[发明专利]热泵式小型海水淡化装置

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化装置，具体是一种热泵式小型海水淡化装置。

背景技术

淡水是人类日常生活、生产的重要资源，地球上的淡水储量仅占全球总水量的2.53%，而且其中的68.7%又属于固体冰川，分布在难以利用的高山和南、北两极地区，还有一部分淡水埋藏于地下很深的地方，很难进行开采，因此，人类实际能够利用的淡水只占全球总水量的0.26%左右。随着人口持续增长及工业生产的飞速发展，带来了严重的淡水资源危机，如何开发淡水资源成了当代人类普遍关心的重大问题，在淡水资源的开发中，海水淡化成了极为重要的开源增量途径。

海水淡化是利用海水脱盐的方法生产淡水，常用的海水淡化技术为热法海水淡化技术，主要有多效闪蒸法和低温多效蒸馏法。多效闪蒸法是将经过加热的海水，依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发，将蒸汽冷凝而得到淡水；低温多效蒸馏法是将一系列压力逐次降低的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，用一定量的蒸汽输入蒸发器内，通过多次的蒸发和冷凝，后面一效的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。无论是多效闪蒸法还是低温多效蒸馏法，都需要建成大规模的海水淡化装置，该装置主要依赖热电厂、炼钢厂、化工厂等产生的余热，在选址方面存在很大的局限性，而且由于该海水淡化装置的规模大，必须要大批量的生产淡水，这样才能有效降低每吨淡水的生产成本，因而这一特性决定了它们只能适合在大面积的区域内固定使用，不适用于在偏远孤岛、乡村及船舰等小面积的区域内小规模、可移动的生产淡水，适用范围具有很大的局限性，不够实用。

中国专利文献公开了“一种热泵式海水淡化装置”（公开号: CN201517039U，公开日: 2010.06.30），它包括热泵系统和海水分离系统，热泵系统包括压缩机、第一级冷凝器、第二级冷凝器、节流器和蒸发器，海水分离系统包括密闭的海水槽、海水槽顶部设置有抽气管，抽气管安装有真空泵，第一级冷凝器浸入海水槽中，真空泵的排出管道依次经过第二级冷凝器和蒸发器，管道内的水蒸汽与第二级冷凝器和蒸发器进行热交换后冷却成液态淡水，海水槽设有进水阀和排水阀。该海水淡化装置虽然能够适用于在海船等移动设备上小规模生产淡水，但其海水淡化过程是将海水水蒸汽采用电能驱动的两级冷凝设备进行冷凝（即采用第二级冷凝器内的冷凝风扇对抽气管中输送的蒸汽进行第一次冷却，使管道中形成水汽混合物，水汽混合物又经蒸发器进行第二次冷凝，最后冷却成液体淡水），这样直接增加了海水淡化的电能消耗，进而增加了海水淡化成本；另外，冷却成的液体淡水和分离出的浓盐水均含有较高的余热，未能利用这一余热，造成了能源热量浪费。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、可移动性强、适用范围广、能源利用率高、海水淡化成本低、可靠实用的热泵式小型海水淡化装置。

本发明采用的技术方案是：一种热泵式小型海水淡化装置，所述海水淡化装置采用电能驱动；所述海水淡化装置包括压缩机、喷气抽气器、冷凝器、主蒸发器和射水抽气器；所述压缩机用作向冷凝器提供高温高压的制冷剂气体，压缩机的排气口通过压缩排气管线与冷凝器的进气口连接，压缩机的吸气口通过压缩吸气管线与喷气抽气器的排气口连接，由喷气抽气器向压缩机提供低温低压的制冷剂气体；所述喷气抽气器的进气口通过第一气化制冷管线与主蒸发器的排气口连接，喷气抽气器用作将主蒸发器内气化形成的气体吸入；所述冷凝器用作蒸发海水，冷凝器和主蒸发器装配在共同的密封罩内，冷凝器的制冷剂出口通过第一液态制冷管线与主蒸发器的制冷剂入口连接，在冷凝器上还设有海水入口、浓盐水出口和蒸汽出口，冷凝器的海水入口通过淡化管线与海水管线连接，冷凝器的浓盐水出口通过浓盐水管线与射水抽气器的抽浓盐水口连接，冷凝器的蒸汽出口通过蒸汽通道与主蒸发器的蒸汽入口连接；所述主蒸发器用作冷凝蒸汽，形成淡水，在主蒸发器上还设有淡水出口，淡水出口上连接有淡水排放管线；所述射水抽气器用作抽出密封罩内的浓盐水和不凝气，并制造、维持密封罩内的真空度，在射水抽气器上还设有抽气口、海水入口和盐海水出口，射水抽气器的抽气口通过抽真空管线连接密封罩的真空抽口，射水抽气器的海水入口通过制真空管线连接海水管线，射水抽气器的盐海水出口上连接有盐海水排放管线。

所述海水淡化装置还包括有副蒸发器，该副蒸发器的制冷剂入口通过第二液态制冷管线与冷凝器的制冷剂出口连接，副蒸发器的排气口通过第二气化制冷管线与喷气抽气器的抽气口连接；且浓盐水管线内的浓盐水在副蒸发器内与液态制冷剂形成换热，副蒸发器利用浓盐水管线内的浓盐水余热加热、气化第二液态制冷管线内输送的液态制冷剂。