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基本信息

項(xiàng)目名稱：
船用海水淡化裝置研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
船用海水淡化裝置是利用船舶發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的余熱在真空環(huán)境下使海水蒸發(fā)分離，再經(jīng)過(guò)除雜、冷凝等一系列的操作，從而得到淡水的實(shí)用型設(shè)備。
詳細(xì)介紹：
本設(shè)備所需要的原料來(lái)自于海水，首先由射流泵創(chuàng)造一個(gè)真空蒸發(fā)環(huán)境，使海水沸點(diǎn)下降。同時(shí)利用熱管高效的換熱效率使得50℃左右的船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的熱冷卻水能迅速對(duì)海水進(jìn)行蒸餾，后冷凝生成淡水。

作品圖片

  • 船用海水淡化裝置研究
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

發(fā)明目的：解決船舶長(zhǎng)期航行過(guò)程中淡水供應(yīng)緊張的問(wèn)題，同時(shí)高效循環(huán)利用船舶發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水余熱。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1．熱管換熱器：本設(shè)備利用熱管式換熱器進(jìn)行換熱，相對(duì)比現(xiàn)流行的熱板式換熱器具有傳熱強(qiáng)度高、流阻小、結(jié)構(gòu)緊湊、不易污塞等優(yōu)點(diǎn)，從而大大的增加了換熱效率，節(jié)約成本，獲得巨大的經(jīng)濟(jì)利益。 2．真空蒸發(fā)技術(shù)：利用“減壓蒸發(fā)”原理，通過(guò)射流泵射流作用形成負(fù)壓，創(chuàng)造蒸發(fā)條件，在壓力低于大氣壓力和溫度小于常態(tài)沸點(diǎn)的環(huán)境條件下進(jìn)行蒸發(fā)操作的處理技術(shù)。由于溶液沸點(diǎn)降低，可增大傳熱溫度差，強(qiáng)化蒸發(fā)操作。同時(shí)，可大大降低對(duì)加熱熱源的要求。 技術(shù)關(guān)鍵： 1．裝置最佳工作技術(shù)參數(shù)的研究與合理選取； 2．各工作區(qū)的緊湊設(shè)計(jì)和巧妙配合； 3.射流泵和熱管換熱器的選取和應(yīng)用，從而保證了裝置的效率和經(jīng)濟(jì)效益。 本裝置主要技術(shù)指標(biāo)：真空度：≥90% 壓力：保持海水入口最小壓力為300kpa，射流泵出口壓力最大為30kpa。淡水泵要求輸送壓力為120～160kpa。

科學(xué)性、先進(jìn)性

1.“一多三少”（能耗少、污染小、成本低、效率高）：節(jié)能，工作與維護(hù)所需成本低廉，結(jié)構(gòu)緊密工作效率高；利用真空蒸發(fā)技術(shù)，較低熱量即可產(chǎn)生大量蒸汽，產(chǎn)量高，能源利用充分。與此同時(shí)，充分利用蒸餾、冷凝和給排水系統(tǒng)的無(wú)縫配合達(dá)到原料與能量充分循環(huán)利用； 2.“高效質(zhì)好”（高質(zhì)量和連續(xù)的淡水供應(yīng)）：通過(guò)各系統(tǒng)和部件的緊密配合，使得產(chǎn)量持續(xù)穩(wěn)定；同時(shí)得力于除霧器和相應(yīng)過(guò)濾裝置以及高效的海水蒸餾淡化系統(tǒng)，可生產(chǎn)出直接用于生活利用的淡水； 3.壽命長(zhǎng)、抗腐蝕能力強(qiáng)：針對(duì)海洋環(huán)境的特殊工作條件，本設(shè)備采用鈦合金制成的換熱器殼體襯里，提高了設(shè)備抗腐蝕能力，延長(zhǎng)了使用壽命； 4.環(huán)境適應(yīng)能力好、安裝簡(jiǎn)單：結(jié)合了緊湊型設(shè)計(jì)方式和材料性能的合理利用，減小了設(shè)備的體積，從而在安裝放置上大大節(jié)約了占地面積； 5.維護(hù)簡(jiǎn)便，傳熱效率高：裝置主體換熱設(shè)備采用熱管換熱器，優(yōu)點(diǎn)在于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，與此同時(shí)工作時(shí)不易產(chǎn)生溫差應(yīng)力，同時(shí)冷、熱流體完全分開流動(dòng)，管層間清洗方便。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無(wú)

作品所處階段

中試階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無(wú)

作品可展示的形式

圖片、視頻、圖紙、產(chǎn)品說(shuō)明書

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

適用范圍及推廣前景：本裝置適用于遠(yuǎn)洋航行船舶，可改善目前中型船舶海水淡化裝置選型困難的現(xiàn)狀。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益: 本設(shè)備產(chǎn)量高，能源利用充分, 使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單，為船舶節(jié)省了大量的航行成本，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)，本設(shè)備充分體現(xiàn)節(jié)能減排宗旨，能帶來(lái)巨大的環(huán)境效益。

同類課題研究水平概述

國(guó)外發(fā)展情況：一直到 80 年代中期，國(guó)外船用海水淡化裝置全部采用蒸餾法。1973 年美國(guó)杜邦公司率先在國(guó)際海水淡化會(huì)議上宣布研制成 B10 海水淡化中空纖維膜，此后美國(guó)多家公司也相繼研制成功。由于反滲透膜投入商業(yè)化生產(chǎn)，反滲透海水淡化裝置得到了快速發(fā)展。但在國(guó)際船用市場(chǎng)反滲透海水淡化裝置的份額卻并沒(méi)有得到較大的增長(zhǎng)。從目前的民船市場(chǎng)來(lái)看，蒸餾法海水淡化裝置仍然是主導(dǎo)產(chǎn)品。無(wú)論是遠(yuǎn)洋貨輪還是超級(jí)豪華郵輪，大多采用蒸餾法海水淡化裝置：小容量多采用單效蒸餾裝置，生產(chǎn)商有 Alfa-laval、APV 等公司，容量大多在 50t/d 以下，并以板式蒸餾裝置取代了管式蒸餾裝置；大容量采用多級(jí)閃蒸，生產(chǎn)商有 Serckcomo 等公司，容量基本在幾百噸以上，一般用于大型郵輪。究其原因，船舶上可提供廢熱（柴油機(jī)缸套冷卻水）和蒸汽（動(dòng)力用或生活用蒸汽），利用柴油機(jī)缸套冷卻水的余熱進(jìn)行海水淡化處理是一種節(jié)約能源的好辦法，而在某些無(wú)廢熱和蒸汽能源的海洋石油平臺(tái)上才采用反滲透海水淡化裝置。 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況： 1.反滲透法、閃蒸法設(shè)備造價(jià)高，維護(hù)不易，設(shè)備對(duì)工作環(huán)境要求較高； 2.當(dāng)前大多數(shù)仍然采用蒸餾式海水淡化技術(shù)，而其利用的熱源僅為來(lái)自動(dòng)力設(shè)備的過(guò)熱尾氣，產(chǎn)量有限，設(shè)備維護(hù)困難，安裝位置存在局限性，污染大，原料利用率低； 3.一般船舶中央冷卻系統(tǒng)普遍存在換熱次數(shù)過(guò)多，熱效率低，能耗大，同時(shí)，溫度控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作頻繁，磨損大，溫度控制不穩(wěn)定的狀況； 4.面對(duì)日益惡劣自然環(huán)境，傳統(tǒng)海水淡化裝置遭受海水腐蝕嚴(yán)重，壽命低，淘汰快。 5.現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已掌握了國(guó)際先進(jìn)的海水淡化技術(shù)，雖然性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際水平，但僅有上海七○四研究所少數(shù)幾家擁有此核心技術(shù)，普及率不高。 6.由于生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)實(shí)力等因素，我國(guó)的船用海水淡化裝置尚無(wú)法進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，甚至都無(wú)法進(jìn)入本國(guó)的遠(yuǎn)洋輪市場(chǎng)。
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