多效太阳能海水浓缩和淡化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能海水淡化技术领域，特别是涉及一种利用太阳能提供热量和蒸发器蒸发温度差实现的多效太阳能海水浓缩和淡化装置。
【背景技术】
[0002]海水作为一种非常规水源，其含淡水量在96%以上，其中也有Na+、K+、Ca2+、Cl'S042_、HC03_、Br_等丰富的元素资源。在海水分离过程中得到淡水的同时，也提高了无机物元素浓度，为进一步提取有关物质提供方便。在现有主流海水淡化技术中，热法和反渗透膜法占主要比例，热法中，多效蒸馏蒸汽的产生依靠效间的饱和蒸汽温度差完成上一效蒸汽的冷凝和本效的蒸汽蒸发；多级闪蒸依靠大循环量的海水的显热贡献来完成蒸汽产生；机械压气蒸馏主要依靠完成饱和蒸汽的绝热压缩来实现蒸汽的反复冷凝和蒸发。并且，无论多效蒸馏、多级闪蒸一般都要真空系统维持多效或多级参数。反渗透膜法主要依靠高的操作压力，使溶剂成分水分子通过膜而形成淡水，其主要消耗动力为电能。能耗问题一直是海水淡化的主要突破技术。
[0003]在偏远地区或无电力供应的区域，常规海水淡化方法的利用受到限制，同时在沿海救灾或应急的情况下，开发高效率的的移动的海水淡化装置非常必要。只要有日照，就能快速提供尚品质淡水，同时，可以广生尚浓度浓水。
【发明内容】
[0004]为解决公知技术中存在的技术问题，本发明提供一种多效太阳能海水浓缩和淡化装置，主要利用太阳能完成海水的淡化和浓缩。利用位差关系控制闪蒸温度，通过温度传感器控制电动磁阀实现淡化和浓缩。
[0005]为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是提供一种多效太阳能海水浓缩和淡化装置，其中:最低端的闪蒸罐由于与有浮球液位控制箱的液位差最大，罐内压力最大，闪蒸罐只完成初级蒸汽的产生，闪蒸蒸发罐则在完成闪蒸同时，完成蒸汽的冷凝。通过倒U型液封管控制闪蒸罐的闪蒸压力，与同样由另外倒U型液封管控制的相邻次级蒸发冷凝罐，高温蒸汽冷凝同时产生温度较低的蒸汽，实现高品位蒸汽的重复多次利用。末级蒸发不配备倒U型液封管，且末级闪蒸蒸发罐与有浮球液位控制箱的液位差最小，其蒸发压力最低。各闪蒸蒸发罐中产生的蒸汽进入下级闪蒸蒸发罐，蒸汽冷凝成淡水汇集在淡水罐，从闪蒸罐出来的浓海水进入浓水罐。
[0006]本发明的效果是:依靠位差和倒U型管高度控制各级蒸发温度，保证各级蒸发温度差，实现淡水倍数增大。在辐照强度950W/m2，太阳能集热效率为50%时，普通蒸发每小时每平方米集热面积产淡水0.76kg淡水，而本发明三效蒸发每小时每平方米集热面积产淡水4.56kg，淡化过程正压操作，无需真空泵，无需一般多效蒸发的效间循环泵，节省电耗。淡水产生效率比常规蒸发高3倍以上，浓水浓缩倍数高，是一种方便的无需制造真空的太阳能海水浓缩和淡化装置。
【附图说明】
[0007]图1是本发明太阳能海水浓缩和淡化装置示意图。
[0008]图中:
[0009]1、浮球液位控制箱2、初级太阳能真空集热管3、次级太阳能真空集热管
[0010]4、温度传感器5、浓水水箱6、温控电磁阀7、闪蒸罐8、淡水水箱
[0011]9、第一倒U型液封管10、第二倒U型液封管11、蒸发冷凝管
[0012]12、闪蒸蒸发罐13、蒸发冷凝管14、闪蒸蒸发罐
[0013]15、末级太阳能真空集热管16、冷凝管17、海水水箱
【具体实施方式】
[0014]结合附图对本发明的多效太阳能海水浓缩和浓缩装置详细加以说明。
[0015]本发明的多效太阳能海水浓缩和淡化装置原理:水溶液和水蒸气的平衡取决于温度和压力，除去沸点升高的影响，闪蒸压力大时，闪蒸蒸发出的饱和蒸汽温度高；闪蒸压力低时，闪蒸蒸发出的饱和蒸汽温度低。温度较高的饱和蒸汽在温度较低的闪蒸蒸发时冷凝时，将潜热全部转化，几乎相同量的温度较低的蒸汽产生；同时，由于每级闪蒸蒸发罐都配有太阳能真空集热管，集热管中加热的热海水在本级闪蒸蒸发罐中以显热换潜热，总起来的二次蒸汽产生量就会循环放大。利用位差和倒U型液封管控制产生蒸汽所需压差，实现后级蒸发器利用前级蒸发器产生的蒸汽的全部潜热。依靠温度传感器和温控电磁阀实现系统自动运行。
[0016]利用上述多效太阳能海水浓缩和淡化装置的淡化和浓缩过程是:设在高处的原海水水箱，通过有浮球液位控制箱液将海水从上向下依次送入各层次太阳能真空集热管，每个层次太阳能真空集热管中设置有温度传感器，电磁阀通过给定设置温度完成打开和闭合。闪蒸罐或闪蒸蒸发罐闪蒸压力由位差和倒U型液封管高度决定，闪蒸罐用于初级蒸汽产生，闪蒸蒸发罐产生的蒸汽量由两部分组成，一部分是前一级的蒸汽冷凝时由于温差所蒸发的潜热换潜热的二次蒸汽，另一部分是本级太阳能真空管热海水以显热换取潜热产生的蒸汽。如果太阳能真空管和蒸汽产生系统构成的级数为N级，理论淡水总量为Ν(Ν+1)/2，实现淡水倍数增大，同时，海水得到浓缩。
[0017]如图1所示，本发明的多效太阳能海水浓缩和淡化装置，该浓缩和淡化装置包括有浮球液位控制箱I的液位控制单元，初级太阳能真空集热管2和闪蒸罐7的初级蒸汽产生单元，闪蒸蒸发罐12、第一倒U型液封管9、次级太阳能真空集热管3的次级蒸汽产生和冷凝单元以及包括有浮球液位控制箱I中的冷凝传热管16的末级蒸汽冷凝单元；所述浮球液位控制箱I的一侧通过管路连接有海水水箱1，另一侧通过管路分别与初级太阳能真空集热管2、次级太阳能真空集热管3、末级太阳能真空集热管15相连；闪蒸罐7蒸汽出口依次与闪蒸蒸发罐12、末级闪蒸蒸发罐14相连，闪蒸罐7与闪蒸蒸发罐12、末级闪蒸蒸发罐14分别与浓水水箱5连接，初级太阳能真空集热管2、次级太阳能真空集热管3、末级太阳能真空集热管15分别与闪蒸罐7、闪蒸蒸发罐12、末级闪蒸蒸发罐14相连；在浮球液位控制箱I中设有冷凝传热管16，冷凝传热管16 —端连接有淡水水箱8，另一端与末级闪蒸蒸发罐