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超重力常温嵌套式海水淡化系统.pdf

摘要
申请专利号:

CN201510686757.5

申请日:

2015.10.22

公开号:

CN105236503A

公开日:

2016.01.13

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C02F 1/06申请日:20151022|||公开
IPC分类号: C02F1/06; C02F103/08(2006.01)N 主分类号: C02F1/06
申请人: 江苏科技大学
发明人: 姚寿广; 蔡小刚; 朱佳丽; 冯国增
地址: 212003江苏省镇江市京口区梦溪路2号
优先权:
专利代理机构: 南京经纬专利商标代理有限公司32200 代理人: 楼高潮
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201510686757.5

授权太阳城集团号:

太阳城集团105236503B||||||

法律状态太阳城集团日:

2017.06.23|||2016.02.10|||2016.01.13

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开一种超重力常温嵌套式海水淡化系统,超重力机内部由外向内依次同轴套有真空室、闪蒸室和淡水槽,超重力机旋转轴的顶部与真空室的底部中心固定连接、底部连接电动机,海水储存室通过浓海水出水管道通入设置在超重力机外部的海水总箱中,真空室顶盖边缘与真空室顶部之间具有间隙,海水总箱内设置抽水泵,抽水泵连接冷凝管的入口处,冷凝管穿过超重力机的顶部开口经真空室顶盖向下,经淡水槽的顶面敞口,在淡水槽内部回转后从淡水槽顶面敞口向上伸出后回到海水总箱内;海水总箱内的海水经海水管道进入闪蒸室下半部分的蒸发区域内;采用超重力机产生真空环境改善闪蒸室内的压力,结构紧凑。

权利要求书

权利要求书
1.  一种超重力常温嵌套式海水淡化系统,其特征是:具有超重力机(1)和闪蒸室(3),超重力机(1)的中心处是垂直的超重力机旋转轴(17),超重力机(1)内部由外向内依次同轴套有真空室(2)、闪蒸室(3)和淡水槽(4),超重力机旋转轴(17)的顶部与真空室(2)的底部中心固定连接、底部连接电动机(21);闪蒸室(3)和淡水槽(4)的顶面都是敞口结构,淡水槽(4)在闪蒸室(3)上半部分的冷凝区域内,淡水槽(4)底部经导管通入淡水储存室(16),闪蒸室(3)底部与海水储存室(15)连通,海水储存室(15)通过浓海水出水管道(13)通入设置在超重力机(1)外部的海水总箱(18)中;真空室(2)的顶面处设置真空室顶盖,真空室顶盖边缘与真空室(2)顶部之间具有间隙;海水总箱(18)内设置抽水泵(12),抽水泵(12)连接冷凝管(6)的入口处,冷凝管(6)穿过超重力机(1)的顶部开口经真空室顶盖向下,经淡水槽(4)的顶面敞口,在淡水槽(4)内部回转后从淡水槽(4)顶面敞口向上伸出后回到海水总箱(18)内;海水总箱(18)内的海水经海水管道(5)进入闪蒸室(3)下半部分的蒸发区域内,在海水管道(5)上依次设置预热器(10)、加酸装置(9)、脱气塔(8)、加碱装置(7)和太阳能加热器(19)。

2.  根据权利要求1所述超重力常温嵌套式海水淡化系统,其特征是:超重力机旋转轴(17)的底部向下伸出超重力机(1)外并连接电动机(21),电动机(21)连接太阳能发电装置(20)。

3.  根据权利要求1所述超重力常温嵌套式海水淡化系统,其特征是:海水管道(5)穿过超重力机(1)的顶部开口,经真空室顶盖向下通入闪蒸室(3),海水管道(5)与真空室顶盖之间密封。

4.  根据权利要求1所述超重力常温嵌套式海水淡化系统,其特征是:海水储存室(15)和淡水储存室(16)设置在真空室(2)内的底部。

5.  根据权利要求1所述超重力常温嵌套式海水淡化系统,其特征是:淡水槽(4)和闪蒸室(3)的底部导管上各设有阀门。

6.  根据权利要求1所述超重力常温嵌套式海水淡化系统,其特征是:闪蒸室(3)和淡水槽(4)都是圆筒形状。

说明书

说明书超重力常温嵌套式海水淡化系统
技术领域
本发明涉及化工及能源等领域,具体涉及一种海水淡化系统,利用超重力工作使其产生真空环境来改善系统中闪蒸室内的压力。
背景技术
海水淡化技术包括低温多效海水淡化技术、反渗透技术、多级闪蒸海水淡化技术等。其中,低温多效海水淡化技术的缺点是设备的体积较大,无形中增加了设备的投入。反渗透技术中的反渗透膜、高压泵和能量回收装置需定期更换,存在膜寿命短和污染的问题。多级闪蒸海水淡化技术的劣势是设备腐蚀快,动力消耗大、传热效率低及设备操作弹性小等。
传统的多级闪蒸海水淡化系统主要由多级闪蒸室和抽真空泵以及海水加热装置等部件组成,抽真空泵通过管道从闪蒸室顶盖与闪蒸室接通,工作时,海水经过电能加热装置加热处理后形成高温高压的海水,同时,启动抽真空泵工作来降低闪蒸室内的压力,使其低于饱和盐水的蒸汽压,当高温高压海水进入闪蒸室后与闪蒸室内的气压形成压差,从而蒸发冷凝后形成淡水。这种多级闪蒸海水淡化系统存在如下问题:1、需要对每一级的闪蒸室进行抽真空来满足每一级闪蒸室内不同的压力要求,这就需要给每个闪蒸室配备一台真空泵,增加了设备的成本,同时使系统体积过于庞大;2、驱动每一台真空泵会消耗更多的能源,而且采用电加热器还要消耗更多的电能。
发明内容
本发明的目的在于解决传统的多级闪蒸海水淡化系统存在的问题,提出一种超重力常温嵌套式海水淡化系统,利用超重力机代替真空泵来调节闪蒸室的压力,简化了设备的同时减少了能源的消耗。
本发明采用的技术方案是:本发明具有超重力机和闪蒸室,超重力机的中心处是垂直的超重力机旋转轴,超重力机内部由外向内依次同轴套有真空室、闪蒸室和淡水槽,超重力机旋转轴的顶部与真空室的底部中心固定连接、底部连接电动机;闪蒸室和淡水槽的顶面都是敞口结构,淡水槽在闪蒸室上半部分的冷凝区域内,淡水槽底部经导管通入淡水储存室,闪蒸室底部与海水储存室连通,海水储存室通过浓海水出水管道通入设置在超重力机外部的海水总箱中;真空室的顶面处设置真空室顶盖,真空室顶盖边缘与真空室顶部之间具有间隙;海水总箱内设置抽水泵,抽水泵连接冷凝管的入口处,冷凝管穿过超重力机的顶部开口经真空室顶盖向下,经淡水槽的顶面敞口,在淡水槽内部回转后从淡水槽顶面敞口向上伸出后回到海水总箱内;海水总箱内的海水经海水管道进入闪蒸室下半部分的蒸发区域内,在海水管道上依次设置预热器、加酸装置、脱气塔、加碱装置和太阳能加热器。
所述超重力机旋转轴的底部向下伸出超重力机外并连接电动机,电动机连接太阳能发电装置。
本发明采用上述技术方案后具有的优点是:
1、本发明采用超重力机代替真空泵来产生真空环境改善闪蒸室内的压力,将淡水槽布置于闪蒸室内、闪蒸室布置于真空室内、真空室布置于超重力机内,这样的嵌套使得结构紧凑,占据空间大大减小,节约了空间成本;闪蒸室布置于真空室内部,省去了连通真空室与闪蒸室的中间过程,使结构得到了简化。
2、本发明采用太阳能发电驱动电动机工作带动超重力机旋转轴旋转,与传统的海水淡化装置中采用真空泵相比,用可再生能源做替代,减小了能源的消耗。
附图说明
以下结合附图1和具体实施方式对本发明作进一步详细说明;
图1是本发明超重力常温嵌套式海水淡化系统的整体结构示意图;
图中:1.超重力机;2.真空室;3.闪蒸室;4.淡水槽;5.海水管道;6.冷凝管;7.加碱装置;8.脱气塔;9.加酸装置;10.预热器;11.海水;12.抽水泵;13.浓海水出水管道;14.淡水出水管道;15.海水储存室;16.淡水储存室;17.超重力机旋转轴;18.海水总箱;19.太阳能加热器;20.太阳能发电装置;21.电动机。
具体实施方式
参见图1,本发明具有超重力机1和闪蒸室3,超重力机1内部由外向内依次同轴套有真空室2、闪蒸室3和淡水槽4。真空室2内的底部设置海水储存室15和淡水储存室16。闪蒸室3是圆筒形状,闪蒸室3内的上半部分是冷凝区域,下半部分是蒸发区域,闪蒸室3的顶面是敞口结构。将闪蒸室3布置在真空室2内部能够形成真空环境的真空室2的中部位置。闪蒸室3底部经导管与海水储存室15连通,在导管上安装阀门。闪蒸室3上半部分的冷凝区域内布置圆筒形的淡水槽4,淡水槽4的顶面是敞口结构,淡水槽4底部连接导管,该导管向下伸出闪蒸室3底部外并且通入淡水储存室16,在该导管上安装阀门。
淡水储存室16在海水储存室15下方,淡水储存室16和海水储存室15同样大小。淡水储存室16连接淡水出水管道14,海水储存室15通过浓海水出水管道13通入海水总箱18中,海水总箱18设置在超重力机1外部。
超重力机1的内部中心处是垂直的超重力机旋转轴17,超重力机旋转轴17的顶部与真空室2的底部中心固定连接。超重力机旋转轴17的底部向下伸出超重力机1外,超重力机旋转轴17的底部连接电动机21,电动机21通过电缆线连接太阳能发电装置20,由太阳能发电装置20发电,带动电动机21工作,电动机21带动超重力机旋转轴17旋转,超重力机旋转轴17带动真空室2与其同轴旋转。
真空室2的顶面处设置真空室顶盖,真空室顶盖不密封,真空室顶盖边缘与真空室2顶部之间具有间隙。
海水总箱18内设置抽水泵12,抽水泵12连接冷凝管6的入口处,冷凝管6穿过超重力机1的顶部开口,经真空室顶盖向下,经淡水槽4的顶面敞口,在淡水槽4内部回转,从淡水槽4顶面敞口向上伸出后,回到海水总箱18内,冷凝管6的出口通入海水总箱18内。冷凝管6与真空室顶盖之间密封,冷凝管6与超重力机1顶部之间不需密封,只要确保冷凝管6能通过超重力机1顶盖进入即可。
海水总箱18内的海水11经海水管道5进入闪蒸室3下半部分的蒸发区域内。海水管道5上依次设置预热器10、加酸装置9、脱气塔8、加碱装置7和太阳能加热器19。海水11先进入预热器10预热,预热后经加酸过装置9后进入脱气塔8中进行脱气,排除不凝气体,脱气后的海水经过加碱装置7后经海水管道5进入太阳能加热器19,加热后的高温高压海水经海水管道5进入闪蒸室3内。
海水管道5穿过超重力机1的顶部开口,经真空室顶盖向下,通入闪蒸室3的下半部分的蒸发区域中。海水管道5与真空室顶盖之间要密封。
本发明工作时,首先关闭淡水槽4和闪蒸室3底部导管上的阀门,在真空室2内充满水,由于闪蒸室3和淡水槽4都嵌套在真空室2内,所以闪蒸室3和淡水槽4里面也装满水。超重力机1工作时,由电动机21带动超重力机旋转轴17转动,从而带动固连的真空室2一起转动,使真空室2内部分水在离心力作用下从真空室2的顶盖边缘甩出,待旋转稳定后,剩余水在离心力作用下在真空室2内部形成抛物柱面,将真空室2的顶盖边缘密封,这时不再有水甩出。真空室2内部形成的抛物柱面内部是真空环境,闪蒸室3和抛物柱面内部的真空环境完全接触,所以就会在闪蒸室3内形成真空环境。待旋转稳定后,剩余水将真空室2的顶部边缘密封。旋转稳定后,同时打开淡水槽4和闪蒸室3底部导管上的阀门,将淡水槽4和闪蒸室3内的残余海水排除。海水总箱18内的海水依次经预热器10、加酸装置9、脱气塔8、加碱装置7以及太阳能加热器19,形成高温高压海水,高温高压海水经海水管道5进入闪蒸室3内。同时,开动抽水泵12使海水总箱18内的海水进入冷凝管6进行循环。由于闪蒸室3内的真空环境与进入闪蒸室3的高温高压海水的饱和蒸汽压形成压差,闪蒸室3内的高温高压海水在压差作用下汽化,然后在位于闪蒸室3内上半部分的冷凝区域的淡水槽4内冷凝形成淡水。整个过程中超重力机旋转轴17都在稳定运转,确保闪蒸室3内产生稳定的真空环境。然后打开淡水槽4底部管道的阀门,淡水经管道进入淡水储存室16内。然后打开闪蒸室3底部管道上的阀门,温度降低后的浓海水经管道进入海水储存室15内。最后,海水储存室15内的海水经浓海水出水管道13通入海水总箱18内,淡水储存室16内的淡水经淡水出水管道14被收集。

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