘熱換熱器將循環冷卻水加熱到70°C。煙氣餘熱換熱器由業主提供，並保證熱水出水溫度不低於70°C。
[0040]低溫多效裝置的主要工藝系統包括:熱水供應系統、物料水供應系統、冷卻水系統、濃鹽水排放系統、淡水系統、抽真空系統、加藥系統、設備酸洗和清洗系統。
[0041]一、熱水供應系統
[0042](I)系統描述
[0043]海水淡化裝置熱水供應系統熱水來源為廠循環冷卻水，通過熱水泵將循環冷卻水池內的熱水送入熱水管道中，熱水經過煙氣餘熱換熱器後送入裝置蒸發室內。由於廠循環冷卻水全年水溫不定，溫度在45-65°C範圍內變化，系統設置煙氣換熱器將進入裝置的熱水溫度維持在恆定70°C。
[0044]進入蒸發室的熱水被均布送入每一板式換熱片的熱水側，通過和另一側的海水換熱後匯集到出水口管路中，換熱後的熱水通過管道被送回廠循環冷卻水池中。
[0045](2)主要設備
[0046]a.熱水泵
[0047]b.煙氣餘熱換熱器
[0048]二、物料水供應系統
[0049](I)系統描述
[0050]海水供應系統是向海水淡化裝置的蒸發室輸送物料水。
[0051]本項目海水淡化設備物料水由冷卻水的部分排放水提供，系統冷卻水通過一個壓力彈簧(開啟壓力為2bar)和孔板後加入阻垢劑進行簡單的預處理，通過物料水進水管被送入蒸發室內，均布的進入每一板式換熱器的海水側。
[0052](2)主要設備
[0053]a.海水取水泵
[0054]b.彈簧閥、孔板
[0055]三、冷卻水系統
[0056](I)系統描述
[0057]冷卻水來自海水。
[0058]系統海水通過海水取水泵送入海水淡化裝置的冷凝室，海水一方面冷凝系統內的蒸汽，另一方面被預熱和脫氣。冷卻水排水作為裝置的物料水進入蒸發器，多餘的海水通過水力噴射器和蒸發後的濃海水混合一同送至濃海水排放管路中。
[0059](2)主要設備
[0060]a.冷凝室
[0061]被加熱工質為海水，加熱工質為飽和蒸汽。
[0062]四、濃鹽水排放系統
[0063](1)系統描述
[0064]物料水經過板式換熱器後部分蒸發，餘下的濃海水進入水力噴射器和冷卻水混合後一同排入濃鹽水管路中。
[0065]由於蒸發室內的濃海水是負壓狀態，為了將濃海水順利從蒸發室內排出，設置了水力噴射器。水力噴射器是將一定壓力的冷卻海水流通對噴嘴噴出，噴出後的水流速度很高，於是周圍形成負壓，從而將濃海水從蒸發室內抽出。利用水力噴射器不僅要抽吸濃海水，還要抽吸不凝氣。因此，設計了兩個噴嘴和兩個混合式(汽水混合室、液液混合室)。該噴射器具有抽真空性能強、體積小、重量輕、結構緊湊、節約能源等特點。
[0066](2)主要設備
[0067]a.水力噴射器
[0068]五、淡水系統
[0069](I)系統描述
[0070]淡水為海水蒸發的蒸汽經過凝結的淡水。系統物料水經過與熱水的換熱在蒸發室中蒸發，蒸汽通過汽水分離器後進入冷凝室，通過海水冷凝為淡水。淡水通過淡水泵後經測定合格後送入產品水水箱中，不合格則排放掉。
[0071](2)主要設備
[0072]a.淡水泵
[0073]淡水泵用於將最終淡水升壓送出。輸送工質為海水淡化水。
[0074]六、抽真空系統
[0075]海水淡化裝置為降 低海水蒸發溫度，設備在負壓真空狀態下工作，維持正常的設備真空狀態，是保證設備正常工作的必要條件。
[0076]裝置中不凝結氣體主要有兩種渠道進入，海水中溶解有氧氣、氮氣、二氧化碳等不凝氣體在低壓狀態下溢出；在操作過程中，由於設備處於真空狀態，設備連接法蘭等處空氣向蒸發器中洩漏。這些氣體的存在，嚴重影響系統真空的建立以及換熱效果。
[0077]為建立和維持系統內部的真空度，必須除去補給海水中的非凝結氣體、容器中洩露進入的空氣和二氧化碳等，確保系統的正常運行。
[0078]該設備內不凝結氣體依靠水力噴射器抽出。水力噴射器將一定壓力的水流通對噴嘴噴出，噴出後的水流速度很高，於是周圍形成負壓，使器室內產生真空；
[0079]從冷凝室抽出的汽氣混合物和冷卻海水濃鹽水混合排出。
[0080](2)主要設備
[0081]a.水力噴射器
[0082]七、加藥系統
[0083]為防止板式換熱器換熱板表面結垢，設置一套阻垢劑加藥系統。系統設置計量箱和加藥泵。
[0084]設置一臺加藥泵，加藥點設置在彈簧閥和孔板之後，進料海水進入蒸發室之前。
[0085]八、設備酸洗和清洗系統
[0086]該海水淡化裝置為快裝式的小型裝置，裝置主要部件通過螺栓和法蘭連接，便於拆卸定期清洗換熱板片表面的垢質。
[0087]酸洗使用指定濃度的鹽酸溶液清洗蒸發室的板片組件，冷凝室的板片用淡水衝洗即可，酸洗完成後用淡水將所有部件衝洗後再重新組裝。
[0088]主要性能參數見表1:[0089]表1
【權利要求】
1.一種熱水為熱源方式的小型海水淡化裝置，其特徵在於:包括殼體、設置在殼體內的換熱器、熱水供應系統、物料水供應系統、冷卻水系統、濃鹽水排放系統、淡水系統、抽真空系統、加藥系統以及設備酸洗和清洗系統； 所述換熱器包括相互連接的蒸發室和冷凝室； 所述熱水供應系統包括餘熱換熱器、連接在餘熱換熱器上的熱水管、以及設置在熱水管上的熱水泵； 所述物料水供應系統包括相互連接的物料水管、取水泵、壓力彈簧閥和孔板； 所述冷卻水系統包括冷卻水管路、取水泵、冷凝室和蒸發室，海水由冷卻水管路上的取水泵送入冷凝室，冷凝系統內的蒸汽，成為冷卻水進入蒸發器； 所述濃鹽水排放系統包括蒸發器、與蒸發器連接的濃鹽水管、以及與濃鹽水管連接的水力噴射器； 所述淡水系統包括蒸發室、冷凝室、連接蒸發室和冷凝室的淡水管、設置在淡水管上的淡水泵、以及設置在末端的水箱。
2.根據權利要求1所述的小型海水淡化裝置，其特徵在於:所述換熱器包括設置在殼體內上部的冷凝室和下部的蒸發室，冷凝室和蒸發室由汽水分離器和隔板分隔； 蒸發室包括蒸發器板片組，以及分別與蒸發器板片組連接的物料水管進水連接通道，熱水管進、出水連接通道，濃鹽水管連接通道，以及支座； 冷凝室包括冷凝器板片組，以及分別與冷凝器板片組連接的冷卻水管進、出水連接通道，淡水管出水連接通道，以及不凝汽管連接通道。
3.根據權利要求1所述的小型海水淡化裝置，其特徵在於:所述換熱器為懸臂型可拆卸式換熱器。
4.根據權利要求1所述的小型海水淡化裝置，其特徵在於:所述換熱器內設置除霧器，所述除霧器位於蒸發室和冷凝室中間。
5.根據權利要求4所述的小型海水淡化裝置，其特徵在於:所述除霧器為高穿透型不鏽鋼絲網。
6.根據權利要求1所述的小型海水淡化裝置，其特徵在於:所述加藥系統為設置在彈簧閥和孔板之後、蒸發器之前的物料水管上的計量箱和加藥泵。
7.根據權利要求1所述的小型海水淡化裝置，其特徵在於:所述抽真空系統由水力噴射器、冷凝室、以及與水力噴射器和冷凝室連接的不凝氣管組成。
8.根據權利要求2所述的小型海水淡化裝置，其特徵在於:蒸發器板片組和冷凝器板片組均由板片固定螺杆和板片壓緊端板固定。
9.根據權利要求1-8任意一項所述的小型海水淡化裝置，其特徵在於:換熱器採用材料為鈦的板片式換熱器。
10.根據權利要求1-8任意一項所述的小型海水淡化裝置，其特徵在於:所述殼體為圓形。
【文檔編號】C02F1/04GK103739026SQ201310755100
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】唐剛, 陳輝, 袁秀坤 申請人:眾和海水淡化工程有限公司