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一种减压蒸馏的海水淡化装置

所属技术领域
本发明涉及一种海水淡化装置，具体为一种减压蒸馏的海水淡化装置。

背景技术
随着太阳能集热技术和核反应堆技术的日益成熟，为海水淡化提供廉价热能已成为现实。利用太阳能和核能淡化海水的关键在于开发与现有槽式太阳能集热系统和核反应堆供热配套的海水淡化装置。《一种热空气多级加热的海水淡化装置》、《一种利用废气余热加热海水的海水淡化装置》、《一种加湿除湿的海水蒸发罐》等三项中国发明专利运用空气加湿除湿原理，利用太阳能、核能及工业余热等将海水分离成淡水和固态盐。相对于需要排放大量浓盐水的多效蒸馏法和多级闪蒸法是重大技术突破。这种加湿除湿海水淡化法有两个显著特点：一是海水蒸发在正压下进行；二是必须有空气参与蒸发过程。所以，海水蒸发罐之间需要设置空气流动通道、加热介质流动通道、海水流进通道、淡水流出通道等四种通道。从某种意义上讲，上述两个显著特点也就是两大缺点。能否逆向思考，开发一种没有空气参与、海水在负压下蒸发、性能更优的海水淡化技术呢？
综合分析现有各种热法海水淡化技术的工艺过程发现：上述加湿除湿法是将多效蒸馏法和多级闪蒸法所排浓盐水带走的热量分散到淡水中，消耗相同热量，上述加湿除湿法淡水产量是多效蒸馏法和多级闪蒸法淡水产量的三倍以上，并消除了浓盐水排放造成的热污染和浓盐污染。不足之处在于驱动空气加湿除湿增加能耗和海水正压蒸发效果较差。扬长避短，吸取上述加湿除湿法能利用太阳能、核能、工业余热等将海水分离成淡水和固态盐的技术精华，克服需要空气加湿除湿和海水正压蒸发两大缺点，选择减压蒸馏和常压蒸馏相结合的技术路线，完全能够寻找到一种全新的减压蒸馏的海水淡化技术方案。

发明内容
本发明的目的是将第一级海水蒸发罐设置为负压海水蒸发罐，第二级海水蒸发罐到最后一级海水蒸发罐设置为常压海水蒸发罐，在负压海水蒸发罐上安抽风机，常压海水蒸发罐的冷凝管依次连通形成空气排除通道，常压海水蒸发罐的淡水收集管依次连通形成淡水流出通道，所有海水蒸发罐依次连通形成海水补充通道，构成一种减压蒸馏和常压蒸馏相结合的海水淡化装置。
为了实现上述目的，本发明的方案是：其结构包括负压海水蒸发罐、多个常压海水蒸发罐、抽风机、加热管、冷凝管、冷凝管连通管、淡水收集管、淡水收集管连通管、海水蒸发罐连通管、海水流入管、负压海水蒸发罐填料、海盐排出阀、控制系统的温度传感器、水位控制器、抽风机控制器、海盐排出阀控制器、总控制处理器。其特征在于：所述第一级海水蒸发罐罐底安装海盐排出阀，罐内下部设置加热管，罐内上部填充负压海水蒸发罐填料，罐顶接通抽风机进风口。第一级海水蒸发罐是负压海水蒸发罐，第二级海水蒸发罐到最后一级海水蒸发罐都是常压海水蒸发罐。所有海水蒸发罐在同一水平线上。抽风机出风口经第二级海水蒸发罐顶接通第二级海水蒸发罐冷凝管进气端管道。冷凝管中部是一内部为空的柱体，冷凝管中部连通海水蒸发罐内底部的淡水收集管。冷凝管出气端管道出口位置在高于蒸发罐顶的冷凝管连通管内。冷凝管连通管连通海水蒸发罐内上部空间和下一级海水蒸发罐冷凝管进气端管道。所有海水蒸发罐冷凝管按此方式连通，最后一级海水蒸发罐冷凝管出气端管道出口连通大气。淡水收集管连通管连通第二级海水蒸发罐到最后一级海水蒸发罐的所有淡水收集管，并从最后一级海水蒸发罐引出装置。海水蒸发罐连通管连通所有海水蒸发罐，海水流入管接通最后一级海水蒸发罐。水位控制器安装在最后一级海水蒸发罐内。温度传感器安装在第一级海水蒸发罐内。温度传感器、水位控制器、抽风机控制器、海盐排出阀控制器都连接到总控制处理器。
所述控制系统的总控制处理器根据设定的温度、水位、供热量、抽风机工作状态等工艺参数组合，对比实时采集的温度、水位、抽风机工作状态、淡水产量等参数，调整抽风机工作状态、停水、供水、排盐等使各参数回归设定的工艺参数组合，保证装置正常运行。
所述加热管设置在第一级海水蒸发罐内或设置在所有海水蒸发罐内。加热管设置在第一级海水蒸发罐内适用于传热介质循环使用的供热源供热，如槽式太阳能集热系统和核反应堆供热；加热管设置在所有海水蒸发罐内适用于传热介质一次性使用的供热源供热，如使用燃烧机和利用工业余热供热。
所述海水淡化装置外表都外包绝热层。
本发明的优点在于：一是减压蒸馏和常压蒸馏相结合，海水蒸发快，设备运行平稳。二是减压蒸馏在一个海水蒸发罐内连续进行，比现有多级闪蒸法多级间歇减压蒸馏工艺简单、设备少、能耗低。三是将现有多效蒸馏法和多级闪蒸法所排浓盐水散失的热量回收到淡水中，大幅度增加淡水产量，同时消除了浓盐水热污染和盐污染。保守测算，相同供热量，其淡水产量是现有热法淡水产量的3倍多，生产成本可达2元/吨以下。四是可高效利用太阳能、核能等清洁能源和工业余热作热源。五是设备结构简单，制造成本低。

附图说明
下面结合附图与实