[发明专利]一种超重力真空蒸发海水淡化方法

说明书

技术领域

本发明涉及海水、苦咸水淡化和污水净化领域，具体地说，本发明涉及一种超重力真空蒸发海水淡化方法。

背景技术

经过50余年的发展，世界上海水淡化的方法主要有热法和膜法。热法海水淡化技术主要为蒸馏法，包括多级闪蒸和低温蒸馏技术。低温蒸馏技术是使蒸发室内保持一定的真空度，即呈负压状态，使海水在较低温度下蒸发变成蒸汽，蒸汽遇冷凝结成淡水。由于低温蒸馏法淡化海水可以利用太阳能等低品位能源，对装置的腐蚀性较低等原因，近年来发展迅速，但其主要缺点是维持蒸发器内真空度需要大量电能，供水和蒸发后浓海水排放也需要消耗大量泵功，因而工程造价较高。如中国专利CN 2344390Y、CN 1473765A、CN 200978230Y等都是利用真空泵来获得海水低温淡化所需的真空环境。

中国专利CN 101177308A为了节省维持蒸发器内真空所需的大量电能及供电和蒸发后浓海水排放的大量泵功，利用海水重力和大气压力自然方法产生真空，装置不需安装给水泵和排水泵，所需能量比传统方式少，具有较高的综合能源利用效率。但是这种方法利用自然重力获得真空，设备高度高、体积庞大，对空间要求很高。

利用旋转产生的超重立场来实现海水淡化是近几年提出的构想，如中国专利CN 1724396A和CN 1872713A均在超重立场的作用下，通过改变容器中海水溶质的分布，使溶质因比重不同而分层，从而在不同位置上提取含盐度不同的水。但是此类方法无法一次性得到所需淡水，需要串联多级设备才能得到盐度较低的产品水。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的超重力真空蒸发海水淡化方法，其利用真空泵结合超重力工况实现低温热法海水淡化所需的真空环境，减小真空泵负荷、降低真空泵抽气时间，从而节约能量，提高海水淡化效率。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种超重力真空蒸发海水淡化方法，包括：提供海水淡化装置；以及使用所述海水淡化装置进行海水淡化，其中，

所述海水淡化装置包括：

海水泵；

超重力真空蒸发室，所述超重力真空蒸发室包括：

穿过所述超重力真空蒸发室设置的转轴，所述转轴和所述超重力真空蒸发室的壳体之间设置机械密封；

淡水槽，所述淡水槽位于所述超重力真空蒸发室内部，并且围绕所述转轴而设置于其上，所述淡水槽包括：

设置在所述淡水槽底部中间的漏水孔，所述漏水孔上方设置漏水阀，所述漏水阀上方设置筛板雾化器，

设置在所述淡水槽的侧面外缘上端的导流片，

与所述超重力真空蒸发室的壳体顶部固定连接的静挡板，所述静挡板上设置不凝气出口，并且所述静挡板和所述淡水槽配合形成淡水溢水口，和

设置在所述淡水槽底部的排污口；

位于所述超重力真空蒸发室内部、并且围绕所述转轴而设置于其上的海水槽，所述海水槽的顶部和所述淡水槽的底部固定，并且通过连杆阀相连，所述海水槽通过所述漏水孔和所述淡水槽相通，所述海水槽的底部设置排污口，所述海水槽的侧面外缘上端的导流片；

位于所述超重力真空蒸发室的壳体上方的海水进口和抽气口，雾化器与所述海水进口相连，所述海水进口与所述超重力真空蒸发室的壳体之间设置静密封；

位于所述超重力真空蒸发室的壳体侧面的淡水出口和浓海水出口、以及位于所述淡水出口处的导流片和位于所述浓海水出口处的导流片；以及

设置在所述超重力真空蒸发室的壳体内壁上的导流片；

摩擦换热器，所述摩擦换热器包括：

穿过所述摩擦换热器设置的转轴，所述转轴和所述摩擦换热器的壳体之间设置机械密封；

分别设置在所述摩擦换热器的壳体侧面上方和下方的冷海水入口和热海水出口，所述冷海水入口和所述热海水出口均与海水盘管相连；和

摩擦碟片，所述摩擦碟片位于所述海水盘管内侧，并且固定在所述转轴上；

以及，真空泵。

如本文中使用的，术语“超重力”是指利用流体旋转产生相当于重力加速度10~10⁵倍的离心加速度，从而获得“超重力”场。根据流体静力学原理和相平衡原理，此时在旋转流体中心可获得与当地温度所对应饱和蒸汽压大小相当的真空区域。

如本文中使用的，术语“真空”是指室温所对应的海水饱和蒸汽压，绝压在1.2~4.3kPa的范围。

优选地，穿过所述超重力真空蒸发室设置的转轴和穿过所述摩擦换热器设置的转轴是相同的转轴。