本發(fā)明涉及一種海水淡化工藝及設備，具體為一種利用爐渣熱量淡化海水的工藝及設備。

背景技術(shù)：

工業(yè)余熱利用一直受到社會各界關(guān)注，工業(yè)余熱合理利用的探索從未止步。從供熱到發(fā)電、海水淡化的各種利用方式都在被廣泛研究。隨著全球多地水危機不斷爆發(fā)，利用各類工業(yè)余熱淡化海水對減少水危機爆發(fā)至關(guān)重要。

鋼鐵工業(yè)的爐渣含熱量大。沖渣作業(yè)使溫度高達1450℃左右的熱爐渣變?yōu)闇囟?0℃左右的冷爐渣，其熱量的二分之一被水蒸汽帶入大氣層；其熱量的四分之一被溫度為75℃左右的沖渣水吸收；其熱量的四分之一通過傳熱輻射等途徑散失。水蒸汽和沖渣水所帶走的熱量多，溫度都不超過100℃。理論上講，水蒸汽和沖渣水的熱量非常適合于海水淡化。因為海水淡化并不要求溫度高，而是要求供熱量大。但是，現(xiàn)有的多效蒸餾法、多級閃蒸法都必須用蒸汽作熱源。水蒸汽和沖渣水的熱量也只能在蒸汽制備過程的低溫加熱段被有限利用。導致現(xiàn)有的多效蒸餾法、多級閃蒸法都不能完全利用水蒸汽和沖渣水的熱量淡化海水。而且蒸汽鍋爐的投資和運行費用不菲，海水淡化成本很難降低。至今為止，水蒸汽和沖渣水的熱量還是直接排入大氣，對周邊環(huán)境造成不良影響。水蒸汽和沖渣水的熱量的最好歸宿是淡化海水，分散到大量的淡水中去，變廢為寶。中國發(fā)明專利CN104761012A提供的技術(shù)方案為完全利用水蒸汽和沖渣水的熱量淡化海水找到一條可行之路。只要融合沖渣作業(yè)技術(shù)和海水淡化技術(shù)，形成一套前所未有的海水淡化新工藝，并開發(fā)設計出滿足新工藝條件的設備，完全能達到淡水固態(tài)鹽分離、消除熱污染、沖渣蒸汽水回收的目標。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是開發(fā)一套工藝及設備，梯級利用水蒸汽和沖渣水的熱量，在第一級海水蒸發(fā)罐上部用溫度較高的水蒸汽加熱海水，冷凝水和沖渣水在第一級海水蒸發(fā)罐到最后一級海水蒸發(fā)罐下部加熱海水，冷凝水和沖渣水與海水逆流換熱，在將海水分離成固態(tài)鹽和淡水的同時，回收蒸汽水，減少熱排放。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是：其工藝包括沖渣?；ば颉⑺蛛x工序、海水淡化工序、沖渣水回收工序。其設備包括沖渣粒化裝置、水渣分離裝置、海水淡化裝置、水泵、沖渣水池。其特征在于：所述沖渣粒化工序是熱爐渣和沖渣水在沖渣?；b置內(nèi)相混，變成水蒸汽和水渣混和物兩部分的過程。水蒸汽進入海水淡化工序，水蒸汽在海水淡化裝置內(nèi)加熱海水后凝結(jié)成液態(tài)水并進入水渣分離工序。水渣混和物進入水渣分離工序，水渣混和物在水渣分離裝置內(nèi)分離成冷爐渣和沖渣水。沖渣水進入海水淡化工序，海水也進入海水淡化工序，在海水淡化裝置內(nèi)沖渣水與海水逆流換熱，海水分離成淡水和固態(tài)鹽。沖渣水進入沖渣水回收工序，泵送沖渣水池備用。

所述沖渣?；b置、水渣分離裝置是成熟定型產(chǎn)品。

所述海水淡化裝置包括多個海水蒸發(fā)罐、沖渣水加熱管、水蒸汽加熱器、冷凝管、冷凝管連通管、淡水收集管、海水流入管、海鹽排出閥、水位控制器。所有海水蒸發(fā)罐在同一水平線上，并且底部連通形成所有海水蒸發(fā)罐底部連通通道。沖渣水加熱管貫穿所有海水蒸發(fā)罐。沖渣水加熱管中段置于所有海水蒸發(fā)罐底部連通通道內(nèi)，一端在第一級海水蒸發(fā)罐外，另一端在在最后一級海水蒸發(fā)罐外。淡水收集管置于所有海水蒸發(fā)罐底部連通通道內(nèi)，并在最后一級海水蒸發(fā)罐穿出。第一級海水蒸發(fā)罐罐底安裝海鹽排出閥，罐內(nèi)上部設置水蒸汽加熱器，罐頂經(jīng)冷凝管連通管接通第二級海水蒸發(fā)罐冷凝管進氣端管道。冷凝管中部是一內(nèi)部為空的柱體。冷凝管中部連通淡水收集管。冷凝管連通管連通海水蒸發(fā)罐內(nèi)上部空間和下一級海水蒸發(fā)罐冷凝管進氣端管道。最后一級海水蒸發(fā)罐冷凝管出氣端管道出口連通大氣。海水流入管接通最后一級海水蒸發(fā)罐，水位控制器安裝在最后一級海水蒸發(fā)罐內(nèi)。

所述海水淡化裝置相對于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新點在于，在第一級海水蒸發(fā)罐內(nèi)上部設置水蒸汽加熱器，在所有海水蒸發(fā)罐底部設置沖渣水加熱管，適用于具有溫度差的兩個熱源梯級供熱，高溫熱源接入水蒸汽加熱器，低溫熱源接入沖渣水加熱管。如柴油機具有廢氣和冷卻水兩個熱源，溫度較高的廢氣接入水蒸汽加熱器，溫度較低的冷卻水接入沖渣水加熱管。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：一是整合了傳統(tǒng)沖渣粒化技術(shù)和最新的海水淡化技術(shù)，變廢為寶、化害為利，經(jīng)濟效益和環(huán)境保護效益顯著。二是工藝流程簡單，海水淡化在常壓下進行，運行安全可靠，沒有三廢排放，電力消耗少。三是將沖渣水蒸汽回收用作沖渣水，降低了水消耗。四是設備結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，運行維護費用少。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明：

圖1是本發(fā)明工藝流程圖；

圖2是本發(fā)明海水淡化裝置整體結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明海水淡化裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明海水蒸發(fā)罐冷凝管構(gòu)件圖。

圖中，1、沖渣水加熱管，2、水蒸汽加熱器進口，3、第一級第二級冷凝管連通管，4、第二級第三級冷凝管連通管，5、第三級第四級冷凝管連通管，6、第四級第五級冷凝管連通管，7、海水流入管，8、淡水收集管，9、第五級海水蒸發(fā)罐冷凝管出氣端管道出口，10、海鹽排出閥，11、水蒸汽加熱器出口，12、水蒸汽加熱器，13、冷凝管進口，14、冷凝管出口。

具體實施方式

本實施例是具有五個海水蒸發(fā)罐的海水淡化裝置與沖渣粒化裝置、水渣分離裝置、水泵、沖渣水池配套，形成一套利用爐渣熱量的海水淡化設備的案例。

圖1是工藝流程圖。豎框是工藝流程各工序或重要設備，是固定不動的；橫框是各種物料，要沿著箭頭所指方向運移。具體工藝過程是，來自沖渣水池的沖渣水和來自高爐的熱爐渣在沖渣?；b置內(nèi)相混，產(chǎn)生水蒸汽和水渣混合物。水蒸汽進入第一級海水蒸發(fā)罐加熱海水，凝結(jié)成水后進入水渣分離裝置；水渣混合物進入水渣分離裝置，分離成沖渣水和冷爐渣。沖渣水進入第一級海水蒸發(fā)罐加熱海水，經(jīng)各級海水蒸發(fā)罐，從最后一級海水蒸發(fā)罐流出，泵送回沖渣水池。海水經(jīng)最后一級海水蒸發(fā)罐進入，流向第一級海水蒸發(fā)罐。淡水在第二級海水蒸發(fā)罐開始產(chǎn)生，經(jīng)最后一級海水蒸發(fā)罐流出。固態(tài)鹽沉積在第一級海水蒸發(fā)罐，經(jīng)罐底排出。

按照上述工藝流程，在圖2中，水蒸汽經(jīng)水蒸汽加熱器進口2進入水蒸汽加熱器12，凝結(jié)成水后經(jīng)水蒸汽加熱器出口11流出第一級海水蒸發(fā)罐，再進入水渣分離裝置。沖渣水從第一級海水蒸發(fā)罐端進入沖渣水加熱管1，經(jīng)所有海水蒸發(fā)罐后流出。海水經(jīng)海水流入管7進入最后一級海水蒸發(fā)罐，流向第一級海水蒸發(fā)罐。海水與沖渣水在所有海水蒸發(fā)罐底部連通通道內(nèi)逆流換熱并蒸發(fā)。第一級海水蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)的水蒸汽經(jīng)第一級第二級冷凝管連通管3進入第二級海水蒸發(fā)罐冷凝管；第二級海水蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)的水蒸汽經(jīng)第二級第三級冷凝管連通管4進入第三級海水蒸發(fā)罐冷凝管；第三級海水蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)的水蒸汽經(jīng)第三級第四級冷凝管連通管5進入第四級海水蒸發(fā)罐冷凝管；第四級海水蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)的水蒸汽經(jīng)第四級第五級冷凝管連通管6進入第五級海水蒸發(fā)罐冷凝管。所有冷凝管內(nèi)的淡水都流進淡水收集管8，匯集后流出海水淡化裝置。不凝蒸汽和空氣經(jīng)第五級海水蒸發(fā)罐冷凝管出氣端管道出口9排入大氣。沉積在第一級海水蒸發(fā)罐內(nèi)的固態(tài)鹽經(jīng)海鹽排出閥10排出。圖3是除去所有海水蒸發(fā)罐冷凝管構(gòu)件以上部件的海水淡化裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，圖4是海水蒸發(fā)罐冷凝管構(gòu)件圖，水蒸汽從冷凝管進口13流入，從冷凝管出口14流出。

本發(fā)明的工作過程是：沖渣作業(yè)開始前，各工序做好準備工作，海水淡化裝置開啟。沖渣作業(yè)開始后，水蒸汽、沖渣水、爐渣按各自的物流路線運移。爐渣在水渣分離工序被清除，水蒸汽、沖渣水在海水淡化裝置內(nèi)換熱后送回沖渣水池，水蒸汽、沖渣水在海水淡化裝置內(nèi)放出的熱量將海水分離成淡水和固態(tài)鹽，這些熱量最終由淡水和固態(tài)鹽吸收。