阅读说明：本技术 微能耗亚临界海水攫馏淡化方法 (Micro- subcritical seawater of energy consumption, which is seized, evaporates desalination method ) 是由 吴启帆 于 2018-05-23 设计创作，主要内容包括：本发明微能耗亚临界海水攫馏淡化方法,含有以下步骤：⑴海水预处理；⑵设置攫馏空间；⑶海水加温加压,含有①启动工况；②常态工况；⑷余热利用和压力能回收；⑸获得淡化水；本发明主要是利用一个多管道容腔、密封的“攫馏空间”,在其内设置亚临界高温和超临界的压力,设置两个容腔：370℃的冷凝淡水流动液面和374.1℃的热海水流动液面；所述两个流动液面能在“攫馏空间”进行强力攫取,将水蒸气从较高温的液面中高速“攫取”出来,达到海水淡化的目的；本发明将余热和压力能进行了充分的利用和回收,只在“启动工况”时消耗一定的能源,在“常态工况”时耗能微小,是目前节能效果非常明显的一种海水淡化方法。(The micro- subcritical seawater of energy consumption of the present invention, which is seized, evaporates desalination method, contains following steps: (1) sea water preprocessing；(2) setting, which is seized, evaporates space；(3) seawater temperature-pressure contains 1. start operating performance；2. normality operating condition；(4) UTILIZATION OF VESIDUAL HEAT IN and pressure energy recycling；(5) desalination water is obtained；The present invention is mainly " seizes and evaporate space " for utilizing a multi-pipeline cavity, sealing, and subcritical high temperature and postcritical pressure is being arranged inside, and two cavities: 370 DEG C of condensation fresh water flowing liquid level and 374.1 DEG C of hot sea water flowing liquid level are arranged；Described two flowing liquid levels can carry out strength " seize and evaporate space " and seize, and vapor is come out from the liquid level high speed " seizing " of higher temperatures, achievees the purpose that sea water desalination；Waste heat and pressure can be carried out sufficient utilization and recycling by the present invention, only consume certain energy at " start operating performance ", consume energy small at " normality operating condition ", be a kind of current energy-saving effect obviously method for desalting seawater.)

微能耗亚临界海水攫馏淡化方法

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，是一种微能耗亚临界海水攫馏淡化方法。

背景技术

洁净的淡水一直是世界各国紧缺的资源。因此，通过海水淡化技术向大海“要淡水”成为一些国家或地区的常用手段。但是，无论是已经被广泛采用的反渗透膜、低温多效、闪蒸等海水淡化技术还是其他在研或尚未被大规模应用的海水淡化工艺，几乎全部是高能耗的技术。而能源也是目前世界各国紧缺的资源。用一种紧缺资源换取另一种紧缺资源不是个好办法，因此，各国都在关注和研究低能耗或者微能耗的海水淡化技术。但是，直到现今，世界上还没有属于“微能耗”概念的海水淡化技术问世。

在所有的海水淡化技术中，除了其核心的脱盐过程，还有一个水-气-水的热能交流的过程。但是，从海水中的盐分到结晶出来的盐，盐分子的内能几乎没有变化；于是所有的海水淡化技术都可以归纳成是“水分通过”的技术。

热法海水淡化技术的核心是“蒸馏过程”。这是因为，盐分在水里有很高的溶解度，但是，盐分在水蒸气里的溶解度却为零。所以，人们将海水先变为水蒸气，然后再将水蒸气冷凝为蒸馏水，这样，就达到了将含盐分的海水变成了不含盐分的蒸馏水、使海水淡化的目的实现。现代热法海水淡化技术，已经可以使冷却液的出口温度降到30度左右以提高热能的利用率。但是，大量(相当于20倍以上淡水产量)低温的冷却水不仅带走了巨量的余热还会对取水海域造成热污染和浓盐污染；而且包含热法蒸馏过程的任何海水淡化工艺，都注定是一个高能耗的技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微能耗亚临界海水攫馏淡化方法，它是在亚临界环境(360℃～374.1℃)状态下，在两个具有不同温度的液面上方非平衡态饱和压差的共同空间——“攫馏空间”里，利用亚临界下限温度(360℃～372.5℃)液面较低饱和压力的强力攫取作用，将水蒸气从亚临界较高上限温度(372.5℃～374.1℃)的液面中高速“攫取”出来的自发过程，达到海水淡化的目的。这种利用亚临界状态下水的非沸腾状态的高速挥发过程——“攫馏过程”将海水淡化的过程是一个“微能耗”的海水淡化技术。

研究发现：在临界温度(374.15℃)时，水的表面张力为零。而在亚临界温度(374.1℃)时，水的表面张力几乎为零。所以，在374.1℃状态下的水蒸气被“攫取”挥发的过程几乎不需要从外界提供汽化热，也几乎不需要从液体内部提取内能。所以，在“攫取过程”中不管蒸气的流量(蒸气产量、蒸气发生量)是多少，374.1℃的海水只会发生相应的液面静态下降、只会发生溶液内部盐浓度的升高，而几乎不会发生液体降温。同时，在“攫馏空间”另一边的冷凝端，由于在370℃以上时，水的比热和潜热之间的比例快速趋向于1∶1(而不是常温时的1∶518)，因此，在亚临界状态下的“攫馏过程”只需要与水蒸气质量几乎等量的下限温度冷凝水升温1℃，就可以将等质量的蒸气完全吸收。

因此，当上限温度的水蒸气被下限温度冷凝水吸收的同时会将冷凝水从下限温度升温到上限温度，同时产生总量可达1～5倍的冷凝水。

此时，及时将已经液位下降的浓盐水抽出、将已经升温的、液位快速上升的冷凝水(淡化水)抽出；并补充压入亚临界上限温度海水和亚临界下限温度的冷凝水，确保攫馏面过程的各液位保持不变，确保冷凝液面的温度不变，确保非平衡态的攫馏环境(饱和压差)不变；这样，一个微能耗或几乎没有能耗的脱盐主过程就能长期的继续进行下去。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种微能耗亚临界海水攫馏淡化方法，含有以下步骤：

(1)海水预处理

对海水进行预处理，去除泥沙、动植物残骸、各种大小塑料微粒；此外，需对海水中的二阶易结垢盐类进行化学去除；这些预处理可采用常规的沉淀池进行；

其特征在于：

(2)设置攫馏空间

在亚临界海水淡化系统的管道内部设置一个多容腔的管道段、即“攫馏空间”，所述“攫馏空间”为一个密封腔体，其内保持有亚临界高温(370℃～374.1℃)和超临界压力(23兆帕以上或230工业大气压以上)；在所述“攫馏空间”内设置有两个容腔，分别提供两个不同亚临界温度的流动液面：一个是下限温度的冷凝淡水流动液面，另一个是上限温度的热海水流动液面；所述两个流动液面能在“攫馏空间”进行非沸腾高速挥发——“静态攫馏过程”，产生大量的冷凝淡化水；

由于下限温度冷凝淡水流动液面的饱和蒸气压与上限温度热海水流动液面的饱和蒸气压有着高达0.5～2兆帕(5～20个工业大气压)的饱和蒸气压压差，因此，在“攫馏空间”内部构成了一个超强的水蒸气非平衡态攫取环境，亚临界上限温度的热海水流动液面发生高速的静态挥发，其流动的液面快速下降，其含盐份浓度迅速升高，当热海水在“攫馏空间”内从容腔进口流到容腔出口时，其流量因“静态攫馏过程”减少了一半到五分之四；这时，液位控制系统不断输入上限温度的补充热海水、在保持热海水流动液面不变的情况下，将含盐量已经升高的浓海水不断抽出并送往换热器换热，回收其热能；

与此同时，在“攫馏空间”内的下限温度冷凝淡水流动液面快速接纳攫取溶入的水蒸气，由上限温度热海水流动液面产生的水蒸气潜热将下限温度的冷凝淡水流动液温度升温至上限温度，且淡化水水量增加1～5倍，使冷凝淡水流动液面迅速地上升；这样，在液位控制系统的控制下，下限温度冷凝用淡水不断送入、在保持冷凝淡水流动液位不变、维持攫馏过程所需的0.5～2兆帕的非平衡态下，高温且增多的淡水流动液不断被抽出并送往换热器换热，回收其热能；

被抽出的淡化水分流为两部分，其中二分之一到五分之四的淡化水流经换热器换热变成常温的淡化水，而另外二分之一到五分之一的上限温度的高温淡化水在专用循环泵的驱动下流经小换热环节，将水温冷却调整为下限温度后重新送入“攫馏空间”的冷凝容腔；

(3)海水加温加压

在“攫馏空间”的一侧(前侧)设置恒温加热器、在“攫馏空间”的两侧设置换热器和双向高压泵对经过预处理的海水进行加温和加压，加温和加压过程可分成两种工况：

①启动工况

在整个亚临界海水淡化系统的冷启动阶段，此时，恒温加热器启动，由于常温海水的流入量大，单靠加恒温加热器远不足以将常温海水一步加温到亚临界(370℃～374.1℃)温度；因此，通过换热器将已经部分加温的海水的热量转移(换热)给新输入的冷海水，这样经过若干次循环(通常为0.5～1小时)，就能使常温海水在通过换热器和恒温加热器工段后逐渐达到亚临界上限温度并送往“攫馏空间”与下限温度的冷凝淡水发生气态的攫取和换热过程；这里必须提及，冷海水在亚临界海水淡化系统内部加温的过程也是一个从常压升压到超临界压力的过程；

②常态工况

当有达到亚临界上限温度的海水和温度达到下限温度的淡化水能进行“静态攫馏过程”时，亚临界海水淡化系统就进入了常态工况：由攫镏空间流出的上限温度的浓海水及上限温度的淡化水与新输入的常温海水进行充分的热交换之后，再通过恒温加热器的补充加温将常温海水加热到稳定的上限温度的高温，另外部分二分之一到五分之一的上限温度的淡化水在专用循环泵的驱动下流经小换热环节，将水温冷却调整到下限温度并重新送入“攫馏空间”的冷凝容腔，以维持攫镏过程继续进行；在“攫馏空间”内部继续进行着几乎没有能耗的静态攫馏过程，由“攫镏空间”排出的高温液体则参与常温海水的充分热交换；如果经热交换加温的新海水温度略有不足，恒温加热器自动进行补加温，因而耗能极少；

(4)余热利用和压力能回收

①余热利用

利用亚临界海水淡化系统“攫馏空间”两侧设置的换热器将“攫馏空间”排出的上限温度的浓海水和淡化水与流向“攫馏空间”的常温海水进行充分换热，利用“攫馏空间”输出的浓海水和淡化水的余热加热常温海水，由于需要加温的常温海水和需要降温的淡水及浓海水的总量严格相等、由于需要加温的总热量与需要降温总热量也严格地相等、由于换热器两侧的流体介质均为水，介质热传导性能几乎一致，所以，能够实现充分的热交换，产生余热充分回收的效果；

②压力能平衡和回收

从“攫馏空间”排出的“浓海水”和“淡化水”依然具有超临界的高压势能，将它们分别送入双向高压泵负压侧一端，利用其压力势能推动多联双向高压泵加压侧一端对洁净海水进行加压，直到多联双向高压泵的两端压力势能达到相等平衡为止；由于多联泵加压端和负压端的压力(扬程)相同，加上多联泵输入泵和抽出泵的总流量严格相等，所以多联双向高压泵启动后，多联泵总体的实际工作负荷只有淡化系统的管道负荷而没有高压(杨程)的负荷，多联双向可逆高压泵实现的是一个超临界高压环境与常压环境的隔断功能，于是，残存在浓海水和淡化水中剩余的高压能能全部回收；

(5)获得淡化水

由于在370℃～374.1℃之间、水的(海水的)潜热和比热的比值接近1∶1(而不是常温下的1∶518)，所以在“攫馏空间”中，输入的每公斤370℃的冷凝用水升温1度，就能通过吸收蒸气变为2公斤近371℃的淡化水(而在常温状态下，1公斤冷凝水升温1度只能吸收2克不到的蒸气)，于是，在常态的“静态攫馏过程”下，当冷凝液每升温1度时，每输入2公斤热海水和1公斤冷凝水就能产生1公斤浓海水和2公斤淡化水；由于“静态攫馏过程”的耗能及其微小，所以本发明的海水攫馏淡化方法是一种能耗很小的海水淡化方法。

进一步，所述步骤(2)“设置攫馏空间”能根据淡水产量的规模设计并设置不同类型的“攫馏空间”。

进一步，步骤(2)所述的“静态攫馏过程”的工作点越接近临界点越好，总体能耗越省。

进一步，所述步骤(3)海水加温加压的②常态工况的温度状态是由自动控制系统控制平衡的，在“静态攫馏过程”中的水蒸气流动和平衡是自然发生的，当被控制的温度确定之后，人们还能通过控制冷却水的流量来控制攫馏过程中浓缩比的调整和变化。

本发明微能耗亚临界海水攫馏淡化方法的积极效果是：

(1)提供一种微能耗亚临界海水攫馏淡化方法，它是在一个370℃～374.1℃、水蒸气压差值高达1.03兆帕或10工业大气压的“攫馏空间”内部，利用两个具有不同温度的液面形成的非平衡态饱和压差，进行强力攫取，将水蒸气从较高温(374.1℃)的液面中高速“攫取”出来的自发过程，达到低能耗、低成本海水淡化的目的。

(2)由于将余热和压力能进行了充分的利用和回收，本发明除了在“启动工况”时消耗一定的能源外，在“常态工况”时耗能微小；按照本发明的方法制造的亚临界海水淡化系统一旦启动就能以微能耗状态长期运行，适合于边远海岛只具有太阳能、风能等供电的地区使用。

(3)本发明的方法对输入海水的要求低，对海水中各种有害物质的处理能力强，整个海水淡化过程没有使用昂贵的消耗品，也不会出现采用膜法技术可能的膜中毒问题，适合在世界各地的海域工作；也能适用于各种工业中水和城市废水再利用的要求。

(4)通过调整浓缩比，本发明的方法不会出现次生热污染和浓盐污染，有利于保护海洋生态，保护地球环境。

(5)按照本发明的方法，可根据不同的“亚临界海水淡化系统”的设计规模，因地制宜地设置不同的“攫馏空间”；应该属于是目前节能效果非常明显的一种海水淡化方法。

附图说明

图1为本发明微能耗亚临界海水攫馏淡化方法的流程框图。

具体实施方式

以下结合附图进一步解释本发明微能耗亚临界海水攫馏淡化方法的具体实施方式，但是应该指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。

参见图1。一种微能耗亚临界海水攫馏淡化方法，含有以下步骤：

(1)海水预处理

对海水进行预处理，去除泥沙、动植物残骸、各种大小塑料微粒；此外，需对海水中的二阶易结垢盐类进行化学去除；这些预处理可采用沉淀池来进行，可参照目前常规自来水厂的做法进行海水预处理。

(2)设置攫馏空间

在亚临界海水淡化系统的管道内部设置一个多容腔管道的“攫馏空间”，所述“攫馏空间”为一个密封腔体，可能根据不同海水淡化设备的设计规模采用不同的“攫馏空间”(注：目前的攫馏空间还没有通用设备，还属于专门设计的非标专用设备，拟申请另一个专利进行保护)。

所述“攫馏空间”应是一个由不锈钢材料或烧结石英等耐腐材料制造的、封闭的多腔管道。热海水和淡化水分别占据多腔管道中的一个。在所述“攫馏空间”内具有亚临界高温(370℃～374.1℃)和超临界压力(23兆帕以上或230工业大气压以上)。在所述“攫馏空间”内设置两个容腔，分别提供两个不同亚临界温度流动液面：一个是下限温度(370℃)的冷凝用淡水流动液面，另一个是上限温度(374.1℃)的经预处理的海水流动液面；所述两个流动液面能在“攫馏空间”进行非沸腾高速挥发——“静态攫馏过程”，产生大量的冷凝淡化水。

众所周知：在亚临界温度时，水的表面张力几乎为零，所以，在亚临界温度状态下的水蒸气被攫取挥发的过程既不需要从外界提供汽化热，也不需要从液体内部提取内能，在攫取过程中不管蒸气的流量多少，亚临界温度的海水只会发生相应的液面静态下降、只会发生溶液内部盐浓度的升高、而不会发生液体降温。

本专利申请人在研究中还注意到：在“攫馏空间”另一边的冷凝端，由于在370℃以上时，水的比热和潜热之间的比例快速地趋向于1∶1(而不是常温时的1∶518)，水与水蒸气的界限趋于消失，因此，在亚临界状态下的“攫馏过程”几乎没有能量的交换；而上限温度的水蒸气会对下限温度冷凝水放出潜热，所以，只需要与水蒸气质量等量的下限温度冷凝水每升温1度就足以将所有上限温度的蒸气完全吸收，产生对应量的冷凝水。这时，及时将已经液位下降的浓盐水抽出，将已经升温的、液位快速上升的冷凝水(淡化水)抽出，并补充压入上限温度的海水和下限温度的冷凝水，确保攫馏面(海水流动液面)的液位不变，确保冷凝液面的温度不变，确保非平衡态攫馏环境的水蒸气饱和压差不变；这样，一个没有能耗或者能耗微小的海水淡化过程就能持续进行。

所述“静态攫馏过程”越接近临界点越好，能耗越省。

由于下限温度冷凝淡水流动液面的饱和蒸气压与上限温度热海水流动液面的饱和蒸气压有着高达0.5～2兆帕(5～20个工业大气压)的饱和蒸气压压差，因此，在“攫馏空间”内部构成了一个超强的水蒸气非平衡态攫取环境，亚临界上限温度的热海水流动液面发生高速的静态挥发，其流动的液面快速下降，其含盐份浓度迅速升高，当热海水在“攫馏空间”内从容腔进口流到容腔出口时，其流量因“静态攫馏过程”减少了一半到五分之四；这时，液位控制系统不断输入上限温度的补充热海水、在保持热海水流动液面不变的情况下，将含盐量已经升高的浓海水不断抽出并送往换热器换热，回收其热能。

与此同时，在“攫馏空间”内的下限温度冷凝淡水流动液面快速接纳攫取溶入的水蒸气，由上限温度热海水流动液面产生的水蒸气潜热将下限温度的冷凝淡水流动液温度升温至上限温度，且淡化水水量增加1～5倍，使冷凝淡水流动液面迅速地上升；这样，在液位控制系统的控制下，下限温度冷凝用淡水不断送入、在保持冷凝淡水流动液位不变、维持攫馏过程所需的0.5～2兆帕的非平衡态下，高温且增多的淡水流动液不断被抽出并送往换热器换热，回收其热能。

被抽出的淡化水分流为两部分，其中二分之一到五分之四的淡化水流经换热器换热变成常温的淡化水，而另外二分之一到五分之一的上限温度的高温淡化水在专用循环泵的驱动下流经小换热环节，将水温冷却调整为下限温度后重新送入“攫馏空间”的冷凝容腔。

(3)海水加温加压

在“攫馏空间”的一侧或两侧设置加热器、换热器和多联双向高压泵对经过预处理的海水进行加温和加压。所述换热器可采用换热功率6～10万千瓦换热器(可根据淡水产量要求设计调整)，可采用螺旋板式换热器，这类换热器换热功率高达每平方米30千瓦，耐高温的型号可以达到600℃度，从而耐温方面完全可以胜任。但是，螺旋板式换热器耐压不够，为此须另外专门设计一个压力容器把换热器和攫镏空间等受超临界高压负载的部件统统安装在这个附加的高压容器内部；同时，在高压容器与内部换热器等设备之间的空隙中通入与换热器内部压力同步升高的高压气体，使换热器等设备处于内外压力相等的状态。于是，通用的耐高温耐腐型号的螺旋板式换热器就可以直接设计使用。一个换热功率6～10万千瓦的螺旋板式换热器只要大约6～10米直径的一个圆筒型高压容器就可以安装进去，能解决换热器耐超高压的问题。所述多联双向高压泵可借用常用的液压机械中的多联柱塞泵，通过防腐改造，通常液压柱塞泵的最高压力能达到60兆帕，经防腐改造后应该能直接利用。

所述加温和加压过程可分成两种工况：

①启动工况

在整个亚临界海水淡化系统的冷启动阶段，此时，恒温加热器刚启动，在换热器中还没有高温的浓海水或淡化水提供换热；再由于常温海水的流入量大，单靠加恒温加热器远不足以将常温海水一步加温到亚临界(370℃～374.1℃)温度；因此，通过换热器将已经部分加温的海水的热量转移(换热)给新输入的冷海水，这样经过若干次循环(通常为0.5～1小时)，就能使常温海水在通过换热器和恒温加热器工段后逐渐达到亚临界上限温度并送往“攫馏空间”与下限温度的冷凝淡水发生气态的攫取和换热过程。同时，利用多联双向高压泵的隔断功能，将常温常压海水升温到亚临界状态。使攫镏空间内部非水溶性气体的超临界(23兆帕以上)高压势能维持稳定——这里必须提及，冷海水在亚临界海水淡化系统内部加温的过程也是一个从常压升压到超临界压力的过程。

当系统冷启动，从冷海水灌入之时在系统里原有的空气——水不溶性气体，会被海水压缩并集中到“攫镏空间”中，随着海水温度的不断上升，这部分的气体的压力势能迅速增高，并且永远高于热海水的饱和蒸气压力值，所以当系统到达亚临界温度工况时，这部分的气体压力将远高于临界压力，系统利用这部分气体的超临界压力势能维持亚临界温度下的静态攫镏工况(非沸腾状态)，同时，通过外接的超临界高压气体泵调节和维持攫镏空间内部最大亚临界水蒸气流动空间的存在。

另外，在系统的最开始段和最末段，利用双向高压泵将进口部分常温常压海水与出口部分常温超临界压力的产品水(淡水和浓海水)进行压力势能的平衡，使系统整体随时随地满足超临界(23兆帕以上或230工业大气压以上)的高压工况。

②常态工况

当有达到亚临界上限温度(374.1℃)的海水和温度达到下限温度(370℃)的淡化水能进行“静态攫馏过程”时，亚临界海水淡化系统就进入了常态工况：由攫镏空间流出的上限温度的浓海水及上限温度度的淡化水与新输入的常温海水进行充分的热交换之后，再通过恒温加热器的补充加温将常温海水加热到稳定的上限温度的高温，另外部分二分之一到五分之一的上限温度度的淡化水在专用循环泵的驱动下流经小换热环节，将水温冷却调整到下限温度并重新送入“攫馏空间”的冷凝容腔以继续维持攫镏过程；在“攫馏空间”内部继续进行着几乎没有能耗的静态攫馏过程，由“攫镏空间”排出的高温液体则参与常温海水的充分热交换；如果经热交换加温的新海水温度略有不足，恒温加热器自动进行补加温，因而耗能极少。

所述常态工况的温度状态是由自动控制系统控制平衡的，而在“静态攫馏过程”中的水蒸气流动和平衡是自然发生的，当被控制的温度确定之后，人们还能通过控制冷却水的流量来控制攫馏过程中浓缩比的调整和变化。

(4)余热利用和压力能回收

①余热利用

利用亚临界海水淡化系统“攫馏空间”两侧设置的换热器将“攫馏空间”排出的上限温度的浓海水和淡化水与流向“攫馏空间”的常温海水进行充分换热，利用“攫馏空间”输出的浓海水和淡化水的余热加热常温海水，由于需要加温的常温海水和需要降温的淡水及浓海水的总量严格相等、由于需要加温的总热量与需要降温总热量也严格地相等、由于换热器两侧的流体介质均为水，介质热传导性能几乎一致，所以，利用“攫馏空间”输出的浓海水和淡化水的余热足以将常温海水经充分的热交换一步直接加热到需要的亚临界高温，能够实现充分的热交换，产生余热充分回收的效果。

②压力能平衡和回收

从“攫馏空间”排出的“浓海水”和“淡化水”依然具有超临界的高压势能，将它们分别送入双向高压泵负压侧一端，利用其压力势能推动多联双向高压泵加压侧一端对洁净海水进行加压，直到多联双向高压泵的两端压力势能达到相等平衡为止。由于多联泵加压端和负压端的压力势能(扬程)相同，加上多联泵输入泵和抽出泵的总流量严格相等，所以多联双向高压泵启动后，多联泵总体的实际工作负荷只有淡化系统的管道负荷而没有高压(杨程)的负荷，多联双向可逆高压泵实现的是一个超临界高压环境与常压环境的隔断功能，于是，残存在浓海水和淡化水中剩余的高压能能全部(100％)回收。

(5)获得淡化水

由于在370℃～374.1℃之间、水的(海水的)潜热和比热的比值接近1∶1(而不是常温下的1∶518)，所以在“攫馏空间”中，输入的每公斤370℃的冷凝用水升温1度，就能通过吸收蒸气变为2公斤近371℃的淡化水(而在常温状态下，1公斤冷凝水升温1度只能吸收2克不到的蒸气)，于是，在常态的“静态攫馏过程”下，当冷凝液每升温1度时，每输入2公斤热海水和1公斤冷凝水就能产生1公斤浓海水和2公斤淡化水；由于“静态攫馏过程”的耗能及其微小，所以本发明的海水攫馏淡化方法是一种能耗很小的海水淡化方法。

本发明微能耗亚临界海水攫馏淡化方法的应用前景：

按照本发明的微能耗亚临界海水攫馏淡化方法能够根据需求设计不同规模的亚临界海水淡化设备：既可设计成体积小、重量轻、淡水产量大、水质优、能耗低且通用性较强的单机型设备，而且这种单机型设备对输入海水水质的要求低，运转稳定、控制方便可靠；除了启动时一次性需要小郝较大能源外，长期工作时的能耗极低，非常适合那些只能以风能、太阳能供能的孤岛、偏远海村等地方应用；还可供大型的、有大量淡水要求的船舶、浮动的海上勘探设施或者军舰、海上浮动核电站等场合使用。也可设计成有一定规模的、能满足特定海边区域、城镇、农庄使用的、能满足社区或工业或农业使用的海水淡化厂。

尽管按照本发明的方法设计的亚临界海水淡化设备会处于亚临界超高压和超高温的状态，但就目前的工业技术而言，超临界蒸气锅炉等平行技术已经相当成熟，高精度的机械加工能力也已相当普及，这使得亚临界海水淡化需要的超高压、超高温的设备制造已不再无法想象。另外，在高温海水防腐防蚀和除积垢方面，目前的新材料已能应对，因此，在亚临界海水淡化设备上是可以做到并实施的。

建议实施方案

本发明微能耗亚临界海水攫馏淡化方法的一种实施方案。

以日产淡水125吨的小型亚临界海水攫馏淡化设备作为本发明实施的基础单元：设定淡化水的产量为每天125吨，考虑到浓海水排放污染的因素，综合本发明微能耗的特点，建议总体浓缩比的设定为1比1，所述基础单元所需洁净海水的输入量为250吨/天(相当于每小时10吨多一点)，以每秒1米的流速向所述基础单元输入海水的工况，设置的管道直径应为40毫米。

以下按40毫米管道内径，测估所述小型亚临界海水攫馏淡化设备的相关性能。

(1)设备重量轻

比照相近流量的常规螺旋板式换热器的重量(大约为3吨)，加上卸压外壳和攫馏器的重量一起推算，日产淡水125吨的小型亚临界海水攫馏淡化设备的重量约为5吨。

(2)设备占地少

相同流量、相同换热功率的通用螺旋板式换热器的占地基本相同，再包括操作空间，有25平方米应该就够了。

而通常日产100吨水的膜法设备至少需要占地200平方米，而通常100吨水的多级闪蒸系统至少需要1000平方米；相比较，本发明实施的基础单元从设备和场地上能节省87.5％或97.5％。

如果在已经建成的膜法或热法淡水厂中，将淡化主设备换上亚临界海水攫馏淡化设备，同样的场地可容纳多套设备单元，淡水产量就能增高至8～20倍。

(3)功耗低、省电

本发明实施的基础单元最大设计启动功耗为20千瓦，稳定工作后应该降低到2千瓦以下(视具体产品设备制作质量而异)；而通常日产100吨水的膜法电机功耗都要在500千瓦以上；本发明实施的基础单元能节省电力99％。

(4)没有其他化学品消耗

本发明实施的基础单元没有其他化学品的消耗，包括没有昂贵的膜的消耗以及日常易耗品的消耗。

(5)绿色环保、没有污染

本发明实施的基础单元排出的浓盐水是常温的，没有热污染；其次，浓缩比可以在2∶1到1∶20之间按需要调整。在亚临界廉价的淡化水面前，除非浓海水另有他用，否则完全没有必要追求高浓缩比，因此，可有效避免浓盐污染。

(6)操作简单、容易控制调整

“攫馏过程”依赖于冷却液的温度和流量，在热液温度和流量不变的条件下，改变冷却液输入的速度和流量，就能够改变冷却液的实际工作温度状态，于是，淡化水的产量也能发生改变，导致浓缩比的变化。因此，可通过控制冷凝液循环泵的流量，同步调整变流量双向高压泵的单只泵的流量，就可以轻松调整脱盐的浓缩比。

按照本发明的方法，可根据不同的“亚临界海水淡化系统”的设计规模，因地制宜地设置不同的“攫馏空间”。根据本发明实施的基础单元的分析，本发明的方法应该属于是目前节能效果非常明显的一种海水淡化方法，淡化水产品的成本非常低。