基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置及其淡化方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110228541.6

申请日:

2011.08.10

公开号:

CN102336450A

公开日:

2012.02.01

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C02F 1/16申请公布日:20120201|||实质审查的生效IPC(主分类):C02F 1/16申请日:20110810|||公开

IPC分类号:

C02F1/16; C02F103/08(2006.01)N

主分类号:

C02F1/16

申请人:

国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所

发明人:

谢春刚; 冯厚军; 吕庆春; 张令品; 苗超; 韩旭

地址:

300192 天津市南开区科研东路1号

优先权:

专利代理机构:

天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201

代理人:

李丽萍

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内容摘要

本发明公开了一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置,包括设置在一壳体内的蒸发器和冷凝器,蒸发器连接有给料海水接管、热水进口接管、热水出口接管和浓海水排水接管,热水进口接管上设有一热水泵,热水泵与柴油机缸套冷却水出口相连,热水出口接管与柴油机缸套冷却水入口相连;通过一水射式喷射真空泵来保持蒸馏淡化所需的负压条件,利用蒸发器加热并蒸发海水,所产生的蒸汽经汽液分离后进入冷凝器,并由原海水冷凝成为淡水。本发明装置具有传热效率高、结构紧凑、运行可靠、自动化程度高等特点,适宜在船舶、海岛、海上平台等场合或地区与柴油机配套使用。本发明可实现柴油机冷却和淡水生产的双重功效,既可提高燃料综合利用效率,又可达到节能减排的目的。

权利要求书

1: 一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置, 包括设置在一筒体 (3) 内的蒸发器 (2) 和冷凝器 (14), 所述蒸发器 (2) 连接有给料海水接管 (26) 和浓海水排水接管 (43) ; 所 述冷凝器 (14) 连接有原海水进口接管 (21)、 原海水出口接管 (20)、 淡水排水接管 (23) 和 抽不凝气接管 (22) ; 所述原海水出口接管、 所述抽不凝气接管及所述浓海水排水接管均与 一水射式喷射真空泵 (1) 相连 ; 其特征在于 : 所述筒体 (3) 的一端固定有端板 (19), 所述筒体 (3) 的另一端固定有封头 (10), 所述 筒体 (3) 内设有一中间横隔板 (13) 和一组合过滤结构 ; 所述组合过滤结构由捕沫网 (12) 和挡板 (11) 构成, 所述中间横隔板 (13) 和所述捕沫 网 (12) 将所述筒体 (3) 分隔为上下两个腔体 ; 所述冷凝器 (14) 设置在上方的腔体中, 所述蒸发器 (2) 设置在下方的腔体中 ; 所述蒸发器 (2) 还连接有热水进口接管 (25) 和热水出口接管 (24), 所述热水进口接 管 (25) 上设有一热水泵 (33), 所述热水泵 (33) 与柴油机缸套冷却水出口相连, 所述热水出 口接管 (24) 与柴油机缸套冷却水入口相连 ; 所述热水进口接管 (25) 与所述热水出口接管 (24) 之间连接有热水旁路, 该热水旁路上设有一热水旁路阀门 (31) ; 所述淡水排水接管 (23) 上、 自所述冷凝器 (14) 至淡水水箱 (34) 间依次设有淡水泵 (27)、 盐度传感器 (40)、 电磁阀 (39)、 流量表 (38) 和采水样阀门 (35) ; 所述淡水泵 (27) 和所述水射式喷射真空泵 (1) 均位于所述筒体 (3) 的底部。
2: 根据权利要求 1 所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置, 其特征在于 : 所 述给料海水接管 (26) 上设有阻垢剂加药罐 (36) 和加药阀门 (41), 所述阻垢剂加药罐 (36) 位于筒体 (3) 的底部。
3: 根据权利要求 1 所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置, 其特征在于 : 所 述筒体 (3) 的上部设有温度表 (16)、 真空表 (17) 和真空破坏阀 (18)。
4: 根据权利要求 1 所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置, 其特征在于 : 所 述原海水进口接管 (21) 上自海水进口处至所述冷凝器 (14) 依次设有 Y 型过滤器 (28)、 海 水进口阀门 (29) 和海水泵 (30), 所述海水泵 (30) 将原海水升压后泵入所述冷凝器 (14)。
5: 根据权利要求 1 所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置, 其特征在于 : 所 述蒸发器 (2) 和所述冷凝器的结构相同, 包括多片层叠的换热板片 (8), 两两相邻的换热板 片 (8) 之间均夹有一板片密封垫圈 (9), 所述多片层叠的换热板片 (8) 一端与筒体 (3) 的端 板 (19) 接触, 所述多片层叠的换热板片 (8) 的一端设有一盖板 (7), 所述盖板 (7) 与所述端 板 (19) 之间设有多个换热板片安装螺栓 (6), 所述板片安装螺栓 (6) 将多片层叠的换热板 片 (8) 压紧固定。
6: 根据权利要求 5 所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置, 其特征在于 : 所 述换热板片 (8) 的外形为长方形, 所述换热板片 (8) 的两面均设有人字形流道, 所述换热板 片 (8) 的外边缘处设有板片密封垫圈 (9) 的安装槽 ; 所述换热板片 (8) 材质采用钛或不锈 钢, 所述板片密封垫圈 (9) 的材质选自于三元乙丙橡胶、 丁晴橡胶和硅胶中的任一种。
7: 根据权利要求 1 所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置, 其特征在于 : 所 述挡板 (11) 和所述捕沫网 (12) 的材质均选自于不锈钢、 塑料和玻璃钢中的任一种。
8: 根据权利要求 1 所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置, 其特征在于 : 所 2 述蒸发器 (2) 中, 位于海水换热一侧所安装的板片密封垫圈 (9) 的上端设有用于浓海水和 蒸汽流出的开口。
9: 根据权利要求 1 所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置, 其特征在于 : 所 述冷凝器 (14) 中, 位于蒸汽换热一侧所安装的板片密封垫圈 (9) 的上端设有用于蒸汽进入 的开口。
10: 一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化工方法, 其特征在于 : 利用如权利要求 1 所述的蒸馏海水淡化装置在柴油机进行冷却降温的同时利用其余热进行海水淡化的方法 是: 打开热水进口阀门 (32), 热水泵 (33) 驱动柴油机缸套中的循环冷却水进入所述蒸发 器 (2) 加热并蒸发海水, 所述蒸发器 (2) 采用表面沸腾式升膜蒸发工艺, 使给料海水沿换热 板片 (8) 向上流动并受热蒸发, 以降低给料海水相对于生产淡水的给水比率, 减少因浓海 水排出所造成的热量损失 ; 汽液分离采用挡板 (11) 和捕沫网 (12) 组合过滤的形式, 蒸发器 (2) 产生的蒸汽经挡板 (11) 折流后通过惯性分离作用将蒸汽中所夹带的部分海水液滴除 去, 然后再经捕沫网 (12) 进一步滤除蒸汽中所夹带的细小海水液滴, 所产生的蒸汽经捕沫 网 (12) 后进入冷凝器 (14) ; 与此同时, 打开海水进口阀门 (29), 原海水通过所述海水泵 (30) 升压后被泵入冷凝 器 (14), 原海水将蒸汽冷凝为淡水的同时吸收了蒸汽的潜热, 使原海水得到预热, 其温度升 高; 淡水通过淡水泵 (27) 排入淡水箱 (34), 盐度传感器 (40) 对所生产的淡水进行实时监 测, 当检测到淡水盐度超标时, 盐度传感器 (40) 向控制系统发出报警信号, 同时命令控制 系统打开电磁阀 (39) 将盐度超标的淡水直接排出, 以免破坏淡水箱 (34) 中的淡水水质, 待 淡水盐度恢复正常后, 电磁阀 (39) 自动关闭, 淡水重新流入淡水箱 (34) ; 在上述整个蒸馏 过程中, 在冷凝器 (14) 的原海水出口处, 利用原海水的余压将部分原海水作为水射式喷射 真空泵 (1) 的动力海水来引射装置内由于海水蒸发所形成的不凝气体, 以保持装置内蒸馏 淡化所需的真空度。

说明书


基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置及其淡化方法

    技术领域 本发明涉及一种水处理淡化技术, 尤其涉及一种利用柴油机余热进行蒸馏海水淡 化的装置及其方法。
     背景技术
     在我国的沿海孤岛、 船舶游艇、 海上平台等特定地区或场合, 能源和淡水普遍相对 短缺, 在这些地区往往需要自行解决动力和淡水供应。 由于环境条件所限, 上述偏远地区难 以建造大型的集中式能源和淡水供给装置, 因此, 电力供应往往依靠各种分布式能源转化 设备如柴油发电机来提供, 其在运行过程中要产生相当数量的余热, 但由于该余热温度一 般只有 60 ~ 90℃, 因此, 在多数情况下该热能以废热的形式直接排放到了环境中, 从而导 致了经济和环境上的无效益。海水淡化是增加淡水补给的一条重要途径, 但由于该工艺过 程要消耗相当数量的能源, 因此对于本来能源供给就已十分紧张的上述地区, 实现海水淡 化无疑将会进一步加大其能源负担。在海水淡化技术中, 小型海水淡化装置在工艺方面主要采用反渗透法和蒸馏法两 种。 采用反渗透法, 其中的反渗透海水淡化装置只需外界提供电力和海水即可运行, 对现场 配套条件要求简单, 目前已经在岛屿和船只上得到了应用。尽管反渗透海水淡化装置具有 诸多优点, 但仍存在着对海水水质要求高, 维护工作繁琐, 系统稳定性低等缺点, 尤其在特 殊环境以及电力资源紧缺的状况下, 其适用性仍然存在着一定的限制。 采用蒸馏法, 其中的 蒸馏海水淡化装置在运行时主要消耗热能如蒸汽或热水以及少量电力。 对于海岛、 船舶、 海 上平台等用户, 通常使用柴油发电机发电, 电力供应并不充裕, 而发电过程中柴油机通常需 要冷却散热。 这部分余热品位较低, 通常作为废热直接排放到环境中, 但其总热量与蒸馏海 水淡化的热能需求基本匹配, 可以作为淡化的热源, 而且不计成本。另外, 蒸馏淡化的电力 消耗一般低于反渗透淡化, 而造价与反渗透淡化基本相当。 对于有废热利用的场合, 蒸馏淡 化工艺的制水成本通常要低于反渗透淡化。 还有, 基于蒸馏淡化自身的特点, 如对海水水质 适应性强, 性能相对稳定, 淡化水质好, 使用寿命长, 使蒸馏淡化装置在恶劣环境下运行具 有一定的技术保障和优势。综上所述, 目前需要开发研究如何充分利用柴油机所排放的低 品位热能来进行海水淡化的技术。
     发明内容
     针对上述现有技术, 本发明提供一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置及 其淡化方法, 本发明可将柴油机所排放的低品位热能进行回收利用并同时增加淡水供给, 不仅可实现能量在系统中的梯级利用, 提高燃料的综合利用效率, 而且还可有效对资源进 行合理配置, 缓解燃料和水资源的短缺问题。 该装置具有传热效率高、 结构紧凑、 运行可靠、 自动化程度高等特点, 适宜在船舶、 海岛、 海上平台等场合或地区与柴油机配套使用, 可实 现柴油机冷却和淡水生产的双重功效, 既可提高燃料综合利用效率, 又可达到节能减排的 目的。尤其是对于岛屿、 船舶及海上平台等能源和淡水资源均相对短缺的特定地区或场合具有显著的经济、 社会和环境效益。
     为了解决上述技术问题, 本发明一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置予 以实现的技术方案是 : 包括设置在一筒体内的蒸发器和冷凝器, 所述蒸发器连接有给料海 水接管、 热水进口接管、 热水出口接管和浓海水排水接管 ; 所述冷凝器连接有原海水进口接 管、 原海水出口接管、 淡水排水接管和抽不凝气接管 ; 所述原海水出口接管、 所述抽不凝气 接管及所述浓海水排水接管均与一水射式喷射真空泵相连 ; 所述筒体的一端固定有端板, 所述筒体的另一端固定有封头, 所述筒体内设有一中间横隔板和一组合过滤结构 ; 所述组 合过滤结构由捕沫网和挡板构成, 所述中间横隔板和所述捕沫网将所述筒体分隔为上下两 个腔体 ; 所述冷凝器设置在上方的腔体中, 所述蒸发器设置在下方的腔体中 ; 所述蒸发器 还连接有热水进口接管和热水出口接管, 所述热水进口接管上设有一热水泵, 所述热水泵 与柴油机缸套冷却水出口相连, 所述热水出口接管与柴油机缸套冷却水入口相连 ; 所述热 水进口接管与所述热水出口接管之间连接有热水旁路, 该热水旁路上设有一旁路阀门 ; 所 述淡水排水接管上、 自所述冷凝器至淡水水箱依次设有淡水泵、 盐度传感器、 电磁阀、 流量 表和采水样阀门 ; 所述淡水泵和所述水射式真空泵均位于所述筒体的底部。
     本发明基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置, 其中, 所述给料海水接管上设 有阻垢剂加药罐和加药阀门, 所述阻垢剂加药罐位于筒体的底部。所述原海水进口接管上 自海水进口处至所述冷凝器依次设有 Y 型过滤器、 海水进口阀门和海水泵, 所述海水泵将 原海水升压后泵入所述冷凝器。所述蒸发器和所述冷凝器的结构相同, 包括多片层叠的换 热板片, 两两相邻的换热板片之间均夹有一板片密封垫圈, 所述多片层叠的换热板片一端 与筒体的端板接触, 所述多片层叠的换热板片的一端设有一盖板, 所述盖板与所述端板之 间设有多个换热板片安装螺栓, 所述板片安装螺栓将多片层叠的换热板片压紧固定。所述 换热板片的外形为长方形, 所述换热板片的两面均设有人字形流道, 所述换热板片的外边 缘处设有板片密封垫圈的安装槽 ; 所述换热板片材质采用钛或不锈钢, 所述板片密封垫圈 的材质选自于三元乙丙橡胶、 丁晴橡胶和硅胶中的任一种。所述挡板和所述捕沫网的材质 均选自于不锈钢、 塑料和玻璃钢中的任一种。 所述蒸发器中, 位于海水换热一侧所安装的板 片密封垫圈的上端设有用于浓海水和蒸汽流出的开口。所述冷凝器中, 位于蒸汽换热一侧 所安装的板片密封垫圈的上端设有用于蒸汽进入的开口。
     本发明一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化方法, 是在柴油机进行冷却降温 的同时利用其余热进行海水淡化, 其方法是 :
     打开热水进口阀门, 热水泵驱动柴油机缸套中的循环冷却水进入所述蒸发器加热 并蒸发海水, 所述蒸发器采用表面沸腾式升膜蒸发工艺, 使给料海水沿换热板片向上流动 并受热蒸发, 以降低给料海水相对于生产淡水的给水比率, 减少因浓海水排出所造成的热 量损失 ; 汽液分离采用挡板和捕沫网组合过滤的形式, 蒸发器产生的蒸汽经挡板折流后通 过惯性分离作用将蒸汽中所夹带的部分海水液滴除去, 然后再经捕沫网进一步滤除蒸汽中 所夹带的细小海水液滴, 所产生的蒸汽经捕沫网后进入冷凝器 ;
     与此同时, 打开海水进口阀门, 原海水通过所述海水泵升压后被泵入冷凝器, 原海 水将蒸汽冷凝为淡水的同时吸收了蒸汽的潜热, 使原海水得到预热, 其温度升高 ;
     淡水通过淡水泵排入淡水箱, 盐度传感器对所生产的淡水进行实时监测, 当检测 到淡水盐度超标时, 盐度传感器向控制系统发出报警信号, 同时命令控制系统打开电磁阀将盐度超标的淡水直接排出, 以免破坏淡水箱中的淡水水质, 待淡水盐度恢复正常后, 电磁 阀自动关闭, 淡水重新流入淡水箱 ;
     在上述整个蒸馏过程中, 在冷凝器的原海水出口处, 利用原海水的余压将部分原 海水作为水射式喷射真空泵的动力海水来引射装置内由于海水蒸发所形成的不凝气体, 以 保持装置内蒸馏淡化所需的真空度。
     与现有技术相比, 本发明的有益效果是 :
     本发明是利用柴油机缸套中的循环冷却水为热源, 通过蒸馏海水淡化工艺实现在 为柴油机降温冷却的同时生产淡水, 解决了船舶、 海岛、 海上平台等特定场合或地区的节能 减排和淡水供给问题。本发明装置可以实现利用柴油机缸套中的循环冷却水加热海水蒸 发, 既可对柴油机进行有效地冷却降温, 又可充分利用其余热进行海水淡化, 提高了系统的 能量综合利用效率, 同时为用户增加了淡水供应。
     本发明通过对结构及装置中有关部件布局的优化设计, 如将冷凝器和蒸发器集成 安装于筒体的上下腔体之中, 并在封头中间部位安装捕沫网, 将淡水泵和水射式喷射真空 泵等安装在筒体的底部, 使装置的整体结构更加紧凑, 体积更小, 适应于船舶、 海上平台等 空间有限的安装场合。 本发明中的汽液分离部件采用的是组合过滤结构, 所产生的蒸汽经挡板和捕沫网 组合过滤, 可充分滤除蒸汽中所夹带的海水液滴, 保证了淡水的水质。
     本发明海水淡化工艺中, 原海水通过冷凝器吸收了蒸汽的潜热, 在将蒸汽冷凝为 淡水的同时, 使原海水得到了预热, 从而提高了给料海水在蒸发器中的蒸发量 ; 本发明中的 蒸发器和冷凝器均采用钛板式换热器, 不仅可以提高换热器单位体积的传热效率, 而且提 高了防腐蚀能力, 延长了使用寿命。
     本发明海水淡化工艺中, 原海水在经过海水泵升压后, 部分原海水作为水射式喷 射真空泵的动力海水来引射壳体内由于海水蒸发所形成的不凝气体, 保证了蒸馏淡化所需 的负压条件, 使淡水生产能够连续稳定运行。
     本发明中的蒸发器采用表面沸腾式升膜蒸发工艺, 使给料海水沿换热板片向上流 动并受热蒸发, 不仅可降低给料海水相对于生产淡水的给水比率, 从而减少了因浓海水排 出所造成的热量损失, 同时也可有效预防换热板片 “干壁” 现象的发生, 降低了蒸发器结垢 的倾向, 保证了对余热利用的经济性和可靠性。
     附图说明
     附图是本发明基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置的结构示意简图。
     图中 :
     具体实施方式
     下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。
     如附图所示, 本发明一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置, 包括设置在 一筒体 3 内的蒸发器 2 和冷凝器 14, 所述蒸发器 2 连接有给料海水接管 26、 热水进口接管 25、 热水出口接管 24 和浓海水排水接管 43 ; 所述冷凝器 14 连接有原海水进口接管 21、 原海 水出口接管 20、 淡水排水接管 23 和抽不凝气接管 22 ; 所述原海水出口接管、 所述抽不凝气 接管及所述浓海水排水接管均与一水射式喷射真空泵 1 相连 ; 所述筒体 3 的一端固定有端 板 19, 所述筒体 3 的另一端固定有封头 10, 所述筒体 3 内设有一中间横隔板 13 和一组合过 滤结构 ; 所述组合过滤结构由捕沫网 12 和挡板 11 构成, 所述挡板 11 和所述捕沫网 12 的材 质均选自于不锈钢、 塑料和玻璃钢中的任一种。所述中间横隔板 13 和所述捕沫网 12 将所 述筒体 3 分隔为上下两个腔体 ; 所述冷凝器 14 设置在上方的腔体中, 所述蒸发器 2 设置在 下方的腔体中 ; 所述蒸发器 2 还连接有热水进口接管 25 和热水出口接管 24, 所述热水进口 接管 25 上设有一热水泵 33, 所述热水泵 33 与柴油机缸套冷却水出口相连, 所述热水出口接 管 24 与柴油机缸套冷却水入口相连 ; 所述热水进口接管 25 与所述热水出口接管 24 之间连 接有热水旁路, 该热水旁路上设有一热水旁路阀门 31, 根据柴油机循环冷却水的温度通过 调节该旁路热水阀门 31 控制进入蒸发器 2 中的供水量 ; 所述淡水排水接管 23 上、 自所述冷 凝器 14 至淡水水箱 34 依次设有淡水泵 27、 盐度传感器 40、 电磁阀 39、 流量表 38 和采水样 阀门 35 ; 所述淡水泵 27 和所述水射式喷射真空泵 1 均位于所述筒体 3 的底部。所述给料 海水接管 26 上设有阻垢剂加药罐 36 和加药阀门 41, 所述阻垢剂加药罐 36 位于筒体 3 的底 部。所述原海水进口接管 21 上自海水进口处至所述冷凝器 14 依次设有 Y 型过滤器 28、 海 水进口阀门 29 和海水泵 30, 所述海水泵 30 将原海水升压后泵入所述冷凝器 14。本发明中的所述蒸发器 2 和所述冷凝器的结构相同, 包括多片层叠的换热板片 8, 两两相邻的换热板片 8 之间均夹有一板片密封垫圈 9, 所述多片层叠的换热板片 8 一端与筒 体 3 的端板 19 接触, 所述多片层叠的换热板片 8 的一端设有一盖板 7, 所述盖板 7 与所述 端板 19 之间设有多个板片安装螺栓 6, 所述板片安装螺栓 6 将多片层叠的换热板片 8 压紧 固定。所述蒸发器 2 中, 位于海水换热一侧所安装的板片密封垫圈 9 的上端设有用于浓海 水和蒸汽流出的开口。所述冷凝器 14 中, 位于蒸汽换热一侧所安装的板片密封垫圈 9 的上 端设有用于蒸汽进入的开口。所述换热板片 8 的外形为长方形, 所述换热板片 8 的两面均 设有人字形流道, 所述换热板片 8 的外边缘处设有板片密封垫圈 9 的安装槽 ; 所述换热板片 8 的材质采用钛或不锈钢, 所述板片密封垫圈 9 的材质选自于三元乙丙橡胶、 丁晴橡胶和硅 胶中的任一种。
     利用上述基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置, 在柴油机进行冷却降温的同 时利用其余热进行海水淡化的方法是 :
     打开热水进口阀门 32, 热水泵 33 驱动柴油机缸套中的循环冷却水进入所述蒸发 器 2 加热并蒸发海水, 所述蒸发器 2 采用表面沸腾式升膜蒸发工艺, 使给料海水沿换热板片 8 向上流动并受热蒸发, 以降低给料海水相对于生产淡水的给水比率, 减少因浓海水排出所 造成的热量损失 ; 汽液分离采用挡板 11 和捕沫网 12 组合过滤的形式, 蒸发器 2 产生的蒸汽 经挡板 11 折流后通过惯性分离作用将蒸汽中所夹带的部分海水液滴除去, 然后再经捕沫 网 12 进一步滤除蒸汽中所夹带的细小海水液滴, 所产生的蒸汽经捕沫网 12 后进入冷凝器 14。与此同时, 打开海水进口阀门 29, 原海水通过所述海水泵 30 升压后被泵入冷凝器 14, 原海水将蒸汽冷凝为淡水的同时吸收了蒸汽的潜热, 使原海水得到预热, 其温度升高。 淡水 通过淡水泵 27 排入淡水箱 34, 盐度传感器 40 对所生产的淡水进行实时监测, 当检测到淡水 盐度超标时, 盐度传感器 40 向控制系统发出报警信号, 同时命令控制系统打开电磁阀 39 将 盐度超标的淡水直接排出, 以免破坏淡水箱 34 中的淡水水质, 待淡水盐度恢复正常后, 电 磁阀 39 自动关闭, 淡水重新流入淡水箱 34。 至于如何实现本发明中的控制属于本技术领域 内公知常识, 在此不再赘述。
     在上述整个蒸馏过程中, 在冷凝器 14 的原海水出口处, 利用原海水的余压将部分 原海水作为水射式喷射真空泵 1 的动力海水来引射装置内由于海水蒸发所形成的不凝气 体, 以保持装置内蒸馏淡化所需的真空度。
     实施例 :
     本发明一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置及其方法的一个具体实施 例如下。
     与蒸馏海水淡化装置配套的柴油机额定输出功率为 500kW, 柴油机缸套循环冷却 3 水的流量保持在 30m /h, 压力为 0.2MPa, 出口温度保持在 65 ~ 85℃, 进入蒸发器 2 换热后循 环冷却水的温度降低 8 ~ 10℃。海水泵 30 将原海水泵入进冷凝器 14, 流量为 30m3/h, 压力 为 0.4MPa, 当入口温度在 25 ~ 30℃, 进入冷凝器 14 换热后的原海水的温度升高 7 ~ 8℃。 蒸发器 2 和冷凝器 14 的换热面积均为 7.2m2。从冷凝器 14 出口处, 部分原海水作为给料海 3 水以流量 5m /h 泵入进蒸发器 2, 其余原海水则作为水射式喷射真空泵 1 的动力海水。水射 式喷射真空泵 1 引射壳体内的不凝气体, 保持壳体真空度在 85 ~ 95%之间。 在此工艺参数 3 下, 蒸馏淡化装置的产水量可在 5 ~ 15m /d, 产水含盐量在 2 ~ 10PPm 之间。本发明一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置的壳体由端板 19、 筒体 3、 筒体法兰 4、 筒体垫圈 5 和封头 10 组成。壳体的端板 19 为圆形, 直径为 1.6m, 壁厚为 15mm, 材质为 316L 不锈钢。筒体 3 外径为 1.5m, 长为 1m, 壁厚为 8mm, 材质为 316L 不锈钢。筒体 法兰 4 外径为 1.6m, 内径为 1.5m, 厚度为 10mm, 材质为 316L 不锈钢。封头 10 外形为椭圆 形, 长径为 1.5m, 短径为 0.75m, 壁厚为 5mm, 材质为 316L 不锈钢。所述端板 19 与筒体 3、 筒 体 3 与筒体法兰 4 之间均通过焊接连接 ; 所述筒体法兰 4 与封头 10 之间夹有筒体垫圈 5, 筒 体垫圈 5 厚度为 6mm, 材质可采用丁晴橡胶、 硅胶或石棉。通过筒体螺栓 15 将筒体法兰 4、 封头 10、 筒体垫圈 5 紧固连接 ; 所述封头 10 中间部位设有捕沫网 12, 捕沫网 12 可用直径为 1mm 的丝线编织而成, 材质可选用塑料、 玻璃钢或 316L 不锈钢, 捕沫网 12 与封头 10 间可采 用螺栓、 铁丝或点焊固定 ; 所述筒体 3 内部设有一中间横隔板 13, 中间横隔板 13 为长方形, 尺寸为 1000×1490×5mm, 材质为 316L 不锈钢 ; 所述中间横隔板 13 将筒体 3 内分为上下两 个腔体, 上腔体内设有冷凝器 14, 下腔体内设有蒸发器 2 ; 所述中间横隔板 13 的下方设有一 挡板 11, 挡板 11 为长方形, 尺寸为 1400×200×1mm, 材质为 316L 不锈钢 ; 所述端板 19 外侧 设有通径为 DN80 的原海水进口接管 21、 通径为 DN80 的原海水出口接管 20、 通径为 DN80 的 热水进口接管 25、 通径为 DN80 的热水出口接管 24、 通径为 DN10 的给料海水接管 26、 通径 为 DN20 的淡水排水接管 23、 通径为 DN10 的抽不凝气接管 22, 上述接管均与端板通过焊接 连接。
     蒸发器 2 由换热板片 8、 板片密封垫圈 9、 盖板 7 和板片安装螺栓 6 组成。换热板 片 8 共计 60 张, 各换热板片 8 依次叠压, 在相邻板片间夹有板片密封垫圈 9, 由此所形成的 板片组一端通过板片密封垫圈 9 与端板 19 接触, 另一端通过板片密封垫圈 9 与盖板 7 接触, 在端板 19 和盖板 7 之间连接有板片安装螺栓 6 以将整个板片组压紧固定。换热板片 8 外 形为长方形, 尺寸为 600×200×0.5mm, 面积为 0.12m2, 换热板片 8 两面设有人字形流道, 边 缘处设有板片密封垫圈 9 的安装槽。换热板片 8 材质可选用钛或不锈钢。板片密封垫圈 9 材质可选用三元乙丙橡胶、 丁晴橡胶或硅胶。盖板 7 为长方形, 尺寸为 700×300×10mm, 材 质为 316L 不锈钢。冷凝器 14 与蒸发器 2 的部件尺寸、 材质及安装形式完全相同。在蒸发 器 2 中换热板片 8 的海水换热侧和在冷凝器 14 中换热板片 8 的蒸汽换热侧所安装的板片 密封垫圈 9 的上端均设有长度为 500mm 的开口, 以便于蒸发器 2 中浓海水、 蒸汽的流出和冷 凝器 14 中蒸汽的进入。
     筒体 3 上部设有温度表 16、 真空表 17 和真空破坏阀 18, 上述仪表及阀门均通过螺 纹与筒体 3 连接, 筒体 3 下部设有浓海水排水接管 43, 筒体 3 通过螺栓与支架 42 连接。支 架 42 通过螺栓安装有淡水泵 27、 水射式喷射真空泵 1 以及阻垢剂加药罐 36。海水泵 30 通 过管道与原海水进口接管 21 连接, 原海水出口接管 20、 抽不凝气接管 22、 浓海水排水接管 43 与水射式喷射真空泵 1 通过管道连接。热水进口接管 25、 热水泵 33 与柴油机缸套冷却 水出口之间通过管道依次连接。热水出口接管 24 与柴油机缸套冷却水进口之间通过管道 连接, 给料海水接管 26 与原海水出口接管 20 相连接, 所述给料海水接管 26 上依次连接有 加药阀门 41 和阻垢剂加药罐 36。淡水排水接管 23 与淡水泵 27 相连接, 盐度传感器 40 对 淡水排水接管 23 中的淡水进行实时监测, 合格淡水被排入至淡水箱 34。所述盐度传感器 40 检测到淡水盐度超标时, 盐度传感器 40 向控制系统发出报警信号, 同时命令控制系统打 开电磁阀 39 将超标淡水直接排出以免破坏淡水箱 34 中的淡水水质, 待淡水盐度恢复正常后, 电磁阀 39 自动关闭, 淡水重新流入淡水箱 34。
     尽管上面结合图对本发明进行了描述, 但是本发明并不局限于上述的具体实施方 式, 上述的具体实施方式仅仅是示意性的, 而不是限制性的, 本领域的普通技术人员在本发 明的启示下, 在不脱离本发明宗旨的情况下, 还可以作出很多变形, 这些均属于本发明的保 护之内。

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1、10申请公布号CN102336450A43申请公布日20120201CN102336450ACN102336450A21申请号201110228541622申请日20110810C02F1/16200601C02F103/0820060171申请人国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所地址300192天津市南开区科研东路1号72发明人谢春刚冯厚军吕庆春张令品苗超韩旭74专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人李丽萍54发明名称基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置及其淡化方法57摘要本发明公开了一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置,包括设置在一壳体内的蒸发器和冷凝器,蒸发。

2、器连接有给料海水接管、热水进口接管、热水出口接管和浓海水排水接管,热水进口接管上设有一热水泵,热水泵与柴油机缸套冷却水出口相连,热水出口接管与柴油机缸套冷却水入口相连;通过一水射式喷射真空泵来保持蒸馏淡化所需的负压条件,利用蒸发器加热并蒸发海水,所产生的蒸汽经汽液分离后进入冷凝器,并由原海水冷凝成为淡水。本发明装置具有传热效率高、结构紧凑、运行可靠、自动化程度高等特点,适宜在船舶、海岛、海上平台等场合或地区与柴油机配套使用。本发明可实现柴油机冷却和淡水生产的双重功效,既可提高燃料综合利用效率,又可达到节能减排的目的。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说。

3、明书7页附图1页CN102336460A1/2页21一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置,包括设置在一筒体3内的蒸发器2和冷凝器14,所述蒸发器2连接有给料海水接管26和浓海水排水接管43;所述冷凝器14连接有原海水进口接管21、原海水出口接管20、淡水排水接管23和抽不凝气接管22;所述原海水出口接管、所述抽不凝气接管及所述浓海水排水接管均与一水射式喷射真空泵1相连;其特征在于所述筒体3的一端固定有端板19,所述筒体3的另一端固定有封头10,所述筒体3内设有一中间横隔板13和一组合过滤结构;所述组合过滤结构由捕沫网12和挡板11构成,所述中间横隔板13和所述捕沫网12将所述筒体3分隔为上。

4、下两个腔体;所述冷凝器14设置在上方的腔体中,所述蒸发器2设置在下方的腔体中;所述蒸发器2还连接有热水进口接管25和热水出口接管24,所述热水进口接管25上设有一热水泵33,所述热水泵33与柴油机缸套冷却水出口相连,所述热水出口接管24与柴油机缸套冷却水入口相连;所述热水进口接管25与所述热水出口接管24之间连接有热水旁路,该热水旁路上设有一热水旁路阀门31;所述淡水排水接管23上、自所述冷凝器14至淡水水箱34间依次设有淡水泵27、盐度传感器40、电磁阀39、流量表38和采水样阀门35;所述淡水泵27和所述水射式喷射真空泵1均位于所述筒体3的底部。2根据权利要求1所述的基于柴油机余热利用的蒸。

5、馏海水淡化装置,其特征在于所述给料海水接管26上设有阻垢剂加药罐36和加药阀门41,所述阻垢剂加药罐36位于筒体3的底部。3根据权利要求1所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置,其特征在于所述筒体3的上部设有温度表16、真空表17和真空破坏阀18。4根据权利要求1所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置,其特征在于所述原海水进口接管21上自海水进口处至所述冷凝器14依次设有Y型过滤器28、海水进口阀门29和海水泵30,所述海水泵30将原海水升压后泵入所述冷凝器14。5根据权利要求1所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置,其特征在于所述蒸发器2和所述冷凝器的结构相同,包括多片层叠的换热。

6、板片8,两两相邻的换热板片8之间均夹有一板片密封垫圈9,所述多片层叠的换热板片8一端与筒体3的端板19接触,所述多片层叠的换热板片8的一端设有一盖板7,所述盖板7与所述端板19之间设有多个换热板片安装螺栓6,所述板片安装螺栓6将多片层叠的换热板片8压紧固定。6根据权利要求5所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置,其特征在于所述换热板片8的外形为长方形,所述换热板片8的两面均设有人字形流道,所述换热板片8的外边缘处设有板片密封垫圈9的安装槽;所述换热板片8材质采用钛或不锈钢,所述板片密封垫圈9的材质选自于三元乙丙橡胶、丁晴橡胶和硅胶中的任一种。7根据权利要求1所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海。

7、水淡化装置,其特征在于所述挡板11和所述捕沫网12的材质均选自于不锈钢、塑料和玻璃钢中的任一种。8根据权利要求1所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置,其特征在于所权利要求书CN102336450ACN102336460A2/2页3述蒸发器2中,位于海水换热一侧所安装的板片密封垫圈9的上端设有用于浓海水和蒸汽流出的开口。9根据权利要求1所述的基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置,其特征在于所述冷凝器14中,位于蒸汽换热一侧所安装的板片密封垫圈9的上端设有用于蒸汽进入的开口。10一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化工方法,其特征在于利用如权利要求1所述的蒸馏海水淡化装置在柴油机进行冷却降温的。

8、同时利用其余热进行海水淡化的方法是打开热水进口阀门32,热水泵33驱动柴油机缸套中的循环冷却水进入所述蒸发器2加热并蒸发海水,所述蒸发器2采用表面沸腾式升膜蒸发工艺,使给料海水沿换热板片8向上流动并受热蒸发,以降低给料海水相对于生产淡水的给水比率,减少因浓海水排出所造成的热量损失;汽液分离采用挡板11和捕沫网12组合过滤的形式,蒸发器2产生的蒸汽经挡板11折流后通过惯性分离作用将蒸汽中所夹带的部分海水液滴除去,然后再经捕沫网12进一步滤除蒸汽中所夹带的细小海水液滴,所产生的蒸汽经捕沫网12后进入冷凝器14;与此同时,打开海水进口阀门29,原海水通过所述海水泵30升压后被泵入冷凝器14,原海水将。

9、蒸汽冷凝为淡水的同时吸收了蒸汽的潜热,使原海水得到预热,其温度升高;淡水通过淡水泵27排入淡水箱34,盐度传感器40对所生产的淡水进行实时监测,当检测到淡水盐度超标时,盐度传感器40向控制系统发出报警信号,同时命令控制系统打开电磁阀39将盐度超标的淡水直接排出,以免破坏淡水箱34中的淡水水质,待淡水盐度恢复正常后,电磁阀39自动关闭,淡水重新流入淡水箱34;在上述整个蒸馏过程中,在冷凝器14的原海水出口处,利用原海水的余压将部分原海水作为水射式喷射真空泵1的动力海水来引射装置内由于海水蒸发所形成的不凝气体,以保持装置内蒸馏淡化所需的真空度。权利要求书CN102336450ACN10233646。

10、0A1/7页4基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置及其淡化方法技术领域0001本发明涉及一种水处理淡化技术,尤其涉及一种利用柴油机余热进行蒸馏海水淡化的装置及其方法。背景技术0002在我国的沿海孤岛、船舶游艇、海上平台等特定地区或场合,能源和淡水普遍相对短缺,在这些地区往往需要自行解决动力和淡水供应。由于环境条件所限,上述偏远地区难以建造大型的集中式能源和淡水供给装置,因此,电力供应往往依靠各种分布式能源转化设备如柴油发电机来提供,其在运行过程中要产生相当数量的余热,但由于该余热温度一般只有6090,因此,在多数情况下该热能以废热的形式直接排放到了环境中,从而导致了经济和环境上的无效益。海水淡。

11、化是增加淡水补给的一条重要途径,但由于该工艺过程要消耗相当数量的能源,因此对于本来能源供给就已十分紧张的上述地区,实现海水淡化无疑将会进一步加大其能源负担。0003在海水淡化技术中,小型海水淡化装置在工艺方面主要采用反渗透法和蒸馏法两种。采用反渗透法,其中的反渗透海水淡化装置只需外界提供电力和海水即可运行,对现场配套条件要求简单,目前已经在岛屿和船只上得到了应用。尽管反渗透海水淡化装置具有诸多优点,但仍存在着对海水水质要求高,维护工作繁琐,系统稳定性低等缺点,尤其在特殊环境以及电力资源紧缺的状况下,其适用性仍然存在着一定的限制。采用蒸馏法,其中的蒸馏海水淡化装置在运行时主要消耗热能如蒸汽或热水。

12、以及少量电力。对于海岛、船舶、海上平台等用户,通常使用柴油发电机发电,电力供应并不充裕,而发电过程中柴油机通常需要冷却散热。这部分余热品位较低,通常作为废热直接排放到环境中,但其总热量与蒸馏海水淡化的热能需求基本匹配,可以作为淡化的热源,而且不计成本。另外,蒸馏淡化的电力消耗一般低于反渗透淡化,而造价与反渗透淡化基本相当。对于有废热利用的场合,蒸馏淡化工艺的制水成本通常要低于反渗透淡化。还有,基于蒸馏淡化自身的特点,如对海水水质适应性强,性能相对稳定,淡化水质好,使用寿命长,使蒸馏淡化装置在恶劣环境下运行具有一定的技术保障和优势。综上所述,目前需要开发研究如何充分利用柴油机所排放的低品位热能来。

13、进行海水淡化的技术。发明内容0004针对上述现有技术,本发明提供一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置及其淡化方法,本发明可将柴油机所排放的低品位热能进行回收利用并同时增加淡水供给,不仅可实现能量在系统中的梯级利用,提高燃料的综合利用效率,而且还可有效对资源进行合理配置,缓解燃料和水资源的短缺问题。该装置具有传热效率高、结构紧凑、运行可靠、自动化程度高等特点,适宜在船舶、海岛、海上平台等场合或地区与柴油机配套使用,可实现柴油机冷却和淡水生产的双重功效,既可提高燃料综合利用效率,又可达到节能减排的目的。尤其是对于岛屿、船舶及海上平台等能源和淡水资源均相对短缺的特定地区或场合说明书CN10233。

14、6450ACN102336460A2/7页5具有显著的经济、社会和环境效益。0005为了解决上述技术问题,本发明一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置予以实现的技术方案是包括设置在一筒体内的蒸发器和冷凝器,所述蒸发器连接有给料海水接管、热水进口接管、热水出口接管和浓海水排水接管;所述冷凝器连接有原海水进口接管、原海水出口接管、淡水排水接管和抽不凝气接管;所述原海水出口接管、所述抽不凝气接管及所述浓海水排水接管均与一水射式喷射真空泵相连;所述筒体的一端固定有端板,所述筒体的另一端固定有封头,所述筒体内设有一中间横隔板和一组合过滤结构;所述组合过滤结构由捕沫网和挡板构成,所述中间横隔板和所述捕沫。

15、网将所述筒体分隔为上下两个腔体;所述冷凝器设置在上方的腔体中,所述蒸发器设置在下方的腔体中;所述蒸发器还连接有热水进口接管和热水出口接管,所述热水进口接管上设有一热水泵,所述热水泵与柴油机缸套冷却水出口相连,所述热水出口接管与柴油机缸套冷却水入口相连;所述热水进口接管与所述热水出口接管之间连接有热水旁路,该热水旁路上设有一旁路阀门;所述淡水排水接管上、自所述冷凝器至淡水水箱依次设有淡水泵、盐度传感器、电磁阀、流量表和采水样阀门;所述淡水泵和所述水射式真空泵均位于所述筒体的底部。0006本发明基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置,其中,所述给料海水接管上设有阻垢剂加药罐和加药阀门,所述阻垢剂加药。

16、罐位于筒体的底部。所述原海水进口接管上自海水进口处至所述冷凝器依次设有Y型过滤器、海水进口阀门和海水泵,所述海水泵将原海水升压后泵入所述冷凝器。所述蒸发器和所述冷凝器的结构相同,包括多片层叠的换热板片,两两相邻的换热板片之间均夹有一板片密封垫圈,所述多片层叠的换热板片一端与筒体的端板接触,所述多片层叠的换热板片的一端设有一盖板,所述盖板与所述端板之间设有多个换热板片安装螺栓,所述板片安装螺栓将多片层叠的换热板片压紧固定。所述换热板片的外形为长方形,所述换热板片的两面均设有人字形流道,所述换热板片的外边缘处设有板片密封垫圈的安装槽;所述换热板片材质采用钛或不锈钢,所述板片密封垫圈的材质选自于三元。

17、乙丙橡胶、丁晴橡胶和硅胶中的任一种。所述挡板和所述捕沫网的材质均选自于不锈钢、塑料和玻璃钢中的任一种。所述蒸发器中,位于海水换热一侧所安装的板片密封垫圈的上端设有用于浓海水和蒸汽流出的开口。所述冷凝器中,位于蒸汽换热一侧所安装的板片密封垫圈的上端设有用于蒸汽进入的开口。0007本发明一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化方法,是在柴油机进行冷却降温的同时利用其余热进行海水淡化,其方法是0008打开热水进口阀门,热水泵驱动柴油机缸套中的循环冷却水进入所述蒸发器加热并蒸发海水,所述蒸发器采用表面沸腾式升膜蒸发工艺,使给料海水沿换热板片向上流动并受热蒸发,以降低给料海水相对于生产淡水的给水比率,减少因。

18、浓海水排出所造成的热量损失;汽液分离采用挡板和捕沫网组合过滤的形式,蒸发器产生的蒸汽经挡板折流后通过惯性分离作用将蒸汽中所夹带的部分海水液滴除去,然后再经捕沫网进一步滤除蒸汽中所夹带的细小海水液滴,所产生的蒸汽经捕沫网后进入冷凝器;0009与此同时,打开海水进口阀门,原海水通过所述海水泵升压后被泵入冷凝器,原海水将蒸汽冷凝为淡水的同时吸收了蒸汽的潜热,使原海水得到预热,其温度升高;0010淡水通过淡水泵排入淡水箱,盐度传感器对所生产的淡水进行实时监测,当检测到淡水盐度超标时,盐度传感器向控制系统发出报警信号,同时命令控制系统打开电磁阀说明书CN102336450ACN102336460A3/7。

19、页6将盐度超标的淡水直接排出,以免破坏淡水箱中的淡水水质,待淡水盐度恢复正常后,电磁阀自动关闭,淡水重新流入淡水箱;0011在上述整个蒸馏过程中,在冷凝器的原海水出口处,利用原海水的余压将部分原海水作为水射式喷射真空泵的动力海水来引射装置内由于海水蒸发所形成的不凝气体,以保持装置内蒸馏淡化所需的真空度。0012与现有技术相比,本发明的有益效果是0013本发明是利用柴油机缸套中的循环冷却水为热源,通过蒸馏海水淡化工艺实现在为柴油机降温冷却的同时生产淡水,解决了船舶、海岛、海上平台等特定场合或地区的节能减排和淡水供给问题。本发明装置可以实现利用柴油机缸套中的循环冷却水加热海水蒸发,既可对柴油机进行。

20、有效地冷却降温,又可充分利用其余热进行海水淡化,提高了系统的能量综合利用效率,同时为用户增加了淡水供应。0014本发明通过对结构及装置中有关部件布局的优化设计,如将冷凝器和蒸发器集成安装于筒体的上下腔体之中,并在封头中间部位安装捕沫网,将淡水泵和水射式喷射真空泵等安装在筒体的底部,使装置的整体结构更加紧凑,体积更小,适应于船舶、海上平台等空间有限的安装场合。0015本发明中的汽液分离部件采用的是组合过滤结构,所产生的蒸汽经挡板和捕沫网组合过滤,可充分滤除蒸汽中所夹带的海水液滴,保证了淡水的水质。0016本发明海水淡化工艺中,原海水通过冷凝器吸收了蒸汽的潜热,在将蒸汽冷凝为淡水的同时,使原海水得。

21、到了预热,从而提高了给料海水在蒸发器中的蒸发量;本发明中的蒸发器和冷凝器均采用钛板式换热器,不仅可以提高换热器单位体积的传热效率,而且提高了防腐蚀能力,延长了使用寿命。0017本发明海水淡化工艺中,原海水在经过海水泵升压后,部分原海水作为水射式喷射真空泵的动力海水来引射壳体内由于海水蒸发所形成的不凝气体,保证了蒸馏淡化所需的负压条件,使淡水生产能够连续稳定运行。0018本发明中的蒸发器采用表面沸腾式升膜蒸发工艺,使给料海水沿换热板片向上流动并受热蒸发,不仅可降低给料海水相对于生产淡水的给水比率,从而减少了因浓海水排出所造成的热量损失,同时也可有效预防换热板片“干壁”现象的发生,降低了蒸发器结垢。

22、的倾向,保证了对余热利用的经济性和可靠性。附图说明0019附图是本发明基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置的结构示意简图。0020图中0021说明书CN102336450ACN102336460A4/7页7具体实施方式0022下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。0023如附图所示,本发明一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置,包括设置在一筒体3内的蒸发器2和冷凝器14,所述蒸发器2连接有给料海水接管26、热水进口接管25、热水出口接管24和浓海水排水接管43;所述冷凝器14连接有原海水进口接管21、原海水出口接管20、淡水排水接管23和抽不凝气接管22;所述原海水出口接管、所述抽。

23、不凝气接管及所述浓海水排水接管均与一水射式喷射真空泵1相连;所述筒体3的一端固定有端板19,所述筒体3的另一端固定有封头10,所述筒体3内设有一中间横隔板13和一组合过滤结构;所述组合过滤结构由捕沫网12和挡板11构成,所述挡板11和所述捕沫网12的材质均选自于不锈钢、塑料和玻璃钢中的任一种。所述中间横隔板13和所述捕沫网12将所述筒体3分隔为上下两个腔体;所述冷凝器14设置在上方的腔体中,所述蒸发器2设置在下方的腔体中;所述蒸发器2还连接有热水进口接管25和热水出口接管24,所述热水进口接管25上设有一热水泵33,所述热水泵33与柴油机缸套冷却水出口相连,所述热水出口接管24与柴油机缸套冷却。

24、水入口相连;所述热水进口接管25与所述热水出口接管24之间连接有热水旁路,该热水旁路上设有一热水旁路阀门31,根据柴油机循环冷却水的温度通过调节该旁路热水阀门31控制进入蒸发器2中的供水量;所述淡水排水接管23上、自所述冷凝器14至淡水水箱34依次设有淡水泵27、盐度传感器40、电磁阀39、流量表38和采水样阀门35;所述淡水泵27和所述水射式喷射真空泵1均位于所述筒体3的底部。所述给料海水接管26上设有阻垢剂加药罐36和加药阀门41,所述阻垢剂加药罐36位于筒体3的底部。所述原海水进口接管21上自海水进口处至所述冷凝器14依次设有Y型过滤器28、海水进口阀门29和海水泵30,所述海水泵30将。

25、原海水升压后泵入所述冷凝器14。说明书CN102336450ACN102336460A5/7页80024本发明中的所述蒸发器2和所述冷凝器的结构相同,包括多片层叠的换热板片8,两两相邻的换热板片8之间均夹有一板片密封垫圈9,所述多片层叠的换热板片8一端与筒体3的端板19接触,所述多片层叠的换热板片8的一端设有一盖板7,所述盖板7与所述端板19之间设有多个板片安装螺栓6,所述板片安装螺栓6将多片层叠的换热板片8压紧固定。所述蒸发器2中,位于海水换热一侧所安装的板片密封垫圈9的上端设有用于浓海水和蒸汽流出的开口。所述冷凝器14中,位于蒸汽换热一侧所安装的板片密封垫圈9的上端设有用于蒸汽进入的开口。。

26、所述换热板片8的外形为长方形,所述换热板片8的两面均设有人字形流道,所述换热板片8的外边缘处设有板片密封垫圈9的安装槽;所述换热板片8的材质采用钛或不锈钢,所述板片密封垫圈9的材质选自于三元乙丙橡胶、丁晴橡胶和硅胶中的任一种。0025利用上述基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置,在柴油机进行冷却降温的同时利用其余热进行海水淡化的方法是0026打开热水进口阀门32,热水泵33驱动柴油机缸套中的循环冷却水进入所述蒸发器2加热并蒸发海水,所述蒸发器2采用表面沸腾式升膜蒸发工艺,使给料海水沿换热板片8向上流动并受热蒸发,以降低给料海水相对于生产淡水的给水比率,减少因浓海水排出所造成的热量损失;汽液分离。

27、采用挡板11和捕沫网12组合过滤的形式,蒸发器2产生的蒸汽经挡板11折流后通过惯性分离作用将蒸汽中所夹带的部分海水液滴除去,然后再经捕沫网12进一步滤除蒸汽中所夹带的细小海水液滴,所产生的蒸汽经捕沫网12后进入冷凝器14。与此同时,打开海水进口阀门29,原海水通过所述海水泵30升压后被泵入冷凝器14,原海水将蒸汽冷凝为淡水的同时吸收了蒸汽的潜热,使原海水得到预热,其温度升高。淡水通过淡水泵27排入淡水箱34,盐度传感器40对所生产的淡水进行实时监测,当检测到淡水盐度超标时,盐度传感器40向控制系统发出报警信号,同时命令控制系统打开电磁阀39将盐度超标的淡水直接排出,以免破坏淡水箱34中的淡水水。

28、质,待淡水盐度恢复正常后,电磁阀39自动关闭,淡水重新流入淡水箱34。至于如何实现本发明中的控制属于本技术领域内公知常识,在此不再赘述。0027在上述整个蒸馏过程中,在冷凝器14的原海水出口处,利用原海水的余压将部分原海水作为水射式喷射真空泵1的动力海水来引射装置内由于海水蒸发所形成的不凝气体,以保持装置内蒸馏淡化所需的真空度。0028实施例0029本发明一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置及其方法的一个具体实施例如下。0030与蒸馏海水淡化装置配套的柴油机额定输出功率为500KW,柴油机缸套循环冷却水的流量保持在30M3/H,压力为02MPA,出口温度保持在6585,进入蒸发器2换热后循。

29、环冷却水的温度降低810。海水泵30将原海水泵入进冷凝器14,流量为30M3/H,压力为04MPA,当入口温度在2530,进入冷凝器14换热后的原海水的温度升高78。蒸发器2和冷凝器14的换热面积均为72M2。从冷凝器14出口处,部分原海水作为给料海水以流量5M3/H泵入进蒸发器2,其余原海水则作为水射式喷射真空泵1的动力海水。水射式喷射真空泵1引射壳体内的不凝气体,保持壳体真空度在8595之间。在此工艺参数下,蒸馏淡化装置的产水量可在515M3/D,产水含盐量在210PPM之间。说明书CN102336450ACN102336460A6/7页90031本发明一种基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化。

30、装置的壳体由端板19、筒体3、筒体法兰4、筒体垫圈5和封头10组成。壳体的端板19为圆形,直径为16M,壁厚为15MM,材质为316L不锈钢。筒体3外径为15M,长为1M,壁厚为8MM,材质为316L不锈钢。筒体法兰4外径为16M,内径为15M,厚度为10MM,材质为316L不锈钢。封头10外形为椭圆形,长径为15M,短径为075M,壁厚为5MM,材质为316L不锈钢。所述端板19与筒体3、筒体3与筒体法兰4之间均通过焊接连接;所述筒体法兰4与封头10之间夹有筒体垫圈5,筒体垫圈5厚度为6MM,材质可采用丁晴橡胶、硅胶或石棉。通过筒体螺栓15将筒体法兰4、封头10、筒体垫圈5紧固连接;所述封头。

31、10中间部位设有捕沫网12,捕沫网12可用直径为1MM的丝线编织而成,材质可选用塑料、玻璃钢或316L不锈钢,捕沫网12与封头10间可采用螺栓、铁丝或点焊固定;所述筒体3内部设有一中间横隔板13,中间横隔板13为长方形,尺寸为100014905MM,材质为316L不锈钢;所述中间横隔板13将筒体3内分为上下两个腔体,上腔体内设有冷凝器14,下腔体内设有蒸发器2;所述中间横隔板13的下方设有一挡板11,挡板11为长方形,尺寸为14002001MM,材质为316L不锈钢;所述端板19外侧设有通径为DN80的原海水进口接管21、通径为DN80的原海水出口接管20、通径为DN80的热水进口接管25、通。

32、径为DN80的热水出口接管24、通径为DN10的给料海水接管26、通径为DN20的淡水排水接管23、通径为DN10的抽不凝气接管22,上述接管均与端板通过焊接连接。0032蒸发器2由换热板片8、板片密封垫圈9、盖板7和板片安装螺栓6组成。换热板片8共计60张,各换热板片8依次叠压,在相邻板片间夹有板片密封垫圈9,由此所形成的板片组一端通过板片密封垫圈9与端板19接触,另一端通过板片密封垫圈9与盖板7接触,在端板19和盖板7之间连接有板片安装螺栓6以将整个板片组压紧固定。换热板片8外形为长方形,尺寸为60020005MM,面积为012M2,换热板片8两面设有人字形流道,边缘处设有板片密封垫圈9的。

33、安装槽。换热板片8材质可选用钛或不锈钢。板片密封垫圈9材质可选用三元乙丙橡胶、丁晴橡胶或硅胶。盖板7为长方形,尺寸为70030010MM,材质为316L不锈钢。冷凝器14与蒸发器2的部件尺寸、材质及安装形式完全相同。在蒸发器2中换热板片8的海水换热侧和在冷凝器14中换热板片8的蒸汽换热侧所安装的板片密封垫圈9的上端均设有长度为500MM的开口,以便于蒸发器2中浓海水、蒸汽的流出和冷凝器14中蒸汽的进入。0033筒体3上部设有温度表16、真空表17和真空破坏阀18,上述仪表及阀门均通过螺纹与筒体3连接,筒体3下部设有浓海水排水接管43,筒体3通过螺栓与支架42连接。支架42通过螺栓安装有淡水泵2。

34、7、水射式喷射真空泵1以及阻垢剂加药罐36。海水泵30通过管道与原海水进口接管21连接,原海水出口接管20、抽不凝气接管22、浓海水排水接管43与水射式喷射真空泵1通过管道连接。热水进口接管25、热水泵33与柴油机缸套冷却水出口之间通过管道依次连接。热水出口接管24与柴油机缸套冷却水进口之间通过管道连接,给料海水接管26与原海水出口接管20相连接,所述给料海水接管26上依次连接有加药阀门41和阻垢剂加药罐36。淡水排水接管23与淡水泵27相连接,盐度传感器40对淡水排水接管23中的淡水进行实时监测,合格淡水被排入至淡水箱34。所述盐度传感器40检测到淡水盐度超标时,盐度传感器40向控制系统发出报警信号,同时命令控制系统打开电磁阀39将超标淡水直接排出以免破坏淡水箱34中的淡水水质,待淡水盐度恢复正常说明书CN102336450ACN102336460A7/7页10后,电磁阀39自动关闭,淡水重新流入淡水箱34。0034尽管上面结合图对本发明进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨的情况下,还可以作出很多变形,这些均属于本发明的保护之内。说明书CN102336450ACN102336460A1/1页11说明书附图CN102336450A。

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