[发明专利]一种利用烟气余热的热管式海水淡化装置

说明书

本发明涉及一种利用烟气余热的热管式海水淡化装置，属于海水处理技术领域。本发明是海水进入海水预热管段，经预热的海水进入喷淋装置，喷淋装置将海水均匀喷洒在热管表面，烟气进入壳体，将热管下端进行加热，热管进行导热作用，形成水蒸汽，水蒸汽经除雾器去除水蒸汽中的海水，进入水蒸汽冷凝管段，接触到热管，吸收热量将水蒸汽液化形成淡水经淡水管道排出，热管吸收热量后进行导热，对海水进行预热，预热后进入海水蒸发管段形成一个循环，通过真空管道将壳体内部抽至真空。本发明中采用热管作为换热原件，利用了重力式热管导热性能高的优点，提高烟气预热的利用率，强化了传热，使海水淡化装置的制造简单、耗材少、结构紧凑、维修方便。

技术领域

本发明涉及一种利用烟气余热的热管式海水淡化装置，属于海水处理技术领域。

背景技术

针对我国淡水资源匮乏的问题，目前使用的解决方案有取地下水、远程调水、建造水库，但是如果长期利用这些方法，会造成水源枯竭、生态破坏等一系列环境问题，并且不能从根本上消除淡水危机。此外，可以寻找其他的解决办法，比如加强水资源的立法管理、对废水进行回收利用、对雨水进行收集再利用等。开辟新水源迫在眉睫。相比于存量有限的陆地淡水资源，我国丰富的海水资源成为了获取淡水的有效来源；因此，海水淡化技术备受关注，所谓海水淡化技术就是将海水中盐分脱去的过程或工艺，经过脱盐处理的海水可以供给人类生产、生活使用。到目前为止，全世界海水淡化产量已超过8×10⁷m³/d。

对于很多如海岛、船舶、海上平台等场合，能源和淡水稀少，这些问题往往需要自行解决。但由于环境限制，这些地方难以建造大型的能源和淡水供给装置，往往通过各类发电机提供动力。但其在运行过程中会产生大量的热量，通常温度只有70~100℃，属于低品位热量的范畴。大多数情况下这一部分热量以废热方式直接排放，导致很大的能源浪费。海水淡化可以提供淡水供应，但该过程会消耗大量的能量，给本来就能源供应紧张的这些场合增加了负担。综上所述，若将发动机所排放的低品位热量更有效地利用在海水淡化技术中，将缓解这些地区的能量与淡水问题。

在美国，海水淡化研发和产业化应用一直处于国际先进领域，并且经过这么多年，美国海水淡化产业政法体系的发展已经十分完善。这些政策不仅保障了海水淡化项目的有效实施，也促进了美国海水淡化产业的健康发展。至2013年中旬，美国已有在运行海水淡化装置共1227个，总产淡水量约为655万吨/天。海水淡化已成为美国水源的重要来源，这些水主要用于市政和工业，小部分用于农业、军事和旅游。

目前我国的海水淡化产业已经进入到了一个飞速发展的时期，山东、河北、浙江等沿海省份已经在海洋资源利用方向迈开大步，并在各个地区形成了海水淡化产业不同规模等级的集群。随着海水淡化技术的发展，相关产业链将持续保持稳定增长姿态。

海水淡化是将海水中的盐和水分离的技术和过程，主要方法包括膜法、热法、化学方法和电渗析等，海水淡化的三大主流技术是多级闪蒸法、多效蒸馏法和反渗透法，它们在世界范围内已经得到成功应用。多效蒸馏法因换热效率高、能源消耗较少、易于操作等优点，在现有淡化技术中占据主要地位。同时，低温多效蒸发技术可以低温运行、能量需求较低且不易结垢，可以与多数石化企业、电厂的生产相结合，在运行成本上有着不可比拟的优势。

如果将高效率的热管式换热器和低品位余热相结合，运用到蒸馏法海水淡化中去，并利用高传热效率的降膜蒸发，将极大的增加能源的利用率。因此，本发明提出一种热管式海水淡化装置，为解决远洋船舶、海岛居民及沿海区域工农业、居民区水资源匮乏的问题做出了努力。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对现有海水淡化装置制造复杂、耗材多、维修困难的问题，本发明提供了一种利用烟气余热的热管式海水淡化装置。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：