基本信息
- 项目名称：
- 船用海水淡化装置研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 船用海水淡化装置是利用船舶发动机冷却水的余热在真空环境下使海水蒸发分离，再经过除杂、冷凝等一系列的操作，从而得到淡水的实用型设备。
- 详细介绍：
- 本设备所需要的原料来自于海水，首先由射流泵创造一个真空蒸发环境，使海水沸点下降。同时利用热管高效的换热效率使得50℃左右的船舶发动机的热冷却水能迅速对海水进行蒸馏，后冷凝生成淡水。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明目的：解决船舶长期航行过程中淡水供应紧张的问题，同时高效循环利用船舶发动机冷却水余热。 创新点： 1．热管换热器：本设备利用热管式换热器进行换热，相对比现流行的热板式换热器具有传热强度高、流阻小、结构紧凑、不易污塞等优点，从而大大的增加了换热效率，节约成本，获得巨大的经济利益。 2．真空蒸发技术：利用“减压蒸发”原理，通过射流泵射流作用形成负压，创造蒸发条件，在压力低于大气压力和温度小于常态沸点的环境条件下进行蒸发操作的处理技术。由于溶液沸点降低，可增大传热温度差，强化蒸发操作。同时，可大大降低对加热热源的要求。 技术关键： 1．装置最佳工作技术参数的研究与合理选取； 2．各工作区的紧凑设计和巧妙配合； 3.射流泵和热管换热器的选取和应用，从而保证了装置的效率和经济效益。 本装置主要技术指标：真空度：≥90% 压力：保持海水入口最小压力为300kpa，射流泵出口压力最大为30kpa。淡水泵要求输送压力为120～160kpa。
科学性、先进性
- 1.“一多三少”（能耗少、污染小、成本低、效率高）：节能，工作与维护所需成本低廉，结构紧密工作效率高；利用真空蒸发技术，较低热量即可产生大量蒸汽，产量高，能源利用充分。与此同时，充分利用蒸馏、冷凝和给排水系统的无缝配合达到原料与能量充分循环利用； 2.“高效质好”（高质量和连续的淡水供应）：通过各系统和部件的紧密配合，使得产量持续稳定；同时得力于除雾器和相应过滤装置以及高效的海水蒸馏淡化系统，可生产出直接用于生活利用的淡水； 3.寿命长、抗腐蚀能力强：针对海洋环境的特殊工作条件，本设备采用钛合金制成的换热器壳体衬里，提高了设备抗腐蚀能力，延长了使用寿命； 4.环境适应能力好、安装简单：结合了紧凑型设计方式和材料性能的合理利用，减小了设备的体积，从而在安装放置上大大节约了占地面积； 5.维护简便，传热效率高：装置主体换热设备采用热管换热器，优点在于其结构简单，造价低廉，与此同时工作时不易产生温差应力，同时冷、热流体完全分开流动，管层间清洗方便。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 图片、视频、图纸、产品说明书
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 适用范围及推广前景：本装置适用于远洋航行船舶，可改善目前中型船舶海水淡化装置选型困难的现状。 市场分析和经济效益: 本设备产量高，能源利用充分, 使用寿命长，维护简单，为船舶节省了大量的航行成本，带来可观的经济效益；同时，本设备充分体现节能减排宗旨，能带来巨大的环境效益。
同类课题研究水平概述
- 国外发展情况：一直到 80 年代中期，国外船用海水淡化装置全部采用蒸馏法。1973 年美国杜邦公司率先在国际海水淡化会议上宣布研制成 B10 海水淡化中空纤维膜，此后美国多家公司也相继研制成功。由于反渗透膜投入商业化生产，反渗透海水淡化装置得到了快速发展。但在国际船用市场反渗透海水淡化装置的份额却并没有得到较大的增长。从目前的民船市场来看，蒸馏法海水淡化装置仍然是主导产品。无论是远洋货轮还是超级豪华邮轮，大多采用蒸馏法海水淡化装置：小容量多采用单效蒸馏装置，生产商有 Alfa-laval、APV 等公司，容量大多在 50t/d 以下，并以板式蒸馏装置取代了管式蒸馏装置；大容量采用多级闪蒸，生产商有 Serckcomo 等公司，容量基本在几百吨以上，一般用于大型邮轮。究其原因，船舶上可提供废热（柴油机缸套冷却水）和蒸汽（动力用或生活用蒸汽），利用柴油机缸套冷却水的余热进行海水淡化处理是一种节约能源的好办法，而在某些无废热和蒸汽能源的海洋石油平台上才采用反渗透海水淡化装置。 国内发展情况： 1.反渗透法、闪蒸法设备造价高，维护不易，设备对工作环境要求较高； 2.当前大多数仍然采用蒸馏式海水淡化技术，而其利用的热源仅为来自动力设备的过热尾气，产量有限，设备维护困难，安装位置存在局限性，污染大，原料利用率低； 3.一般船舶中央冷却系统普遍存在换热次数过多，热效率低，能耗大，同时，温度控制执行机构动作频繁，磨损大，温度控制不稳定的状况； 4.面对日益恶劣自然环境，传统海水淡化装置遭受海水腐蚀严重，寿命低，淘汰快。 5.现在国内已掌握了国际先进的海水淡化技术，虽然性能指标达到了国际水平，但仅有上海七○四研究所少数几家拥有此核心技术，普及率不高。 6.由于生产规模和经济实力等因素，我国的船用海水淡化装置尚无法进入国际市场，甚至都无法进入本国的远洋轮市场。
