[发明专利]一种利用太阳能和位能进行海水淡化的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海水淡化方法，尤其涉及一种利用太阳能和位能进行海水淡化的装置和方法。

背景技术

现有三种海水淡化方法：第一种是多级闪蒸法，该方法利用热电厂中的低压蒸汽制取淡水。由于此方法的应用条件是首先要有热电厂，然后才能考虑海水淡化，难度较大；第二种方法是电渗析法，第三种方法是反渗透法。电渗析法和反渗透法的应用条件虽然不需要建立热电厂，但这两种方法也存在一些困难。电渗透析法和反渗透法用的装置构造复杂，运行成本高，制取每吨淡水耗电能达8kW.h以上。

发明内容

针对现有技术中海水淡化所需的装置构造复杂、成本高而且耗电多的不足，本发明提供了一种利用太阳能和位能进行海水淡化的装置和方法，本发明能克服现有技术的上述缺点，它充分利用了自然界的太阳能和位能进行海水淡化，成本低且操作简单，能大量进行海水淡化，适宜于工业化淡化海水。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种利用太阳能和位能进行海水淡化的装置，其特征在于：它包括高位储水装置、将海水送入高位储水装置的输水泵、太阳能加热器、蓄热装置和闪蒸塔；所述输水泵一端用于从海水中取水，另一端与所述高位储水装置的顶部连接，所述太阳能加热器通过管道与高位储水装置的底部连接，所述蓄热装置通过管道与太阳能加热器的底部连接，所述闪蒸塔通过海水引入管与所述蓄热装置的底部相连接；

所述海水引入管与闪蒸塔的中部相连接，并伸入闪蒸塔内；所述闪蒸塔内上部从下向上依次设有：引风机、下托盘、上托盘和凝汽器，所述下托盘和上托盘均固定于闪蒸塔内，所述下托盘之间形成有水蒸气通道；所述闪蒸塔内下部从上向下依次设有：中空环形上配水盘；固定于闪蒸塔内部的中配水盘；中空环形下配水盘；

在所述闪蒸塔底部低于下配水盘处设有海水储存装置，低于下托盘处设有淡水储存装置，所述淡水储存装置通过管道与下托盘底部连接。

进一步的，所述凝汽器的两端为矩形水室，一侧为海水进口，另一侧为海水出口，两矩形水室之间设有换热管，所述换热管由三层换热管组成，覆盖在闪蒸塔内腔的圆形截面内，管子规格为Φ20×1，管子之间的中心距为25mm，相邻管子之间的外表面距离为5mm。

其中，所述高位储水装置的侧表面与底面均设有保温层，顶部设有盖板，所述输水泵与高位储水装置的盖板相连接。

所述蓄热装置的侧表面与底面均设有保温层。

所述闪蒸塔的外形为双曲线形中空大气式闪蒸塔。

所述上托盘用支架将其安装于闪蒸塔内壁，所述上配水盘和下配水盘用支架安装于闪蒸塔内壁。

所述海水引入管沿切线方向与闪蒸塔连接。

本发明还提供了一种利用太阳能和位能进行海水淡化的方法，它包括以下步骤：

(1)有阳光照射的条件下，所述输水泵将海水经凝汽器送入高位储水装置；

(2)所述高位储水装置中的海水靠自身重力流至太阳能加热器，所述太阳能加热器将海水加热至35℃-50℃；

(3)被加热后的海水靠自身重力流至蓄热装置中；

(4)在气温较低时，所述蓄热装置内储存的被加热的海水沿海水引入管切线方向流入闪蒸塔中，海水经闪蒸产生水蒸汽，设置在所述闪蒸塔内的引风机将水蒸气经下托盘形成的通道输送至位于闪蒸塔上方的凝汽器，水蒸汽经凝汽器凝结成水后滴落在上托盘，上托盘中的水溢满后流入下托盘内，下托盘内的水沿管道进入淡水储存装置，闪蒸后的海水靠自身重力沿闪蒸塔内的上配水盘、中配水盘和下配水盘流至海水储存装置内，空气则由凝汽器的换热管之间的空隙排向大气。

其中，所述高位储水装置底面高出海平面20米，所述蓄热装置底面高出海平面15米，所述闪蒸塔高出海平面10米。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本发明能够充分的利用太阳能和位能进行海水淡化，在整个工艺流程中，仅有输水泵和引风机需消耗一定的电能，成本低廉，制取每吨淡水耗电能约为4.3kw.h，海水淡化效果良好。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明中利用太阳能和位能进行海水的装置系统示意图。

图2是本发明中闪蒸塔的纵切剖视示意图

图3是图2中闪蒸塔的A-A剖视结构示意图。

图4是本发明中凝汽器的结构示意图。

图5是图4中凝汽器B向结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

实施例1：夏季的运行工况