(一)技术领域
[0001] 本
发明涉及一种溶液的结晶和净化、
海水的
淡化和产盐、污水的处理再利用和物料资源回收，亦即
循环经济中零排放过程中，所要使用的凝汽源热泵驱动多效蒸馏溶液结晶净化装置。(二)背景技术
[0002] 多效蒸馏溶液结晶净化工艺：由多组
蒸发器Dn及其预热器En，经多个工艺连接点
串联连接，组成多效蒸馏溶液结晶净化工艺，只需对首效
蒸发器D1及其预热器E1输入加热水蒸气，并回收凝水22；从此开始的每一效，均把本效蒸发器Dn-1中所喷淋预热补充
海水或喷淋循环盐水时，回收前效水蒸气
凝结潜热而蒸馏出本效二次
蒸汽，并引入后效蒸发器Dn及其预热器En，以在凝结成
淡水的同时回收其凝结潜热，以分别作为后效循环喷淋盐水23的蒸馏热源，以及后效补充海水的预热热源；前效蒸发器Dn-1及其预热器En-1中产生的凝水22和循环喷淋盐水23，则利用前后效的压
力差，分别引入后效蒸发器En的对应工艺连接点……如此重复进行，所产生的二次蒸汽逐级降压、降温，并重复回收凝结潜热，直到末效蒸发器Dn所蒸馏出的二次蒸汽，由于其
温度降低而无法作为蒸馏热源，则引入
冷凝器中凝结成淡水，其凝结潜热则通
过冷却海水而排放环境。
[0003] 上述工艺中：
[0004] (1)海水回收高温排放淡水热量而被预热后升温，以降低蒸馏驱动热量，然后进入工艺中进行多效蒸馏处理；
[0005] (2)多效蒸馏生产的高温淡水由淡水泵驱动，而在预热器中放热、降温后收集、待用；
[0006] (3)多效蒸馏生产的高温盐水，再经螺旋沉降离心机的固液分离，而生产结晶盐和盐水；所生产的结晶盐由输送带送至收集池待用；
[0007] (4)所生产的盐水与补充海水混合后再送回多效蒸馏工艺中循环处理，以实现循环经济中的零排放。
[0008] 通过多效而逐级降温蒸馏、凝结、预热的过程，可获得多倍于加热水蒸气流量的凝水22。由于盐水的加热、蒸馏、增浓、饱和过程，是在蒸发器换
热管表面同时、同地进行，因此必然导致溶质析出、积淀、
结垢于换热管表面，从而使得装置运行极不稳定，可靠性与安全性较差。
[0009] 多效蒸馏溶液结晶净化工艺的优点是生产的凝水达到饮用标准，但许多缺点也制约其发展：
[0010] (1)工艺过程须补充冷凝器中二次蒸汽凝结潜
热损失，补充热量折合为加热水蒸气量55-350kg/t，故而需由
锅炉提供所需水蒸气，从而限制了装置的
热能利用效率；
[0011] (2)换热管表面结垢严重，需采取防垢措施，并经常清洗；
[0012] (3)耗电达7～15kW*h/t，造水成本达￥20～30/t。(三)发明内容
[0013] 本发明目的是：系统集成凝汽源热泵与多效蒸馏溶液结晶净化工艺，是热泵行业与溶液结晶净化行业的跨界产品；利用凝汽源热泵不仅回收末效蒸发器所蒸馏出凝汽的潜热，而且
梯级回收凝水
显热、油冷显热、套缸显热、过冷显热；利用凝汽源热泵和水蒸气
压缩机，共同制取加热水蒸气，以实现独立驱动多效蒸馏溶液结晶净化工艺；多效蒸馏生产的高温盐水，再经螺旋沉降离心机的固液分离，而生产结晶盐和盐水；所生产的结晶盐由输送带送至收集池待用；所生产的盐水与补充海水混合后再送回多效蒸馏工艺中循环处理，以实现循环经济中的零排放。
[0014] 按照
附图1所示的凝汽源热泵驱动多效蒸馏溶液结晶净化装置，其由1-管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器；1-1-凝汽进口；1-2-分离腔；1-3-圆环分布垂直虹吸取热管簇；1-4-分流腔；1-5-凝水出口； 1-6-液态热泵工质进口；1-7-气态热泵工质出口；1-8-吸油口；1-9- 引射器；1-10-两通
阀；1-11-不凝气分离器；1-12-圆柱空间虹吸下降通道；1-13-凝水泵；1-14-凝水
回热器；1-15-凝水进口；2-凝汽；3- 液位
开关；4-膨胀阀；4-1-干燥
过滤器；5-压缩机；5-1-回油口；5-2- 驱动设备；5-3-套缸回热器；5-4-
油分离器；5-5-油过滤器；5-6-流量开关；5-7-
电磁阀；5-8-油冷却器；5-9-手动
球阀；5-10-过冷器； 6-管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器；6-1-
软化补水进口； 6-2-分离腔；6-3-圆环分布垂直虹吸放热管簇；6-4-分流腔；6-5-水蒸气出口；6-6-气态热泵工质进口；6-7-液态热泵工质出口；6-8-出气口；6-9-圆柱空间虹吸下降通道；7-热泵工质；8-软化补水；9-软化补水流量调节阀；10-水蒸气压缩机；11-高压水蒸气；12-压力开关； 13-温度开关；14-
真空泵；15-蒸发器；15-1-蒸汽管；15-2-凝水管； 15-3-储液罐；15-4-出液口；15-5-布液器；15-6-进汽口；15-6-1-预热进汽口；15-7-进水口；15-8-出水口；15-9-除沫器；15-10-出汽口； 15-11-进液口；16-预热器；17-海水补充泵；18-循环喷淋泵；19-流量调节阀；20-盐水泵；21-海水；
22-凝水；23-盐水；24-低压水蒸气； 25-加热水蒸气；26-流量
控制阀；27-螺旋沉降离心机；
28-结晶盐组成，其特征在于：
[0015] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程顶部气态热泵工质出口 1-7通过管道连接压缩机5、油分离器5-4、管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6壳程、干燥过滤器4-1、过冷器5-10过冷侧、膨胀阀4、管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程底部液态热泵工质进口1-6，组成热泵循环回路；
[0016] 油分离器5-4底部出油口通过管道连接手动球阀5-9、油冷却器 5-8
润滑油侧、油过滤器5-5、流量开关5-6、电磁阀5-7、手动球阀 5-9、压缩机5回油口，组成油冷回热回路；
[0017] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1壳程的顶部凝汽进口1-1、中部圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3外侧、底部凝水出口1-5、不凝气分离器1-11、凝水泵1-13、凝水回热器1-14凝水侧，组成凝汽2放热凝水22回热回路；
[0018] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程的底部液态热泵工质进口1-6、底部分流腔1-4、中部圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3内侧、顶部分离腔1-2、顶部气态热泵工质出口1-7，组成热泵工质的管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发回路，其中圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3 为圆环分布、垂直设置的管簇，中央设置一个圆柱空间虹吸下降通道 1-12，而管簇内壁的多个圆柱空间设为虹吸上升通道，虹吸下降通道与虹吸上升通道的流通面积大致相等；
[0019] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1的
外壳为垂直设置的圆柱面；
[0020] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程上部内壁设置液位开关 3，依据热泵工质液位
信号闭环控制膨胀阀4的开度，而膨胀阀4的出口通过管道连接管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程底部液态热泵工质进口1-6，组成热泵工质膨胀回路；
[0021] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6壳程的顶部气态热泵工质进口6-6、中部圆环分布垂直虹吸放热管簇6-3外侧、底部液态热泵工质出口6-7，组成热泵工质的逆流放热回路；
[0022] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程的底部软化补水进口6-1、底部分流腔6-4、中部圆环分布垂直虹吸放热管簇6-3内侧、顶部分离腔6-2、顶部水蒸气出口6-5，组成软化补水的管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发回路，其中圆环分布垂直虹吸放热管簇
6-3为圆环分布、垂直设置的管簇，中央设置一个圆柱空间虹吸下降通道6-9，而管簇内壁的多个圆柱空间设为虹吸上升通道，虹吸下降通道与虹吸上升通道的流通面积大致相等；
[0023] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6的外壳为垂直设置的圆柱面；
[0024] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程上部内壁设置液位开关3，依据软化补水8的水位信号闭环控制软化补水流量调节阀 9的开度，而软化补水流量调节阀9的出口通过管道连接管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程底部软化补水进口6-1，以补充软化补水8，组成软化补水流量调节回路；
[0025] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程顶部水蒸气出口6-5通过管道连接水蒸气压缩机10，组成水蒸气压缩回路；
[0026] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程顶部分离腔 6-2内壁设置压力开关12和温度开关13各一只；
[0027]
真空泵14的进气口连接管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1壳程底部凝水出口1-5所连接的不凝气分离器1-11出气口，组成不凝气排出回路；
[0028] 软化补水8通过管道连接凝水回热器1-14软化水侧、分流三通、油冷却器5-8软化水侧、套缸回热器5-3软化水侧、过冷器5-10软化水侧、汇流三通、软化补水流量调节阀9的进口，组成软化补水梯级回热预热回路；
[0029] 软化补水8通过管道连接分流三通、流量调节阀19、汇流三通，组成软化补水流量调节回路；
[0030] 每效蒸发器15及其预热器16的壳程通过上部蒸汽管15-1与下部凝水管15-2相互连接，组成凝结回热回路；
[0031] 每效蒸发器15管程底部储液罐15-3的出液口15-4，通过管道连接分液三通、循环喷淋泵18、蒸发器15管程顶部布液器15-5，组成盐
水循环喷淋回路；
[0032] 每效蒸发器15壳程下部设置进汽口15-6、进水口15-7、出水口 15-8，与每效蒸发器15管程底部除沫器15-9的上部出汽口15-10，组成蒸发器15的水蒸气、凝水工艺连接点；
[0033] 每效蒸发器15管程底部储液罐15-3的进液口15-11、储液罐15-3 的出液口15-4所连接分液三通，组成盐水工艺连接点；
[0034] 每效蒸发器15壳程的水蒸气、凝水工艺连接点，管程的水蒸气、盐水工艺连接点，分别通过管道与其前效、后效蒸发器15的对应工艺连接点相互串联连接，组成多效蒸馏溶液结晶净化工艺；
[0035] 海水21通过管道依次连接海水补充泵17、各效预热器16、首效蒸发器15管程顶部布液器15-5，组成海水补充、预热回路；
[0036] 末效蒸发器15管程底部储液罐15-3的出液口15-4所连接分液三通，通过管道连接盐水泵20、螺旋沉降离心机27、盐水循环管道及结晶盐管道，以分离出盐水23和结晶盐28，组成盐水分离回路；
[0037] 末效蒸发器15的管程出汽口15-10与壳程出水口15-8，通过管道分别连接管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1的凝汽进口1-1和凝水进口1-15，组成凝汽源回路；
[0038] 水蒸气出口6-5的全部低压水蒸气24通过管道直接连接首效蒸发器15壳程下部进汽口15-6，组成热泵加热回路；
[0039] 高压水蒸气11通过
流量控制阀26、管道连接首效蒸发器15壳程下部预热进汽口15-6-1，组成高压水蒸气预热回路。
[0040] 蒸发器15是竖管升膜蒸发器15；或是横管升膜蒸发器15；或是板式升膜蒸发器15；或是竖管降膜蒸发器15；或是横管降膜蒸发器15。
[0041] 软化补水梯级回热预热回路中，油冷却器5-8软化水侧、套缸回热器5-3软化水侧、过冷器5-10软化水侧，其通过管道串联连接的次序可以改变；其通过管道串联连接的台数可以减少。
[0042] 水蒸气出口6-5的全部低压水蒸气24通过水蒸气压缩机10压缩成为扩压、升温的加热水蒸气25，再通过管道连接首效蒸发器15壳程下部进汽口15-6，组成热泵与水蒸气压缩机加热回路。
[0043] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程上部吸油口1-8通过管道和两通阀1-10连接引射器1-9的低压引射口，管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6壳程上部出气口6-8通过管道和两通阀1-10 连接引射器1-9的高压进气口，压缩机5吸气管的回油口5-1通过管道和两通阀1-10连接引射器1-9的中压出气口，组成管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1的回油回路。
[0044] 凝汽2是二次蒸汽2，或是废蒸汽2，或是乏蒸汽2。
[0045] 驱动设备5-2是
电动机，或是燃气驱动内燃
发动机，或是
汽油驱动内燃发动机，或是柴油驱动内燃发动机，或是
煤油驱动内燃发动机，或是斯特林外燃发动机，或是燃气驱动燃气轮发动机，或是煤气驱动燃气轮发动机，或是蒸
汽轮机。
[0046] 本发明的工作原理结合附图1说明如下：
[0047] 1、多效蒸馏溶液结晶净化工艺：由多组蒸发器15及其预热器16，经每效蒸发器15壳程的水蒸气、凝水工艺连接点，管程的水蒸气、盐水工艺连接点，分别通过管道与其前效、后效蒸发器15的对应工艺连接点相互串联连接，组成多效蒸馏溶液结晶净化工艺；只需对首效蒸发器15及其预热器16的壳程输入低压水蒸气24和或加热水蒸气25 和或高压水蒸气11，并释放其凝结潜热、回收凝水22；从此开始的每一效，均把本效蒸发器15中喷淋预热补充海水21或喷淋循环盐水23 时，在回收前效水蒸气凝结潜热的同时，蒸馏出本效二次蒸汽，并引入后效蒸发器15及其预热器16，在凝结成凝水22的同时重复回收凝结潜热，以分别作为后效循环喷淋盐水23的蒸馏热源，以及后效补充海水21的预热热源；前效蒸发器15及其预热器16中产生的凝水22 和循环喷淋盐水23，则利用前后效压力差，分别引入后效蒸发器15 的对应工艺连接点……如此重复进行，所产生的二次蒸汽逐级降温、降压，并重复回收凝结潜热，直到末效蒸发器15蒸馏出的二次蒸汽由其出汽口15-10流出，以及各效蒸发器
15及其预热器16中产生的凝水22由出水口15-8流出，其温度已接近环境状态。
[0048] 2、预热补充海水21：海水21由海水补充泵17驱动，依次逆向流经各效预热器16、首效蒸发器15管程顶部布液器15-5，以逆向逐级预热补充海水21。
[0049] 3、排放盐水：末效蒸发器15管程底部储液罐15-3的出液口15-4 所连接分液三通的盐水23，由盐水泵20驱动而排放环境。
[0050] 4、二次蒸汽凝结放热：末效蒸发器15管程出汽口15-10所排放的凝汽2通过顶部凝汽进口1-1，引入管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1壳程中，在中部圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3外侧凝结放热成为凝水22；末效蒸发器15壳程出水口15-8所排放的凝水22通过凝水进口1-15，引入管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1壳程中，在圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3外侧放热后降温；并由热泵循环回收凝汽2 的凝结潜热，以及凝水22的降温显热，以提供热泵热源。
[0051] 5、热泵工质逆流取热升膜蒸发：管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程上部内壁设置的液位开关3，依据热泵工质液位信号闭环控制膨胀阀4的开度，以使低压两相热泵工质7从下至上流经管程底部液态热泵工质进口1-6、底部分流腔1-4、中部圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3内侧、顶部分离腔1-2、顶部气态热泵工质出口1-7，其中的热泵工质7在液态热泵工质进口1-6处受管道外压作用而直接流至分流腔1-4、圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3内侧，然后以逆流方式提取凝汽源放热而升膜蒸发、比重减小，而在中央圆柱空间虹吸下降通道1-12 中，由于热泵工质7的温度较低、比重较大，因此受重力作用下沉，从而形成驱动强化
传热的虹吸循环。
[0052] 6、热泵循环：管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程顶部低压
过热气态热泵工质7被燃气内燃发动机驱动的压缩机5压缩成为高压过热气态热泵工质7，经油分离器5-4的油分离之后，再送入管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6的壳程冷凝成为高压过冷液态热泵工质7，流经液态热泵工质出口6-7、干燥过滤器4-1、过冷器5-10 过冷侧，再经膨胀阀4节流而成为低压两相热泵工质7，重新流入管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程，回收凝汽2的凝结潜热后，蒸发成为低压过热气态热泵工质7，以完成凝汽源热泵循环；同时把冷凝热量释放给管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程的软化补水8。
[0053] 7、热泵工质冷凝放热：高压过热气态热泵工质7从上至下流经管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6壳程顶部的气态热泵工质进口6-6、中部圆环分布垂直虹吸放热管簇6-3外侧、底部液态热泵工质出口6-7，然后以逆流方式分段释放其过热显热、冷凝潜热、过冷显热，而冷凝成为高压过冷液态热泵工质7。
[0054] 8、凝水22放热：凝汽源放热后产生的凝水22，流经凝水出口1-5、不凝气分离器1-11、凝水泵1-13、凝水回热器1-14凝水侧，以释放其显热后降温。
[0055] 9、油冷放热：经油分离器5-4分离出的压缩机高温润滑油，依据压差流经其底部出油口、手动球阀5-9、油冷却器5-8、油过滤器5-5、流量开关5-6、电磁阀5-7、手动球阀5-9、压缩机5回油口，以释放其显热后降温。
[0056] 10、套缸放热：发动机的套缸循环
冷却水及烟气循环
冷却水流经套缸回热器5-3，以释放其显热后降温。
[0057] 11、过冷放热：冷凝成为高压过冷的液态热泵工质7，流经液态热泵工质出口6-7、干燥过滤器4-1、过冷器5-10过冷侧，以释放其显热后降温。
[0058] 12、梯级回热：软化补水8流经凝水回热器1-14软化水侧、分流三通、油冷却器5-8软化水侧、套缸回热器5-3软化水侧、过冷器5-10 软化水侧、汇流三通，以梯级回收凝水显热、油冷显热、套缸显热、过冷显热，而充分预热软化补水至其蒸发温度。
[0059] 13、软化补水逆流取热升膜蒸发：管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程上部内壁设置的液位开关3，依据软化补水8的水位信号闭环控制软化补水流量调节阀9的开度，使得软化补水8从下至上流经软化补水进口6-1、底部分流腔6-4、中部圆环分布垂直虹吸放热管簇6-3内侧，然后以逆流方式提取热泵工质7的冷凝放热而升膜蒸发、比重减小，而在中央圆柱空间虹吸下降通道6-9中，由于软化补水的温度较低、比重较大，因此受重力作用下沉，从而形成驱动强化传热的虹吸循环；而产生的低压水蒸气24经顶部分离腔6-2的分离后，再由顶部水蒸气出口6-5排出。
[0060] 14、高压水蒸气预热工艺装置：由顶部分离腔6-2内壁设置的温度开关13通过流量控制阀26控制高压水蒸气11的流量，使其通过管道流入首效蒸发器15壳程下部的预热进汽口15-6-1，以预热多效蒸馏溶液结晶净化工艺装置，直至其达到稳定运行状态之后，由温度开关 13关闭流量控制阀26以停止供应高压水蒸气11。
[0061] 15、低压水蒸气全部回用而以热泵加热工艺装置：水蒸气出口6-5 的全部低压水蒸气24通过管道直接流至首效蒸发器15壳程下部进汽口15-6。
[0062] 16、加热水蒸气全部回用而以热泵与水蒸气压缩机共同加热工艺装置：由顶部分离腔6-2内壁设置的压力开关12控制水蒸气压缩机10 的水蒸气流量；以使水蒸气出口6-5的全部低压水蒸气24可通过水蒸气压缩机10压缩成为扩压、升温的加热水蒸气25，再通过管道连接首效蒸发器15壳程下部进汽口15-6。
[0063] 17、生产结晶盐：多效蒸馏生产的高温盐水，再经螺旋沉降离心机的固液分离，而生产结晶盐和盐水；所生产的结晶盐由输送带送至收集池待用。
[0064] 18、多效蒸馏循环处理：所生产的盐水与补充海水混合后再送回多效蒸馏工艺中循环处理，以实现循环经济中的零排放。
[0065] 19、压缩机回油：管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6 壳程上部出气口6-8的高压气态热泵工质7通过管道、两通阀1-10流经引射器1-9的高压进气口，并由其
喷嘴高速喷出，所形成的
负压通过其低压引射口、管道、两通阀1-10、管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程上部的吸油口1-8而引射润滑油，并混合、扩压成为中压
流体，再经其中压出气口、管道、两通阀1-10，送回压缩机5的吸气管回油口5-1。
[0066] 20、排出不凝气：开启真空泵14，以从不凝气分离器1-11抽出凝水22中的不凝气，并排放环境。并排至环境。
[0067] 因此与现有凝汽源热泵和多效蒸馏溶液结晶净化工艺相比较，本发明特点如下：
[0068] (1)系统集成凝汽源热泵与多效蒸馏溶液结晶净化工艺，是热泵行业与溶液结晶净化行业的跨界产品；
[0069] (2)利用凝汽源热泵不仅回收末效蒸发器所蒸馏出凝汽的潜热，而且梯级回收凝水显热、油冷显热、套缸显热、过冷显热；
[0070] (3)利用凝汽源热泵和水蒸气压缩机，共同制取加热水蒸气，以实现独立驱动多效蒸馏溶液结晶净化工艺；
[0071] (4)多效蒸馏生产的高温盐水，再经螺旋沉降离心机的固液分离，而生产结晶盐和盐水；所生产的结晶盐由输送带送至收集池待用；
[0072] (5)所生产的盐水与补充海水混合后再送回多效蒸馏工艺中循环处理，以实现循环经济中的零排放。
[0073] 因此与现有多效蒸馏溶液结晶净化工艺相比较，本发明技术优势如下：系统集成凝汽源热泵与多效蒸馏溶液结晶净化工艺，是热泵行业与溶液结晶净化行业的跨界产品；利用凝汽源热泵不仅回收末效蒸发器所蒸馏出凝汽的潜热，而且梯级回收凝水显热、油冷显热、套缸显热、过冷显热；利用凝汽源热泵和水蒸气压缩机，共同制取加热水蒸气，以实现独立驱动多效蒸馏溶液结晶净化工艺；多效蒸馏生产的高温盐水，再经螺旋沉降离心机的固液分离，而生产结晶盐和盐水；所生产的结晶盐由输送带送至收集池待用；所生产的盐水与补充海水混合后再送回多效蒸馏工艺中循环处理，以实现循环经济中的零排放。
(四)附图说明
[0075] 如附图1所示，其中：1-管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器；1-1- 凝汽进口；1-2-分离腔；1-3-圆环分布垂直虹吸取热管簇；1-4-分流腔；1-5-凝水出口；1-6-液态热泵工质进口；1-7-气态热泵工质出口； 1-8-吸油口；1-9-引射器；1-10-两通阀；1-11-不凝气分离器；1-12- 圆柱空间虹吸下降通道；1-13-凝水泵；1-14-凝水回热器；1-15-凝水进口；2-凝汽；3-液位开关；4-膨胀阀；4-1-干燥过滤器；5-压缩机； 5-1-回油口；5-2-驱动设备；5-3-套缸回热器；5-4-油分离器；5-5- 油过滤器；5-6-流量开关；5-7-电磁阀；5-8-油冷却器；5-9-手动球阀；5-10-过冷器；6-管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器；6-1- 软化补水进口；6-2-分离腔；6-3-圆环分布垂直虹吸放热管簇；6-4- 分流腔；6-5-水蒸气出口；6-6-气态热泵工质进口；6-7-液态热泵工质出口；6-8-出气口；6-9-圆柱空间虹吸下降通道；7-热泵工质；8- 软化补水；9-软化补水流量调节阀；10-水蒸气压缩机；11-高压水蒸气；12-压力开关；13-温度开关；14-真空泵；15-蒸发器；15-1-蒸汽管；15-2-凝水管；15-3-储液罐；
15-4-出液口；15-5-布液器；15-6- 进汽口；15-6-1-预热进汽口；15-7-进水口；15-8-出水口；15-9-除沫器；15-10-出汽口；15-11-进液口；16-预热器；17-海水补充泵； 18-循环喷淋泵；19-流量调节阀；20-盐水泵；21-海水；22-凝水；23- 盐水；24-低压水蒸气；25-加热水蒸气；26-流量控制阀；27-螺旋沉降离心机；28-结晶盐。
(五)具体实施方式
[0076] 本发明提出的凝汽源热泵驱动多效蒸馏溶液结晶净化装置
实施例如附图1所示，现说明如下：其由蒸发回热量4050kW、垂直设置、
碳钢制造的管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1；直径200mm/壁厚 2.5mm/长度200mm的
不锈钢管凝汽进口1-1；直径1200mm/高度800mm 的圆柱形分离腔1-2；外包直径1200mm/内包直径840mm/高度2000mm/ 管径19mm的圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3；直径1200mm/高度300mm 的圆柱形分流腔1-4；直径40mm/壁厚1.5mm/长度60mm的不锈钢管凝水出口1-5；直径60mm/壁厚1.5mm/长度60mm的紫
铜管液态热泵工质进口1-6；直径120mm/壁厚1.5mm/长度120mm的紫铜管气态热泵工质出口1-7；直径
12mm/壁厚0.9mm/长度20mm的紫铜管吸油口1-8；
接口直径12mm/壁厚0.9mm/长度150mm的紫铜管引射器1-9；接口直径 12mm/壁厚0.9mm/长度150mm的
黄铜两通球阀1-10；接口直径
9mm/壁厚0.9mm/长度20mm的不锈钢管不凝气分离器1-11；内径800mm/厚度 3mm/高度
2000mm的圆柱空间虹吸下降通道1-12；流量12t/h、扬程 15mH2O的凝水泵1-13；回热量
517kW的凝水回热器1-14；接口直径 9mm/壁厚0.9mm/长度20mm的不锈钢管凝水进口1-15；
流量5.79t/h、温度50℃饱和凝汽2；高度120mm的不锈钢液位开关3；接口直径60mm/ 壁厚
1mm的黄铜膨胀阀4；接口直径60mm/壁厚1mm的紫铜管干燥过滤器4-1；吸气量4000m3/h的压缩机5；直径12mm/壁厚0.9mm/长度20mm 的紫铜管回油口5-1；
输出轴功率967kW的燃气内燃发动机；套缸冷却及烟气回热量967kW的套缸回热器5-3；油分效率99％的油分离器5-4；接口直径19mm/壁厚0.9mm/长度120mm的紫铜油过滤器5-5；接口直径 19mm/壁厚0.9mm/长度
120mm的黄铜流量开关5-6；接口直径19mm/壁厚0.9mm/长度120mm的黄铜电磁阀5-7；油冷量
170kW的油冷却器5-8；接口直径19mm/壁厚0.9mm/长度120mm的黄铜手动球阀5-9；过冷量
517kW的过冷器5-10；冷凝放热量5017kW的管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6；
直径60mm/壁厚2.5mm/长度60mm的不锈钢管软化补水进口6-1；直径1200mm/高度800mm的圆柱形分离腔6-2；外包直径1200mm/内包直径840mm/高度2000mm/管径19mm的圆环分布垂直虹吸放热管簇6-3；直径1200mm/高度400mm的圆柱形分流腔6-4；直径200mm/壁厚2.5mm/长度200mm的不锈钢管水蒸气出口6-5；直径 120mm/壁厚1.5mm/长度120mm的紫铜管气态热泵工质进口6-6；直径 60mm/壁厚1.5mm/长度60mm的紫铜管液态热泵工质出口6-7；直径
12mm/壁厚0.9mm/长度20mm的紫铜管出气口6-8；内径800mm/厚度3mm/ 高度2000mm的圆柱空间虹吸下降通道6-9；R124热泵工质7；进口温度20℃、流量7t/h的软化补水8；接口直径
60mm/壁厚2.5mm/长度60mm 的不锈钢软化补水流量调节阀9；绝压0.7bar、流量7t/h的水蒸气压缩至绝压0.9bar的水蒸气压缩机10；绝压9bar、流量7t/h的高压水蒸气11；0.2bar-
1.5bar的压力开关12；0℃-120℃的温度开关13；抽气流量3m3/min的真空泵14；蒸发量
5017kW的蒸发器15；直径 100mm/壁厚2.5mm/长度500mm的不锈钢蒸汽管15-1；直径60mm/壁厚 2.0mm/长度500mm的不锈钢凝水管15-2；容积4m3的储液罐15-3；直径200mm/壁厚2.5mm/长度200mm的不锈钢出液口15-4；直径1100mm/ 壁厚2.5mm的不锈钢布液器15-5；直径
200mm/壁厚2.5mm/长度200mm 的不锈钢进汽口15-6和预热进汽口15-6-1；直径60mm/壁厚
2.0mm/ 长度60mm的不锈钢进水口15-7；直径60mm/壁厚2.0mm/长度60mm的不锈钢出水口
15-8；80目的除沫器15-9；直径200mm/壁厚2.5mm/长度200mm的不锈钢出汽口15-10；直径
60mm/壁厚2.0mm/长度60mm的不锈钢进液口15-11；回热量400kW的预热器16；流量18t/h、扬程 20mH2O的海水补充泵17；流量35t/h、扬程10mH2O的循环喷淋泵18；接口直径200mm/壁厚
2.5mm/长度200mm的不锈钢流量调节阀19；流量 6t/h、扬程15mH2O的盐水泵20；温度20℃、流量18t/h的海水21；温度25℃、流量12t/h的凝水22；温度40℃、流量6t/h的盐水23；绝压
0.7bar、流量7t/h的低压水蒸气24；绝压0.9bar、流量7t/h 的加热水蒸气25；直径200mm/壁厚2.5mm/长度400mm的不锈钢流量控制阀26；盐
水处理流量6t/h的螺旋沉降离心机27；温度
30℃、
质量浓度85％、流量4t/h的结晶盐28组成。
[0077] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程顶部气态热泵工质出口 1-7通过管道连接压缩机5、油分离器5-4、管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6壳程、干燥过滤器4-1、过冷器5-10过冷侧、膨胀阀4、管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程底部液态热泵工质进口1-6，组成热泵循环回路；
[0078] 油分离器5-4底部出油口通过管道连接手动球阀5-9、油冷却器 5-8润滑油侧、油过滤器5-5、流量开关5-6、电磁阀5-7、手动球阀 5-9、压缩机5回油口，组成油冷回热回路；
[0079] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1壳程的顶部凝汽进口1-1、中部圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3外侧、底部凝水出口1-5、不凝气分离器1-11、凝水泵1-13、凝水回热器1-14凝水侧，组成凝汽2放热凝水22回热回路；
[0080] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程的底部液态热泵工质进口1-6、底部分流腔1-4、中部圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3内侧、顶部分离腔1-2、顶部气态热泵工质出口1-7，组成热泵工质的管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发回路，其中圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3 为圆环分布、垂直设置的管簇，中央设置一个圆柱空间虹吸下降通道 1-12，而管簇内壁的多个圆柱空间设为虹吸上升通道，虹吸下降通道与虹吸上升通道的流通面积大致相等；
[0081] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1的外壳为垂直设置的圆柱面；
[0082] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程上部内壁设置液位开关 3，依据热泵工质液位信号闭环控制膨胀阀4的开度，而膨胀阀4的出口通过管道连接管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程底部液态热泵工质进口1-6，组成热泵工质膨胀回路；
[0083] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6壳程的顶部气态热泵工质进口6-6、中部圆环分布垂直虹吸放热管簇6-3外侧、底部液态热泵工质出口6-7，组成热泵工质的逆流放热回路；
[0084] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程的底部软化补水进口6-1、底部分流腔6-4、中部圆环分布垂直虹吸放热管簇6-3内侧、顶部分离腔6-2、顶部水蒸气出口6-5，组成软化补水的管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发回路，其中圆环分布垂直虹吸放热管簇
6-3为圆环分布、垂直设置的管簇，中央设置一个圆柱空间虹吸下降通道6-9，而管簇内壁的多个圆柱空间设为虹吸上升通道，虹吸下降通道与虹吸上升通道的流通面积大致相等；
[0085] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6的外壳为垂直设置的圆柱面；
[0086] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程上部内壁设置液位开关3，依据软化补水8的水位信号闭环控制软化补水流量调节阀 9的开度，而软化补水流量调节阀9的出口通过管道连接管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程底部软化补水进口6-1，以补充软化补水8，组成软化补水流量调节回路；
[0087] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程顶部水蒸气出口6-5通过管道连接水蒸气压缩机10，组成水蒸气压缩回路；
[0088] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程顶部分离腔 6-2内壁设置压力开关12和温度开关13各一只；
[0089] 真空泵14的进气口连接管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1壳程底部凝水出口1-5所连接的不凝气分离器1-11出气口，组成不凝气排出回路；
[0090] 软化补水8通过管道连接凝水回热器1-14软化水侧、分流三通、油冷却器5-8软化水侧、套缸回热器5-3软化水侧、过冷器5-10软化水侧、汇流三通、软化补水流量调节阀9的进口，组成软化补水梯级回热预热回路；
[0091] 软化补水8通过管道连接分流三通、流量调节阀19、汇流三通，组成软化补水流量调节回路；
[0092] 每效蒸发器15及其预热器16的壳程通过上部蒸汽管15-1与下部凝水管15-2相互连接，组成凝结回热回路；
[0093] 每效蒸发器15管程底部储液罐15-3的出液口15-4，通过管道连接分液三通、循环喷淋泵18、蒸发器15管程顶部布液器15-5，组成盐水循环喷淋回路；
[0094] 每效蒸发器15壳程下部设置进汽口15-6、进水口15-7、出水口 15-8，与每效蒸发器15管程底部除沫器15-9的上部出汽口15-10，组成蒸发器15的水蒸气、凝水工艺连接点；
[0095] 每效蒸发器15管程底部储液罐15-3的进液口15-11、储液罐15-3 的出液口15-4所连接分液三通，组成盐水工艺连接点；
[0096] 每效蒸发器15壳程的水蒸气、凝水工艺连接点，管程的水蒸气、盐水工艺连接点，分别通过管道与其前效、后效蒸发器15的对应工艺连接点相互串联连接，组成多效蒸馏溶液结晶净化工艺；
[0097] 海水21通过管道依次连接海水补充泵17、各效预热器16、首效蒸发器15管程顶部布液器15-5，组成海水补充、预热回路；
[0098] 末效蒸发器15管程底部储液罐15-3的出液口15-4所连接分液三通，通过管道连接盐水泵20、螺旋沉降离心机27、盐水循环管道及结晶盐管道，以分离出盐水23和结晶盐28，组成盐水分离回路；
[0099] 末效蒸发器15的管程出汽口15-10与壳程出水口15-8，通过管道分别连接管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1的凝汽进口1-1和凝水进口1-15，组成凝汽源回路；
[0100] 水蒸气出口6-5的全部低压水蒸气24通过管道直接连接首效蒸发器15壳程下部进汽口15-6，组成热泵加热回路；
[0101] 高压水蒸气11通过流量控制阀26、管道连接首效蒸发器15壳程下部预热进汽口15-6-1，组成高压水蒸气预热回路。
[0102] 蒸发器15是竖管降膜蒸发器15。
[0103] 软化补水梯级回热预热回路中，油冷却器5-8软化水侧、套缸回热器5-3软化水侧、过冷器5-10软化水侧，其通过管道串联连接的次序可以改变；其通过管道串联连接的台数可以减少。
[0104] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程上部吸油口1-8通过管道和两通阀1-10连接引射器1-9的低压引射口，管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6壳程上部出气口6-8通过管道和两通阀1-10 连接引射器1-9的高压进气口，压缩机5吸气管的回油口5-1通过管道和两通阀1-10连接引射器1-9的中压出气口，组成管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1的回油回路。
[0105] 凝汽2是二次蒸汽2。
[0106] 驱动设备5-2是燃气驱动内燃发动机。
[0107] 本发明实施例中：
[0108] 由多组蒸发器15及其预热器16，经每效蒸发器15壳程的水蒸气、凝水工艺连接点，管程的水蒸气、盐水工艺连接点，分别通过管道与其前效、后效蒸发器15的对应工艺连接点相互串联连接，组成多效蒸馏溶液结晶净化工艺；只需对首效蒸发器15及其预热器16的壳程输入低压水蒸气24和或加热水蒸气25和或高压水蒸气11，并释放其凝结潜热、回收凝水22；从此开始的每一效，均把本效蒸发器15中喷淋预热补充海水21或喷淋循环盐水23时，在回收前效水蒸气凝结潜热的同时，蒸馏出本效二次蒸汽，并引入后效蒸发器15及其预热器
16，在凝结成凝水22的同时重复回收凝结潜热，以分别作为后效循环喷淋盐水23的蒸馏热源，以及后效补充海水21的预热热源；前效蒸发器 15及其预热器16中产生的凝水22和循环喷淋盐水23，则利用前后效压力差，分别引入后效蒸发器15的对应工艺连接点……如此重复进行，所产生的二次蒸汽逐级降温、降压，并重复回收凝结潜热，直到末效蒸发器15蒸馏出的二次蒸汽由其出汽口15-10流出，以及各效蒸发器 15及其预热器16中产生的凝水22由出水口15-8流出，其温度已接近环境状态。
[0109] 海水21由海水补充泵17驱动，依次逆向流经各效预热器16、首效蒸发器15管程顶部布液器15-5，以逆向逐级预热补充海水21。
[0110] 末效蒸发器15管程底部储液罐15-3的出液口15-4所连接分液三通的盐水23，由盐水泵20驱动而排放环境。
[0111] 末效蒸发器15管程出汽口15-10所排放的流量5.79t/h、温度50℃凝汽2通过顶部凝汽进口1-1，引入管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器 1壳程中，在中部圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3外侧凝结放热成为凝水22；末效蒸发器15壳程出水口15-8所排放的凝水22通过凝水进口 1-15，引入管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1壳程中，在圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3外侧放热后降温；并由热泵循环回收凝汽2的凝结潜热，以及凝水22的降温显热，以提供热泵热源。
[0112] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程上部内壁设置的液位开关3，依据热泵工质液位信号闭环控制膨胀阀4的开度，以使低压两相热泵工质7从下至上流经管程底部液态热泵工质进口1-6、底部分流腔 1-4、中部圆环分布垂直虹吸取热管簇1-3内侧、顶部分离腔1-2、顶部气态热泵工质出口1-7，其中的热泵工质7在液态热泵工质进口1-6 处受管道外压作用而直接流至分流腔1-4、圆环分布垂直虹吸取热管簇 1-3内侧，然后以逆流方式提取
4050kW凝汽源放热而升膜蒸发、比重减小，而在中央圆柱空间虹吸下降通道1-12中，由于热泵工质7的温度较低、比重较大，因此受重力作用下沉，从而形成驱动强化传热的虹吸循环。
[0113] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程顶部低压过热气态热泵工质7被燃气内燃发动机驱动的压缩机5压缩成为高压过热气态热泵工质7，经油分离器5-4的油分离之后，再送入管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6的壳程冷凝成为高压过冷液态热泵工质7，流经液态热泵工质出口6-7、干燥过滤器4-1、过冷器5-10过冷侧，再经膨胀阀4节流而成为低压两相热泵工质7，重新流入管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程，回收凝汽2的凝结潜热后，蒸发成为低压过热气态热泵工质7，以完成凝汽源热泵循环；同时把5017kW的冷凝热量释放给管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程进口温度 20℃、流量7t/h的软化补水8。
[0114] 高压过热气态热泵工质7从上至下流经管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6壳程顶部的气态热泵工质进口6-6、中部圆环分布垂直虹吸放热管簇6-3外侧、底部液态热泵工质出口6-7，然后以逆流方式分段释放其过热显热、冷凝潜热、过冷显热，而冷凝成为高压过冷液态热泵工质7。
[0115] 凝汽源放热后产生的凝水22，流经凝水出口1-5、不凝气分离器1-11、凝水泵1-13、凝水回热器1-14凝水侧，以释放其显热后降温。
[0116] 经油分离器5-4分离出的压缩机高温润滑油，依据压差流经其底部出油口、手动球阀5-9、油冷却器5-8、油过滤器5-5、流量开关5-6、电磁阀5-7、手动球阀5-9、压缩机5回油口，以释放其显热后降温。
[0117] 发动机的套缸循环冷却水及烟气循环冷却水流经套缸回热器5-3，以释放其显热后降温。
[0118] 冷凝成为高压过冷的液态热泵工质7，流经液态热泵工质出口6-7、干燥过滤器4-1、过冷器5-10过冷侧，以释放其显热后降温。
[0119] 软化补水8流经凝水回热器1-14软化水侧、分流三通、油冷却器 5-8软化水侧、套缸回热器5-3软化水侧、过冷器5-10软化水侧、汇流三通，以梯级回收凝水显热、油冷显热、套缸显热、过冷显热，而充分预热软化补水至其蒸发温度。
[0120] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6管程上部内壁设置的液位开关3，依据软化补水8的水位信号闭环控制软化补水流量调节阀9的开度，使得进口温度80℃、流量7t/h的软化补水8从下至上流经软化补水进口6-1、底部分流腔6-4、中部圆环分布垂直虹吸放热管簇6-3内侧，然后以逆流方式提取热泵工质7的5017kW冷凝放热而升膜蒸发、比重减小，而在中央圆柱空间虹吸下降通道6-9中，由于软化补水的温度较低、比重较大，因此受重力作用下沉，从而形成驱动强化传热的虹吸循环；而产生的绝压0.8bar、流量7t/h的低压水蒸气 24经顶部分离腔6-2的分离后，再由顶部水蒸气出口6-5排出。
[0121] 由顶部分离腔6-2内壁设置的温度开关13通过流量控制阀26控制绝压9bar、流量7t/h的高压水蒸气11的流量，使其通过管道流入首效蒸发器15壳程下部的预热进汽口15-
6-1，以预热多效蒸馏溶液结晶净化工艺装置，直至其达到稳定运行状态之后，由温度开关
13关闭流量控制阀26以停止供应高压水蒸气11。
[0122] 水蒸气出口6-5的全部绝压0.8bar、流量12t/h的低压水蒸气24 通过管道直接流至首效蒸发器15壳程下部进汽口15-6。
[0123] 由顶部分离腔6-2内壁设置的压力开关12控制水蒸气压缩机10 的水蒸气流量；以使水蒸气出口6-5的全部低压水蒸气24可通过水蒸气压缩机10压缩成为扩压、升温的加热水蒸气25，再通过管道连接首效蒸发器15壳程下部进汽口15-6。
[0124] 多效蒸馏生产的高温盐水，再经螺旋沉降离心机的固液分离，而生产结晶盐和盐水；所生产的结晶盐由输送带送至收集池待用。
[0125] 所生产的盐水与补充海水混合后再送回多效蒸馏工艺中循环处理，以实现循环经济中的零排放。
[0126] 管内虹吸循环逆流取热升膜蒸汽锅炉冷凝器6壳程上部出气口 6-8的高压气态热泵工质7通过管道、两通阀1-10流经引射器1-9的高压进气口，并由其喷嘴高速喷出，所形成的负压通过其低压引射口、管道、两通阀1-10、管内虹吸循环逆流取热升膜蒸发器1管程上部的吸油口1-8而引射润滑油，并混合、扩压成为中压流体，再经其中压出气口、管道、两通阀1-10，送回压缩机5的吸气管回油口5-1。
[0127] 开启真空泵14，以从不凝气分离器1-11抽出凝水22中的不凝气，并排放环境。并排至环境。
