[实用新型]热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种海水淡化装置，尤其是涉及一种热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，属于海水淡化和水处理技术领域。

背景技术

目前，在许多地方，淡水已经成为一种稀缺资源并且在未来会加剧缺乏。世界上有大约80个国家面临严重的淡水缺乏问题，解决淡水资源不足的一个重要途径就是进行海水淡化。

海水淡化是利用海水脱盐原理获得淡水的技术，传统的海水淡化方法有反渗透膜法、蒸馏法等。反渗透膜法一次性投资大，消耗常规电能大，不利于能源节约和环境保护；蒸馏法也需消耗大量能源，设备大，占地广。

基于加湿除湿原理的海水淡化系统被认为是最可行的方案。和其他海水淡化系统相比，这是一项创新性的技术，其设计简单灵活，具有低维护性、低资金投入等特点，寿命可以长达二十多年，故这项技术的传播和应用极具前途。

当由单效发展到多效时，加湿除湿式海水淡化系统可以回收气化潜热，提高能源的利用率。当系统由单级发展到多级时，由于降低了每级的冷却水入口温度与喷淋温度的温差，提高了换热效率，加湿除湿式海水淡化系统的海水淡化能力更加优异。

申请号201010509740.X公开了一种喷雾蒸发空气加湿除湿式太阳能海水淡化装置，利用空气进行冷凝，但冷却效果差；海水没有预热，与热空气温差大，换热效率低；需另外布置冷凝换热器，装置结构复杂。

申请号201310411226.6公开了一种串列式多级等温加热多效回热加湿除湿太阳能海水淡化机，系统通过回收气化潜热和浓盐水余热提高了热能利用率，但每级喷淋温度都处于相同的高温，冷却水入口温度与喷淋温度的温差仍较高，换热效率低，且管路复杂，安装调试困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，通过多级回热降低了每级的冷却水入口温度与喷淋温度的温差，提高了换热效率，且多级回热结构可实现热能的多次梯级利用，并能充分回收气化潜热和浓盐水残余热量，提高热能利用率。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：水泵、热源、阀门、多级加湿除湿箱，其中加湿除湿箱由隔热挡板分隔为加湿单元和除湿单元，加湿单元内部包括海水主喷淋头、副喷淋头、热质交换介质、托盘、浓海水收集槽和水位限流管，除湿单元内部包括冷凝器和淡水收集槽，隔热挡板顶部和底部设有通风孔，底部通风孔设有风机；该热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置由N(N＝1，2，3…)个加湿除湿箱组成；

第1级加湿单元中浓海水收集槽内的海水经热源加热后，由第1级主喷淋头再次喷淋到第1级加湿单元中；第i(i＝2，3～N-1)级加湿单元中浓海水收集槽内的海水经第i-1级除湿单元加热后，由第i级主喷淋头再次喷淋到第i级加湿单元中；

浓海水进入第i-1级加湿单元中，直接喷淋到热质交换介质表面，与从下往上流动的空气发生热质交换，所形成的饱和湿空气在风机作用下经顶部通风孔输送到第i-1级除湿单元内，在冷凝器表面冷凝生成淡水，并释放汽化潜热加热冷凝器中的海水，加热后的海水进入第i级加湿单元进行再次喷淋加湿。

进料海水进入第N级除湿单元的冷凝器，与第N级除湿单元内的热湿空气换热，又进入第N-1级除湿单元的冷凝器中再次加热后，一部分直接进入第N级加湿单元内喷淋到热质交换介质表面，另一部分补充每级加湿单元的循环水量。

所述的热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，其热质交换介质可以为多孔塑料小球，且小球的表面有亲水膜并分布有小孔。

所述的热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，其热质交换介质可以为多孔陶瓷小球，且小球的表面有亲水膜并分布有小孔。

所述的热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，其热质交换介质可以为木条。

所述的热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，其托盘采用筛型不锈钢盘或多孔塑料盘。

所述的热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，其所利用的热源是钢厂余热、电厂余热、太阳能或电加热棒。

所述的热能梯级利用的多级回热加湿除湿海水淡化装置，还进一步包括在隔热挡板的上通风孔设置有蒲水膜，避免湿空气中携带的水珠飞溅到除湿单元。

本发明的有益效果：

本发明将传统加湿除湿型海水淡化系统进行了改进，将各级加湿单元中浓海水收集槽内的海水经热源或上一级冷凝器加热后再次喷淋到该加湿单元中，实现了多级回热，充分利用了各级湿空气的凝结潜热和浓盐水余热；