一种基于船舶废气余热的海水淡化装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114132982A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202011268188.X(22)申请日2020.11.13(71)申请人山东大学地址264200山东省威海市文化西路180号(72)发明人郭春生刘淼吴奇政逯晓康李佳航席双军王学良田鑫周泽宇王志诚(74)专利代理机构青岛清泰联信知识产权代理有限公司37256代理人李红岩(51)Int.Cl.C02F1/16(2006.01)C02F103/08(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图5页(54)发明名称一种基于船舶废气余热的海水淡化装置(57)摘要本发明涉及船舶海水淡化装置，目的是利用船舶排放烟气中的余热，为基于多效蒸馏法的海水淡化装置提供热源，在船舶上生产淡水。上述装置主要由一效、二效蒸馏器、管壳式换热器、淡水仓、PID控制系统五部分组成。一、二效蒸馏器由竖直排列的热管阵列组成；管壳式换热器壳体内通冷海水，管体内通水蒸气，作为最后一效的冷凝装置。烟气通入时，其热量传递给热管对海水进行蒸馏，蒸馏出的水蒸气作为第二效蒸馏器的热源，给热管传递能量进行二效蒸馏的同时液化成淡水流入淡水仓，第二效蒸馏出来的水蒸气再通过管壳式换热器液化成淡水流入淡水仓。本发明通过对废气余热的高效利用使得海水淡化更加的绿色环保、节能高效。CN114132982ACN114132982A权利要求书1/1页1.一种基于船舶废气余热的海水淡化装置，其特征在于，所述装置包括一效蒸馏器、二效蒸馏器、管壳式换热器和淡水仓，所述一效蒸馏器连接二效蒸馏器，二效蒸馏器连接管壳式换热器，所述淡水仓设置在二效蒸馏器和管壳式换热器的下部，所述一效蒸馏器内设置一效热管和一效分隔板，一效分隔板将一效热管分隔为位于上部的热端和位于下部的冷端，所述二效蒸馏器内设置二效热管和二效分隔板，二效分隔板将二效热管分隔为位于上部的热端和位于下部的冷端，所述烟气通入第一效蒸馏器的冷端，烟气热量通过高温热管的冷端传递到上方热端，对喷淋下来的冷海水进行蒸馏，一效蒸馏器蒸馏出的水蒸气导入二效蒸馏器的冷端，一方面水蒸气遇冷液化成淡水流入下方淡水仓，另一方面水蒸气的液化潜热通过二效热管传递到二效热管上方热端，对二效蒸馏器的喷淋海水进行蒸馏，二效蒸馏器蒸馏出来的水蒸气通入管壳式换热器，在管壳式换热器中与冷海水换热，水蒸气在预热海水的同时液化成淡水流入下方淡水仓。2.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，一效分隔板和二效分隔板有两层且由不锈钢制成，两板之间由隔热材料填充。3.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，二效蒸馏器的二效热管冷端中设置蒸汽导流板；蒸汽导流板呈现为波纹状穿插于热管之间。4.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，管壳式换热器竖直布置于淡水仓之上，壳体内通入海水，管体内吸入二效蒸馏器中蒸馏出的水蒸气，水蒸气在管体内液化，流入下方淡水仓，与此同时壳体内海水被预热，预热后的海水通过喷淋装置进入一效和二效蒸馏器中。5.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，还包括喷淋管路，所述喷淋管路的入口连接管壳式换热器的海水出口，喷淋管路的出口连接一效和二效蒸馏器。6.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，包括捕沫网，安装在一效蒸馏器热端与二效蒸馏器冷端之间的管路上，以及二效蒸馏器热端与管壳式换热器的连接管路上。7.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，包括烟气过滤器，其设置在烟气进入一效蒸馏器的进口前段。8.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，包括均温装置，所述均温装置设置在烟气进入一效蒸馏器的管路上。2CN114132982A说明书1/9页一种基于船舶废气余热的海水淡化装置技术领域[0001]本发明属于海水淡化领域，特别提供在船舶使用条件下，以烟气为淡化热源的海水淡化装置背景技术[0002]目前海水淡化技术主要有热法和膜法两类，其中热法以多效蒸馏法(MEE)与多级闪蒸法(MSF)为代表，膜法以RO反渗透法为代表；多效蒸馏法通过对于蒸汽热量的反复利用，使得整体的热量利用率较高，但由于多效蒸发器的存在因此装置体积庞大，常在沿海的陆地上建设，生产淡水；多级闪蒸法通过先加热海水，再把海水通入到压强逐级减小的蒸馏罐里，利用水的沸点随压强的降低而降低的特点进行逐级蒸馏，由于加热与蒸馏分开进行，有效减少了海水结垢，但由于需要负压装置使得其能耗较高，同时体积也较为庞大；RO反渗透法是通过半透膜对水分子的半透性，对海水加压，利用压差原理使水分子透过半透膜，完成水与盐的分离，反渗透法淡化效率高且工作稳定因而被大范围推广，但由于利用的是高品位的电能，对于船舶这种能源携带有限的使用场景来讲，能源的使用成本较高。[0003]船舶的主机使用