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CN1473766A - 双级吸收压缩式高温热泵海水淡化装置 - Google Patents

双级吸收压缩式高温热泵海水淡化装置 Download PDF

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Abstract

双级吸收压缩式高温热泵海水淡化装置是以海水为热源的、综合了压缩式热泵和吸收式热泵优点的装置。该装置的低温侧与高温侧两个独立的吸收式部分，通过压缩机和发生吸收器被串接起来，利用压缩机的吸、排气作用强化吸收式系统中的吸收，发生过程，使系统更接近劳伦兹循环，因而具有较高的效率；该装置在吸收海水热量的同时使海水冷却，通过沉淀池的沉淀和过滤装置的过滤，可去除部分结晶盐和杂质，因而使海水蒸馏时的发生温度有所降低，进一步降低了能耗。该装置采用氨作为制冷剂，既无温室效应，对环境也无任何破坏作用。本发明以海水为热源，可提供120℃以上温度的热源供海水蒸馏用，能效比可达3.5－4.0，极大地降低了海水淡化的成本。

Description

双级吸收压缩式高温热泵海水淡化装置
技术领域：
本发明涉及的是一种海水淡化装置，特别是一种以海水为热源的双级吸收压缩式高温热泵海水淡化装置，属于机电、制冷及海水淡化技术领域。
背景技术：
随着水资源的日益紧缺，海水淡化已经受到人们广泛的关注，现今的淡化方法一般需要大量的高温热源或电力供海水蒸馏，淡化成本较高。热泵系统作为一种逆向能源转换方式，能较好地利用低品位能源和余热，作为一种有效节能的方式已在采暖供热，干燥加工等领域中得到应用，效益十分明显。但是常规的压缩式热泵由于受到压缩比和排气压力的制约，提供的热源温度不宜高于50℃；而常规吸收式热泵本身就需要高温热源，而且吸收、发生过程中的传热传质阻力很大，效率低，也不能提供100℃以上的热源。
发明内容：
为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明综合压缩式热泵和吸收式热泵的优点，设计一种以海水为热源的双级吸收压缩式高温热泵海水淡化装置，能提供120℃以上的热源供海水淡化蒸馏过程应用。该装置利用压缩机的吸、排气作用强化吸收式系统中的吸收，发生过程，使系统更接近劳伦兹循环，因而具有较高的效率：同时装置采用氨作为制冷剂，既无温室效应，对环境也无任何破坏作用。本发明以海水为热源，可提供120℃以上温度的热源供海水蒸馏用，能效比可达3.5-4.0，极大地降低了海水淡化的成本。
本发明的另一特点是该装置在吸收海水热量的同时使海水冷却，通过沉淀池的沉淀和过滤装置的过滤，可去除部分结晶盐和杂质，因而使海水蒸馏时的发生温度有所降低，进一步降低了能耗。
本发明主要包括：低温发生器、低温汽液分离器、低温热交换器、氨压缩机、第一单向阀、发生吸收器、高温汽液分离器、高温热交换器、第二单向阀、高温吸收器、海水蒸馏器、凝结器、沉淀池、过滤池、调节阀以及泵等。
本装置中的双级吸收压缩式热泵系统以海水为低温热源、吸收海水中的热量，通过热泵系统，得到120℃以上的高温热源，供海水蒸馏用。低温侧与高温侧两个独立的吸收式部分，通过氨压缩机和发生吸收器被串接起来。低温侧吸收式部分在低温发生器中吸收海水低温热源的热量，所产生的吸收热在发生吸收器中被传输给高温侧吸收式部分，使发生的气体在高温汽液分离器中分离后再次压缩，最后在高温吸收器中被吸收并产生大量的热量，使吸收器中的传热介质达到120℃以上，供海水蒸馏用。
本发明综合压缩式热泵和吸收式热泵的优点，能提供120℃以上的热源供海水淡化蒸馏过程应用，能效比可达3.5-4.0，极大地降低了海水淡化的成本。该装置在吸收海水热量的同时使海水冷却，通过沉淀池的沉淀和过滤装置的过滤，可去除部分结晶盐和杂质，因而使海水蒸馏时的发生温度有所降低，进一步降低了能耗。
附图说明：
图1是双级吸收压缩式高温热泵海水淡化装置的结构示意图。
图中1是低温发生器，2是低温汽液分离器，3是低温热交换器，4是氨压缩机，5是第一单向阀，6是发生吸收器，7是高温汽液分离器，8是高温热交换器，9是第二单向阀，10是高温吸收器，11是海水蒸馏器，12是凝结器，13是沉淀池，14是过滤池，15是海水泵，16是第一溶液泵，17是第二溶液泵，18是循环泵，19是调节阀。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的描述。
如图1所示本发明主要包括低温发生器1，低温汽液分离器2，低温热交换器3，氨压缩机4，第一单向阀5，发生吸收器6，高温汽液分离器7，高温热交换器8，第二单向阀9，高温吸收器10，海水蒸馏器11，凝结器12，沉淀池13，过滤池14，海水泵15，第一溶液泵16，第二溶液泵17，循环泵18、调节阀19等。
低温发生器1的壳程进口和低温热交换器3的壳程出口连接，低温发生器1的管程进口和海水泵15的出口连接，低温发生器1的管程出口和沉淀池13的进口连接。低温汽液分离器2的汽相出口和氨压缩机4的吸气口连接，液相出口通过第一溶液泵16和低温热交换器3的管程进口连接。低温热交换器3的管程出口和发生吸收器6的壳程进口连接，低温热交换器3的壳程进口和发生吸收器6的壳程出口连接。氨压缩机4的吸气口还通过调节阀19和高温汽液分离器7的汽相出口连接，氨压缩机4的排气口分别通过第一单向阀5、第二单向阀9和发生吸收器6的壳程进口、高温吸收器10的壳程进口连接。发生吸收器6的管程进口和高温热交换器8的壳程出口连接，发生吸收器6的管程出口和高温汽液分离器7的进口连接。高温汽液分离器7的液相出口通过第二溶液泵17和高温热交换器8的管程进口连接。高温热交换器8的管程出口和高温吸收器10的壳程进口连接，高温热交换器8的壳程进口和高温吸收器10的壳程出口连接。高温吸收器10的管程进口和海水蒸馏器11的管程出口连接，高温吸收器10的管程出口通过循环泵18和海水蒸馏器11的管程进口连接。海水蒸馏器11的壳程进口和凝结器12的管程出口连接，海水蒸馏器11的蒸汽出口通到凝结器12的壳程进口。凝结器12的管程进口和过滤池14的海水出口连接，过滤池14的海水进口和沉淀池13的出口连接。海水泵15的进口和海水相通。
经过低温热交换器3壳程冷却后的浓氨溶液进入低温发生器1的壳程吸收海水的热量后，进入低温汽液分离器2被分离成氨蒸汽和稀氨溶液，氨蒸汽被压缩机4的吸气口吸入，稀氨溶液经过第一溶液泵16进入低温热交换器3的管程，吸热后进入发生吸收器6的壳程，吸收从压缩机4排气口排出的高温高压氨蒸汽后成为浓氨溶液，所产生的吸收热在发生吸收器6中被传递给高温侧吸收部分，然后回到低温热交换器3的壳程。同时，在发生吸收器6管程中的浓氨溶液吸收了低温吸收式部分在发生吸收器6中产生的吸收热后，被加热发生，然后进入第二汽液分离器7被分离成氨蒸汽和稀氨溶液，氨蒸汽通过调节阀19被氨压缩机4的吸气口吸入，稀氨溶液经过第二溶液泵17进入高温热交换器8的管程，冷却后进入高温吸收器10的壳程，吸收氨压缩机4排出的高温高压蒸汽成为浓氨溶液，所释放的吸收热被高温吸收器10管程中的传热介质吸收，使传热介质的温度升高到120℃以上后，经过循环泵18，进入海水蒸馏器11的管程，将从凝结器12来的、经过预热的海水蒸发成水蒸汽，放出热量后的介质又回到高温吸收器10的管程进口。
另一路是海水循环，海水泵15抽上来的海水在低温发生器1管程中放热冷却后进入沉淀池13沉淀和过滤装置14过滤后，被去除了部分结晶盐与杂质，然后经过凝结器12的管程，在其中被水蒸汽放出的凝结热预热后，进入海水蒸馏器11的壳程，在120℃以上的高温热源作用下被蒸发汽化，水蒸汽进入凝结器12放出热量后被凝结成淡水。

Claims (1)

1、一种双级吸收压缩式高温热泵海水淡化装置，主要包括低温发生器(1)，低温汽液分离器(2)，低温热交换器(3)，氨压缩机(4)，第一单向阀(5)，发生吸收器(6)，高温汽液分离器(7)，高温热交换器(8)，第二单向阀(9)，高温吸收器(10)，海水蒸馏器(11)，凝结器(12)，沉淀池(13)，过滤池(14)，海水泵(15)，第一溶液泵(16)，第二溶液泵(17)，循环泵(18)，以及调节阀(19)等，其特征在于该装置是以海水为低温热源，采用双级吸收压缩式热泵系统，吸收海水中的热量，得到120℃以上高温热源供海水蒸馏用，低温侧与高温侧两个独立的吸收式部分，通过氨压缩机(4)和发生吸收器(6)被串接起来，低温发生器(1)的壳程进口和低温热交换器(3)的壳程出口连接，低温发生器(1)的管程进口和海水泵(15)的出口连接，低温发生器(1)的管程出口和沉淀池(13)的进口连接，低温汽液分离器(2)的汽相出口和氨压缩机(4)的吸气口连接，液相出口通过第一溶液泵(16)和低温热交换器(3)的管程进口连接，低温热交换器(3)的管程出口和发生吸收器(6)的壳程进口连接，低温热交换器(3)的壳程进口和发生吸收器(6)的壳程出口连接，氨压缩机(4)的吸气口还通过调节阀(19)和高温汽液分离器(7)的汽相出口连接，氨压缩机(4)的排气口分别通过第一单向阀(5)、第二单向阀(9)和发生吸收器(6)的壳程进口、高温吸收器(10)的壳程进口连接，发生吸收器(6)的管程进口和高温热交换器(8)的壳程出口连接，发生吸收器(6)的管程出口和高温汽液分离器(7)的进口连接，高温汽液分离器(7)的液相出口通过第二溶液泵(17)和高温热交换器(8)的管程进口连接，高温热交换器(8)的管程出口和高温吸收器(10)的壳程进口连接，高温热交换器(8)的壳程进口和高温吸收器(10)的壳程出口连接，高温吸收器(10)的管程进口和海水蒸馏器(11)的管程出口连接，高温吸收器(10)的管程出口通过循环泵(18)和海水蒸馏器(11)的管程进口连接，海水蒸馏器(11)的壳程进口和凝结器(12)的管程出口连接，海水蒸馏器(11)的蒸汽出口通到凝结器(12)的壳程进口，凝结器(12)的管程进口和过滤池(14)的海水出口连接，过滤池(14)的海水进口和沉淀池(13)的出口连接，海水泵(15)的进口和海水相通。
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