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基本信息

項目名稱：
船用海水淡化裝置研究
小類：
能源化工
簡介：
船用海水淡化裝置是利用船舶發(fā)動機冷卻水的余熱在真空環(huán)境下使海水蒸發(fā)分離，再經(jīng)過除雜、冷凝等一系列的操作，從而得到淡水的實用型設(shè)備。
詳細(xì)介紹：
本設(shè)備所需要的原料來自于海水，首先由射流泵創(chuàng)造一個真空蒸發(fā)環(huán)境，使海水沸點下降。同時利用熱管高效的換熱效率使得50℃左右的船舶發(fā)動機的熱冷卻水能迅速對海水進(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、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

發(fā)明目的：解決船舶長期航行過程中淡水供應(yīng)緊張的問題，同時高效循環(huán)利用船舶發(fā)動機冷卻水余熱。 創(chuàng)新點： 1．熱管換熱器：本設(shè)備利用熱管式換熱器進(jìn)行換熱，相對比現(xiàn)流行的熱板式換熱器具有傳熱強度高、流阻小、結(jié)構(gòu)緊湊、不易污塞等優(yōu)點，從而大大的增加了換熱效率，節(jié)約成本，獲得巨大的經(jīng)濟利益。 2．真空蒸發(fā)技術(shù)：利用“減壓蒸發(fā)”原理，通過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)。由于溶液沸點降低，可增大傳熱溫度差，強化蒸發(fā)操作。同時，可大大降低對加熱熱源的要求。 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??； 2．各工作區(qū)的緊湊設(shè)計和巧妙配合； 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，充分利用蒸餾、冷凝和給排水系統(tǒng)的無縫配合達(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；同時得力于除霧器和相應(yīng)過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、抗腐蝕能力強：針對海洋環(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，延長了使用壽命； 4.環(huán)境適應(yīng)能力好、安裝簡單：結(jié)合了緊湊型設(shè)計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)點在于其結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，與此同時工作時不易產(chǎn)生溫差應(yīng)力，同時冷、熱流體完全分開流動，管層間清洗方便。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

無

作品所處階段

中試階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無

作品可展示的形式

圖片、視頻、圖紙、產(chǎn)品說明書

使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測

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。 市場分析和經(jīng)濟效益: 本設(shè)備產(chǎn)量高，能源利用充分, 使用壽命長，維護(hù)簡單，為船舶節(jié)省了大量的航行成本，帶來可觀的經(jīng)濟效益；同時，本設(shè)備充分體現(xiàn)節(jié)能減排宗旨，能帶來巨大的環(huán)境效益。

同類課題研究水平概述

國外發(fā)展情況：一直到 80 年代中期，國外船用海水淡化裝置全部采用蒸餾法。1973 年美國杜邦公司率先在國際海水淡化會議上宣布研制成 B10 海水淡化中空纖維膜，此后美國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。但在國際船用市場反滲透海水淡化裝置的份額卻并沒有得到較大的增長。從目前的民船市場來看，蒸餾法海水淡化裝置仍然是主導(dǎo)產(chǎn)品。無論是遠(yuǎn)洋貨輪還是超級豪華郵輪，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（柴油機缸套冷卻水）和蒸汽（動力用或生活用蒸汽），利用柴油機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，而在某些無廢熱和蒸汽能源的海洋石油平臺上才采用反滲透海水淡化裝置。 國內(nèi)發(fā)展情況： 1.反滲透法、閃蒸法設(shè)備造價高，維護(hù)不易，設(shè)備對工作環(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自動力設(shè)備的過熱尾氣，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)過多，熱效率低，能耗大，同時，溫度控制執(zhí)行機構(gòu)動作頻繁，磨損大，溫度控制不穩(wěn)定的狀況； 4.面對日益惡劣自然環(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)在國內(nèi)已掌握了國際先進(jìn)的海水淡化技術(shù)，雖然性能指標(biāo)達(dá)到了國際水平，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)濟實力等因素，我國的船用海水淡化裝置尚無法進(jìn)入國際市場，甚至都無法進(jìn)入本國的遠(yuǎn)洋輪市場。
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