[发明专利]海水淡化、污水净化和烟气排放净化设备及方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种水净化设备及方法。

背景技术

目前，各国对内燃机尾气和锅炉烟气排放已日趋严格。如国标GB/T15097-2008，GB/8840-2009中，对船用柴油机烟度，CO，NO（氮氧化物）和HC 的排放上限已有明确规定。所以烟气应净化后才能排放，此外，烟气直接与原水接触，也必须净化后才能用于蒸发原水，以避免获得的淡水或净化水含有大量污染物。

烟气或尾气中有两类污染物，一是CO，SO₂，NO（氮氧化物）和HC等气态污染物，二是颗粒物，如烟尘或未燃烧的碳颗粒，后者是柴油机排放黑烟中的主要污染物。

传统的静电除尘器的工作原理是：含有颗粒物的烟气，从连接高压直流电源的电晕极和作为沉积极的极板或管之间所形成的高压电场通过时，由于电晕极发生电晕放电、气体被电离，带电的气体离子，在电场力的作用下，向沉积极运动，在运动中与颗粒物相碰，使其荷以负电，荷电后的微粒在电场力的作用下，向沉积极运动，到达沉积极后，放出所带电子，沉积于阳极上，净化后的气体排出除尘器外，但是传统静电除尘器的性能受烟尘性质、设备构造和烟气流速等多个因素的影响，如烟尘的比电阻过低，尘粒难以保持在沉积极上，致使其重返气流，比电阻过高，到达沉积极的尘粒电荷不易放出，在尘层之间形成的电压梯度会产生局部击穿和放电现象，造成除尘效率下降。

除此之外，还有其他方法，如：利用发动机排气管尾气余热进行海水淡化的方法，该方法是将排气管余热引入曲面蒸发器，使蒸发器的温度上升到100℃以上，然后用喷头将海水喷洒在蒸发器表面产生水蒸汽，水蒸汽通过冷凝器时产生淡水，蒸发器蒸发海水时结晶的盐垢用未蒸发完的水流和水流带动的空气流冲刷而清除，然后流入海洋。该方法有两个主要不足：一是高温蒸发器表面的结垢和腐蚀。采用水流和空气流冲洗不能解决问题，因结垢一旦形成，就极难去除。二是传热效率受排气阻力的限制。内燃机气缸排气阻力须严格控制，否则工况恶化，效率将急剧下降。但为提高传热效率，必须增加传热面积，由此又会导致排气阻力过大。另一种采用船舶柴油机余热为驱动热源的吸收式制冰机，以及类似的利用渔船柴油机尾气的海水制冰机与前述方法具有同样不足之处，而一种常温蒸馏海水淡化装置，包括电机、冷凝装置和至少一个汽化叶轮的蒸发器，该技术需额外能源加热蒸发，存在由此带来的各种局限。

发明内容

本发明的目的是提供一种海水淡化、污水净化和烟气排放净化设备及方法，要解决海水、污水和烟气的净化需额外能源加热蒸发、蒸发器表面的结垢不易清除的问题；并解决传热效率受排气阻力的限制不能进一步提高的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种海水淡化、污水净化和烟气排放净化设备，其外形呈圆管状，它连接在内燃机的排烟管之间，并与饮用水处理箱连接，其特征在于：所述圆管分为三段，顺高温烟气的走向依次为电晕管、净化蒸发管和冷凝管，排烟管下段与电晕管之间通过第一法兰盘及配套螺栓连接；

所述电晕管的轴心线上设置有一根电晕丝，所述电晕丝由电晕丝支架固定在电晕管的中心位置，电晕管通过第二法兰盘及紧固件与净化蒸发管连接。

所述净化蒸发管的轴心线上设置有与电晕丝连接的金属棒，所述金属棒由安置在净化蒸发管头部的金属棒支架固定在净化蒸发管的中轴线上，所述金属棒支架通过螺栓与冷凝管连接，净化蒸发管的上端有一环形的新鲜原水槽，新鲜原水槽与净化蒸发管的管内壁相连通，净化蒸发管的管内壁流动有原水液膜，净化蒸发管的下端有一环形的浓缩原水槽，浓缩原水槽与浓缩原水出水管和阀门连接，所述金属棒与管外的高压静电发生器连接，高压静电发生器的一个高压极与金属棒和电晕丝连接，另一个高压极与新鲜原水槽中的原水连接，使沿净化蒸发管壁流下的液膜始终带电荷。

所述冷凝管中斜置有换热管，换热管的上端穿过冷凝管的管壁与海水管相连，换热管的下端穿过冷凝管的管壁向下伸入新鲜原水槽中，冷凝管的下端连有用于汇集冷凝淡水的环形淡水槽，冷凝管通过第三法兰盘及紧固件与排烟管上段连接，淡水槽通过淡水出水管和阀门与饮用水处理箱连通。

所述电晕管由金属材质制成，电晕丝的表面是光滑的或者带有芒刺。

所述新鲜原水槽内置有液面传感器，液面传感器的信号线与阀门控制连接或与警示器控制连接。

所述饮用水处理箱内设置有活性碳层和紫外线灯管，饮用水处理箱的底部连有出水管。

一种海水淡化、污水净化和烟气排放净化设备的使用方法，步骤如下：