(一)技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
海水淡化、
食品加工、饮料生产、污
水处理、净水处理、中水处理、化工行业、家用水
净化、商用水净化、
家用电器所使用的凝汽源热泵驱动多效横管降膜蒸馏塔。(二)背景技术
[0002] 压汽蒸馏装置：
海水在
蒸发冷凝器的蒸发侧受热而蒸馏出二次
蒸汽，被水
蒸汽压缩机压缩以提高压
力和
温度后，重新输入蒸发冷凝器的冷凝侧，作为加热蒸汽而在
凝结成为
淡水的同时回收其凝结
潜热，以为其蒸发侧提供海水蒸馏潜热，使得装置的驱
动能耗降至最低；此外，补充海水回收取用淡水和排放盐水中的
显热，以使装置的热功效率进一步提高。
[0003] 该装置的优点如下：(1)回收二次蒸汽凝结潜热以及取用淡水和排放盐水的显热，以实现独立的蒸馏操作，其中水蒸汽
压缩机的
输入轴功恰好补偿装置热损；(2)装置驱动电耗为11-66kW*h/t；(3)产品水质可达饮用标准。
[0004] 但是压汽蒸馏装置的缺点也制约其进一步发展：(1)水
蒸汽压缩机的价格极其昂贵，无油技术较为复杂，从而导致产品可靠性降低、维修困难；(2)装置属于大型化工设备，因此难以实现小型化、家电化；(3)既无法避免二次蒸汽对水蒸汽压缩机的
腐蚀，也无法避免水蒸汽压缩机对二次蒸汽的腐蚀，无法处理腐蚀性溶液和热敏性物料、制取高标准注射液、；(4)由于水的化学活跃度拐点为60℃，因此针对腐蚀性溶液或热敏性物料，必须采用60℃以下的低温蒸馏工艺，而在
真空时由于水蒸汽的
密度过低，导致水蒸汽压缩机的吸气
排量和造价成百倍地高于热泵压缩机，使其经济性极差、交货期慢长、维修成本高昂；(5)无法实现全温度范围、全容量范围的蒸馏工艺。(三)发明内容
[0005] 本发明目的是：系统集成凝汽源热泵、
热管换热器、横管降膜技术、
多效蒸馏工艺，是热泵行业、换热行业、蒸馏行业的跨界产品；通过凝汽源热泵直接回收末效二次蒸汽凝结潜热，实现冷凝器独立提供首效蒸馏所需热源；通过开放式多级热管
叠加，实现逆流换热、横管降膜、单塔多效的蒸馏工艺，以逐效利用二次蒸汽凝结潜热；实现冷凝器、多效横管降膜蒸馏塔、
蒸发器的一体化设计；实现凝汽源热泵驱动的多效横管降膜蒸馏工艺。
[0006] 按照
附图1所示的凝汽源热泵驱动多效横管降膜蒸馏塔，其由1- 蒸发器；2-淡水槽；2-1-淡水管；3-液位
开关；4-膨胀
阀；4-1-干燥
过滤器；5-压缩机；5-1-驱动设备；5-2-
缸套回热器；5-3-
过冷回热器；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-手动阀；6-多效横管降膜蒸馏塔；6-1-料液进口管； 6-2-I-首效横管降膜冷凝蒸馏器；6-2-II-二效横管降膜蒸馏器；6-2- III-三效横管降膜蒸馏器；6-2-IV-四效横管降膜蒸馏器；6-3-横置降膜管簇；6-4-
喷嘴；6-5-布液器；6-6-气态热泵工质进口；6-
7-液态热泵工质出口；6-8-浓缩液罐；6-9-浓缩液出口；6-10-预热器；6-11- 蒸馏器淡水槽；6-12-不凝气排出口；6-13-料液下降水封管；6-14-汽液分离器；6-15-储液槽；7-热泵工质；8-料液；9-料液流量调节阀； 10-淡水；11-浓缩液；12-压力开关；13-温度开关；14-
真空泵；15- 淡水回热器；16-淡水泵；17-浓缩液回热器；18-浓缩液泵；19-料液泵；20-排气阀；
21-固液分离机；22-结晶物组成，其特征在于：
[0007] 蒸发器1顶部气态热泵工质出口通过管道连接压缩机5、油分离器 5-4、气态热泵工质进口6-6、首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3内侧、液态热泵工质出口6-7、过冷回热器5-3、干燥过滤器4-1、膨胀阀4、蒸发器1底部液态热泵工质进口，组成热泵循环回路；
[0008] 油分离器5-4底部出油口通过管道连接手动阀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、手动阀5-9、压缩机5回油口，组成油冷放热回路；
[0009] 多效横管降膜蒸馏塔6中，首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3吸热蒸馏外表面与二效横管降膜蒸馏器6-2-II的横置降膜管簇6-3放热凝结内表面，组成首效热管式蒸馏室I；
[0010] 二效横管降膜蒸馏器6-2-II的横置降膜管簇6-3吸热蒸馏外表面与三效横管降膜蒸馏器6-2-III的横置降膜管簇6-3放热凝结内表面，组成二效热管式蒸馏室II；
[0011] 三效横管降膜蒸馏器6-2-III的横置降膜管簇6-3吸热蒸馏内表面与四效横管降膜蒸馏器6-2-IV的横置降膜管簇6-3放热凝结内表面，组成三效热管式蒸馏室III；
[0012] 四效横管降膜蒸馏器6-2-IV的横置降膜管簇6-3吸热蒸馏外表面与蒸发器1的水平换热管放热凝结外表面，组成四效热管式蒸馏室IV；
[0013] 各效蒸馏室的横置降膜管簇6-3需向蒸馏器淡水槽6-11设置倾斜
角，蒸馏器淡水槽6-11和淡水槽2的底部，通过淡水管2-1相互连接，组成淡水收集回路；
[0014] 蒸发器1的底部液态热泵工质进口、水平换热管内侧、顶部气态热泵工质出口，组成热泵工质的管内取热干式蒸发回路；
[0015] 蒸发器1顶部气态热泵工质出口管外表面设置的感温包闭环控制膨胀阀4的开度，而膨胀阀4的出口通过管道连接蒸发器1的底部液态热泵工质进口，组成热泵工质膨胀控制回路；
[0016] 首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的气态热泵工质进口6-6、横置降膜管簇6-3内侧、液态热泵工质出口6-7，组成热泵工质的冷凝放热回路；
[0017] 料液进口管6-1、料液喷嘴6-4、横置降膜管簇6-3外侧，四效横管降膜蒸馏器6-2-IV底部储液槽6-15的料液下降水封管6-13、电磁阀5-7、三效横管降膜蒸馏器6-2-III的布液器6-5、横置降膜管簇6-3 外侧，三效横管降膜蒸馏器6-2-III底部储液槽6-15的料液下降水封管 6-13、电磁阀5-7、二效横管降膜蒸馏器6-2-II的布液器6-5、横置降膜管簇6-3外侧，二效横管降膜蒸馏器6-2-II底部储液槽6-15的料液下降水封管6-13、电磁阀5-7、首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的布液器6-5、横置降膜管簇6-3外侧，组成料液的多效蒸馏及液封阻汽回路；
[0018] 横管降膜蒸馏器6-2壳程的上部喷嘴6-4或布液器6-5、中部横置降膜管簇6-3的外侧、底部储液槽6-15，组成料液的横管外降膜蒸馏回路，其中横置降膜管簇6-3为交错均匀分布、水平设置的管簇，其上部设置一个或一组布液器6-5；
[0019] 多效横管降膜蒸馏塔6的
外壳为垂直设置的方形或圆形柱面；
[0020] 四效横管降膜蒸馏器6-2-IV壳程底部储液槽6-15内壁或外壁设置液位开关3，依据料液液位
信号闭环控制料液流量调节阀9的开度，而料液流量调节阀9的出口通过管道
串联连接排气阀20、料液进口管 6-1，组成料液的排气与流量调节回路；
[0021] 其余各效横管降膜蒸馏器6-2-I、II、III壳程底部储液槽6-15 内壁或外壁设置液位开关3，依据料液液位信号闭环控制后效料液下降水封管6-13中电磁阀5-7的开度，组成各效蒸馏器的料液液位控制回路；
[0022] 每效蒸馏室的上部内壁设置压力开关12和温度开关13各一只；
[0023] 真空泵14的进气口通过并联管道连接各效蒸馏室顶部的电磁阀 5-7和不凝气排出口6-12，并由每效蒸馏室上部内壁设置的压力开关 12和或温度开关13控制电磁阀5-7的开度，组成蒸馏室不凝气排出及压力控制回路；
[0024] 淡水收集回路的总管连接淡水回热器15的淡水10侧、淡水泵16，组成淡水的取用、放热回路；
[0025] 首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I中浓缩液罐6-8底部浓缩液出口 6-9通过管道连接浓缩液回热器17的浓缩液11侧、浓缩液泵18，组成浓缩液的排放、放热回路；
[0026] 料液泵19的出口通过管道连接分流三通、并联的淡水回热器15 和浓缩液回热器17的料液8侧、汇流三通、过冷回热器5-3的料液8侧、料液流量调节阀9的进口，组成料液回热回路；
[0027] 浓缩液罐6-8的内壁设置预热器6-10，组成浓缩液的启动预热回路。
[0028] 浓缩液出口6-9通过管道连接浓缩液回热器17的浓缩液11侧、浓缩液泵18、固液分离机21及其结晶物22出口、结晶物22，组成浓缩液与结晶物分离回路；而固液分离机21的浓缩液11出口则通过管道连接料液泵19的进口三通，组成浓缩液的结晶、分离、混合、循环回路。
[0029] 固液分离机21是螺旋沉降离心机；或是高速冷冻离心机；或是碟片式离心机；或是管式离心机；或是倾桥式离心机；或是篮式离心机；或是板框式过滤机；或是平板过滤机；或是真空旋转过滤机。
[0030] 驱动设备5-1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。
[0031] 料液泵19的出口通过管道连接分流三通、并联的淡水回热器15 和浓缩液回热器17的料液8侧、汇流三通、驱动设备5-1的缸套回热器5-2的料液8侧、油冷却器5-8的料液8侧、过冷回热器5-3的料液8侧、料液流量调节阀9的进口，组成料液
梯级回热回路。
[0032] 料液8是海水，或是城市中水，或是城市污水，或是盐水，或是酸水，或是
碱水，或是有机溶液，或是无机溶液，或是工业
废水，或是矿井苦咸水，或是油田污水，或是化工污水中的一种。
[0033] 淡水回热器15是套
管式换热器，或是
壳管式换热器，或是
板式换热器，或是板翅式换热器，或是盘管式换热器，或是螺旋板式换热器，或是板壳式换热器的取用淡水10预热补充料液8的换热器。
[0034] 浓缩液回热器17是
套管式换热器，或是壳管式换热器，或是板式换热器，或是板翅式换热器，或是盘管式换热器，或是螺旋板式换热器，或是板壳式换热器的排放浓缩液11预热补充料液8的换热器。
[0035] 本发明的工作原理结合附图1说明如下：
[0036] 1、热泵驱动多效横管降膜蒸馏塔：多效横管降膜蒸馏塔6中，首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3外表面释放出热泵冷凝热量，以把均匀喷淋和布液所形成的料液8降膜，蒸馏出70℃二次蒸汽，经汽液分离器6-14的过滤后，而在二效横管降膜蒸馏器6-2- II的横置降膜管簇6-3内表面，放热凝结成为淡水并按倾角方向排出，依重力落入其蒸馏器淡水槽6-11中，该封闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的首级开放式热管；
[0037] 二效横管降膜蒸馏器6-2-II的横置降膜管簇6-3外表面吸收首效 70℃二次蒸汽的凝结放热，以把喷淋的料液8蒸馏出65℃二次蒸汽，经汽液分离器6-14的过滤后，而在三效横管降膜蒸馏器6-2-III的横置降膜管簇6-3内表面，放热凝结成为淡水并按倾角方响排出，依重力落入其蒸馏器淡水槽6-11中，该封闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的二级开放式热管；
[0038] 三效横管降膜蒸馏器6-2-III的横置降膜管簇6-3外表面吸收二效 65℃二次蒸汽的凝结放热，以把喷淋的料液8蒸馏出60℃二次蒸汽，经汽液分离器6-14的过滤后，而在四效横管降膜蒸馏器6-2-IV的横置降膜管簇6-3内表面，放热凝结成为淡水并按倾角方响排出，依重力落入其蒸馏器淡水槽6-11中，该封闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的三级开放式热管；
[0039] 四效横管降膜蒸馏器6-2-IV的横置降膜管簇6-3外表面吸收三效 60℃二次蒸汽的凝结放热，以把喷淋的料液8蒸馏出55℃二次蒸汽，经汽液分离器6-14的过滤后，而在蒸发器1的水平换热管外表面，放热凝结成为淡水并排出，依重力落入其淡水槽2中，并为热泵提供热源，该封闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的四级开放式热管；
[0040] 各效蒸馏室的蒸馏器淡水槽6-11和淡水槽2的底部，通过淡水管 2-1相互连接，收集淡水并排出。
[0041] 2、热泵循环：蒸发器1顶部的低压
过热气态热泵工质7被燃气内燃发动机所驱动的压缩机5压缩成为高压过热气态热泵工质7，再送入首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3内侧而冷凝成为高压过冷液态热泵工质7，流经过冷回热器5-3、干燥过滤器4-1，再经膨胀阀4节流而成为低压两相热泵工质7，重新流入蒸发器1的管内侧以完成热泵循环，同时把冷凝热量释放给首效横管降膜冷凝蒸馏器 6-2-I的横置降膜管簇6-3外表面上均匀喷淋和布液所形成的料液8降膜，以提供首效蒸馏潜热。
[0042] 3、热泵工质蒸发：蒸发器1顶部气态热泵工质出口管外表面设置的感温包闭环控制膨胀阀4的开度，以使低压两相热泵工质7从下至上流经底部液态热泵工质进口、蒸发器1的水平换热管内侧、顶部气态热泵工质出口，以提取四效蒸馏出二次蒸汽的凝结潜热而干式蒸发成为低压过热气体。
[0043] 4、热泵工质冷凝放热：高压过热气态热泵工质7流经气态热泵工质进口6-6、首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3内侧、液态热泵工质出口6-7，其中分段释放其过热显热、冷凝潜热、过冷显热，而凝结成为高压过冷液态热泵工质7。
[0044] 5、缸套放热：驱动设备5-1的缸套循环
冷却水及烟气循环
冷却水流经缸套回热器5-2冷却水侧，以释放其显热后降温。
[0045] 6、油冷放热：经油分离器5-4所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、手动阀5-9、压缩机5的回油口，以释放其显热后降温。
[0046] 7、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、过冷回热器5-3热泵工质侧，以释放其显热后降温过冷。
[0047] 8、料液梯级回热：四效横管降膜蒸馏器6-2-IV壳程下部内壁设置的液位开关3，依据料液的液位信号闭环控制料液流量调节阀9的开度，以使由料液泵19所驱动的料液8，先被并联的淡水回热器15和浓缩液回热器17初步回热升温后，再梯级回收缸套回热器5-2的缸套显热、油冷却器5-8的油冷显热、过冷回热器5-3的过冷显热，以被梯级回热至四效蒸馏所需温度。
[0048] 9、料液逐效蒸馏、浓缩：梯级回热升温后的料液8再经排气阀20 的气液分离，而从料液进口管6-1流入多效横管降膜蒸馏塔6的顶部，然后依重力作用从上至下流经四效横管降膜蒸馏器6-2-IV的喷嘴6-4、横置降膜管簇6-3、储液槽6-15，及其料液下降水封管6-13和电磁阀 5-7；三效横管降膜蒸馏器6-2-III的布液器6-5、横置降膜管簇6-3、储液槽6-15，及其料液下降水封管6-13和电磁阀5-7；二效横管降膜蒸馏器6-2-II的布液器6-5、横置降膜管簇6-3、储液槽6-15，及其料液下降水封管6-13和电磁阀5-7；首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I 的布液器6-5、横置降膜管簇6-3、浓缩液罐6-8；各效横管降膜蒸馏器6-2壳程底部内壁设置的液位开关3，依据料液的液位信号闭环控制后效料液下降水封管6-13中电磁阀5-7的开度，以控制各效横管降膜蒸馏器6-2的底部料液液位，实现料液8的逐效下降、升温、蒸馏、浓缩。
[0049] 10、料液的降膜蒸馏：经过上部后效的料液下降水封管6-13或料液进口管6-1而向下流入每效喷嘴6-4或布液器6-5的料液8，向下均匀喷淋至该效横置降膜管簇6-3外表面，以提取下部前效二次蒸汽的凝结放热或热泵工质7的冷凝放热而降膜蒸馏出该效二次蒸汽；蒸馏后的浓缩液11再通过储液槽6-15底部的料液下降水封管6-13和电磁阀5-7向下继续流至前效布液器6-5。
[0050] 11、各效蒸馏室的不凝气排出及压力控制：开启真空泵14，并由各效蒸馏室上部内壁设置的压力开关12和或温度开关13控制不凝气排出口6-12上的电磁阀5-7开度，以在排出不凝气的同时控制各效蒸馏室压力。
[0051] 12、淡水放热降温：各效蒸馏室的蒸馏器淡水槽6-11和淡水槽2 中的淡水10由淡水泵16驱动，流经淡水回热器15的淡水10侧，以在取用淡水10的同时，向料液8释放其显热而降温。
[0052] 13、浓缩液放热降温：从浓缩液出口6-9流出的浓缩液11再由浓缩液泵18驱动，流经浓缩液回热器17的浓缩液11侧，以在排放浓缩液11的同时，向料液8释放其显热而降温。
[0053] 14、分离结晶物：向料液8释放其显热而降温至常温的浓缩液11，经固液分离机21而固液分离出结晶物22与浓缩液11，结晶物22则由输送带送至收集池待用。
[0054] 15、循环处理：由固液分离机21所分离出的浓缩液11流经料液泵19的进口三通而与补充料液8混合，再由料液泵19驱动返回多效横管降膜蒸馏塔6中循环处理，以实现
循环经济中的零排放。
[0055] 16、启动预热：为了稳定运行多效横管降膜蒸馏塔6，先启动浓缩液罐6-8内壁设置的预热器6-10，以预热浓缩液11至首效蒸馏温度并实现第一轮蒸馏；再由热泵蒸发器1回收第一轮的四效二次蒸汽凝结潜热，并由首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3外表面提供第二轮首效蒸馏潜热，同时关闭预热器6-10。因此与现有多效蒸馏工艺相比较，本发明技术优势如下：
[0056] (1)系统集成凝汽源热泵、热管换热器、横管降膜技术、多效蒸馏工艺，是热泵行业、换热行业、蒸馏行业的跨界产品；
[0057] (2)通过凝汽源热泵直接回收末效二次蒸汽凝结潜热，实现冷凝器独立提供首效蒸馏所需热源；
[0058] (3)通过开放式多级热管叠加，实现逆流换热、横管降膜、单塔多效的蒸馏工艺，以逐效利用二次蒸汽凝结潜热；
[0059] (4)实现冷凝器、多效横管降膜蒸馏塔、蒸发器的一体化设计；
[0060] (5)实现凝汽源热泵驱动的多效横管降膜蒸馏工艺。
[0061] 因此与现有压汽蒸馏装置相比较，本发明技术优势如下：系统集成凝汽源热泵、热管换热器、横管降膜技术、多效蒸馏工艺，是热泵行业、换热行业、蒸馏行业的跨界产品；通过凝汽源热泵直接回收末效二次蒸汽凝结潜热，实现冷凝器独立提供首效蒸馏所需热源；通过开放式多级热管叠加，实现逆流换热、横管降膜、单塔多效的蒸馏工艺，以逐效利用二次蒸汽凝结潜热；实现冷凝器、多效横管降膜蒸馏塔、蒸发器的一体化设计；实现凝汽源热泵驱动的多效横管降膜蒸馏工艺。(四)附图说明
[0063] 如附图1所示，其中：1-蒸发器；2-淡水槽；2-1-淡水管；3-液位开关；4-膨胀阀；4-1-干燥过滤器；5-压缩机；5-1-驱动设备；5-2- 缸套回热器；5-3-过冷回热器；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-手动阀；6-多效横管降膜蒸馏塔；6-1-料液进口管；6-2-I-首效横管降膜冷凝蒸馏器；6-2- II-二效横管降膜蒸馏器；6-2-III-三效横管降膜蒸馏器；6-2-IV-四效横管降膜蒸馏器；6-3-横置降膜管簇；6-4-喷嘴；6-5-布液器；6-6- 气态热泵工质进口；6-7-液态热泵工质出口；6-8-浓缩液罐；6-9-浓缩液出口；6-10-预热器；6-11-蒸馏器淡水槽；6-12-不凝气排出口； 6-13-料液下降水封管；6-14-汽液分离器；6-15-储液槽；7-热泵工质；8-料液；9-料液流量调节阀；10-淡水；11-浓缩液；12-压力开关；13- 温度开关；14-真空泵；15-淡水回热器；16-淡水泵；17-浓缩液回热器；18-浓缩液泵；19-料液泵；20-排气阀；21-固液分离机；22-结晶物。
(五)具体实施方式
[0064] 本发明提出的凝汽源热泵驱动多效横管降膜蒸馏塔
实施例如附图 1所示，现说明如下：其由蒸发取热量664kW、水平设置、紫
铜管制造的蒸发器1；0.3m3的淡水槽2；直径10mm/壁厚1mm/总长1600mm的不锈
钢管淡水管2-1；高程100mm的
不锈钢液位开关3；
接口直径60mm/ 壁厚1mm的紫铜
热力膨胀阀4；接口直径60mm/壁厚1mm的紫铜干燥过滤器4-1；吸气量600m3/h的压缩机5；
输出轴功率109kW的燃气内燃发动机；缸套冷却及烟气回热量109kW的缸套回热器5-2；回热量33kW 的过冷回热器5-3；回热量9kW的油分离器5-4；接口直径
19mm/壁厚 1mm的紫铜油过滤器5-5；接口直径19mm/壁厚1mm的紫铜流量开关5-6；接口直径
19mm/壁厚1mm的紫铜电磁阀5-7；接口直径19mm/壁厚1mm/ 冷却量9kW的紫铜油冷却器5-8；
接口直径19mm/壁厚1mm的紫铜手动阀5-9；多效横管降膜蒸馏塔6；直径60mm/壁厚2.5mm/长度600mm的不锈钢管料液进口管6-1；直径1200mm/高度12mm/冷凝放热量773kW 的首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I；直径1200mm/高度12mm/冷凝放热量772kW的二效横管降膜蒸馏器6-
2-II；直径1200mm/高度12mm/冷凝放热量771kW的三效横管降膜蒸馏器6-2-III；直径
1200mm/高度12mm/ 冷凝放热量770kW的四效横管降膜蒸馏器6-2-IV；宽度1200mm/高度
1200mm/长度1200mm/管径19mm的首效、二效、三效、四效横置降膜管簇6-3；喷嘴6-4；布液器
6-5；直径90mm/壁厚1.5mm/长度200mm的紫铜管气态热泵工质进口6-6；直径40mm/壁厚
1.5mm/长度100mm的紫铜管液态热泵工质出口6-7；容积1m3的浓缩液罐6-8；直径45mm/壁厚
1.5mm/长度150mm的不锈钢管浓缩液出口6-9；电加热功率200kW 的预热器6-10；长度
1000mm/高度100mm的正方柱形蒸馏器淡水槽 6-11；接口直径9mm/壁厚0.9mm/长度150mm的紫铜管不凝气排出口 6-12；直径15mm/壁厚2.5mm/长度800mm的不锈钢管料液下降水封管
6-13；方形、丝网式汽液分离器6-14；0.5m3的储液槽6-15；R134a 热泵工质7；进口温度20℃、流量11.58t/h、浓度35000ppm的海水8；接口直径60mm/壁厚2.5mm/长度150mm的不锈钢料液流量调节阀9；出口温度25℃、流量5.79t/h、浓度50ppm的淡水10；出口温度25℃、流量
5.79t/h、浓度70000ppm的盐水11；0.5bar-2.0bar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；回热量200kW的套管式淡水回热器15；流量5.79t/h、扬程
5mH2O的淡水泵16；回热量200kW的套管式浓缩液回热器17；流量5.79t/h、扬程 5mH2O的浓缩液泵18；流量11.58t/h、扬程5mH2O的料液泵19；接口直径60mm/壁厚2.5mm/长度160mm的不锈钢管排气阀20；浓缩液处理流量5.79t/h的螺旋沉降离心机21；温度25℃、
质量浓度
85％、流量 1t/h的结晶盐22组成。
[0065] 蒸发器1顶部气态热泵工质出口通过管道连接压缩机5、油分离器 5-4、气态热泵工质进口6-6、首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3内侧、液态热泵工质出口6-7、过冷回热器5-3、干燥过滤器4-1、膨胀阀4、蒸发器1底部液态热泵工质进口，组成热泵循环回路；
[0066] 油分离器5-4底部出油口通过管道连接手动阀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、手动阀5-9、压缩机5回油口，组成油冷放热回路；
[0067] 多效横管降膜蒸馏塔6中，首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3吸热蒸馏外表面与二效横管降膜蒸馏器6-2-II的横置降膜管簇6-3放热凝结内表面，组成首效热管式蒸馏室I；
[0068] 二效横管降膜蒸馏器6-2-II的横置降膜管簇6-3吸热蒸馏外表面与三效横管降膜蒸馏器6-2-III的横置降膜管簇6-3放热凝结内表面，组成二效热管式蒸馏室II；
[0069] 三效横管降膜蒸馏器6-2-III的横置降膜管簇6-3吸热蒸馏内表面与四效横管降膜蒸馏器6-2-IV的横置降膜管簇6-3放热凝结内表面，组成三效热管式蒸馏室III；
[0070] 四效横管降膜蒸馏器6-2-IV的横置降膜管簇6-3吸热蒸馏外表面与蒸发器1的水平换热管放热凝结外表面，组成四效热管式蒸馏室IV；
[0071] 各效蒸馏室的横置降膜管簇6-3需向蒸馏器淡水槽6-11设置倾斜角，蒸馏器淡水槽6-11和淡水槽2的底部，通过淡水管2-1相互连接，组成淡水收集回路；
[0072] 蒸发器1的底部液态热泵工质进口、水平换热管内侧、顶部气态热泵工质出口，组成热泵工质的管内取热干式蒸发回路；
[0073] 蒸发器1顶部气态热泵工质出口管外表面设置的感温包闭环控制膨胀阀4的开度，而膨胀阀4的出口通过管道连接蒸发器1的底部液态热泵工质进口，组成热泵工质膨胀控制回路；
[0074] 首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的气态热泵工质进口6-6、横置降膜管簇6-3内侧、液态热泵工质出口6-7，组成热泵工质的冷凝放热回路；
[0075] 料液进口管6-1、料液喷嘴6-4、横置降膜管簇6-3外侧，四效横管降膜蒸馏器6-2-IV底部储液槽6-15的料液下降水封管6-13、电磁阀5-7、三效横管降膜蒸馏器6-2-III的布液器6-5、横置降膜管簇6-3 外侧，三效横管降膜蒸馏器6-2-III底部储液槽6-15的料液下降水封管 6-13、电磁阀5-7、二效横管降膜蒸馏器6-2-II的布液器6-5、横置降膜管簇6-3外侧，二效横管降膜蒸馏器6-2-II底部储液槽6-15的料液下降水封管6-13、电磁阀5-7、首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的布液器6-5、横置降膜管簇6-3外侧，组成料液的多效蒸馏及液封阻汽回路；
[0076] 横管降膜蒸馏器6-2壳程的上部喷嘴6-4或布液器6-5、中部横置降膜管簇6-3的外侧、底部储液槽6-15，组成料液的横管外降膜蒸馏回路，其中横置降膜管簇6-3为交错均匀分布、水平设置的管簇，其上部设置一个或一组布液器6-5；
[0077] 多效横管降膜蒸馏塔6的外壳为垂直设置的方形或圆形柱面；
[0078] 四效横管降膜蒸馏器6-2-IV壳程底部储液槽6-15内壁或外壁设置液位开关3，依据料液液位信号闭环控制料液流量调节阀9的开度，而料液流量调节阀9的出口通过管道串联连接排气阀20、料液进口管 6-1，组成料液的排气与流量调节回路；
[0079] 其余各效横管降膜蒸馏器6-2-I、II、III壳程底部储液槽6-15 内壁或外壁设置液位开关3，依据料液液位信号闭环控制后效料液下降水封管6-13中电磁阀5-7的开度，组成各效蒸馏器的料液液位控制回路；
[0080] 每效蒸馏室的上部内壁设置压力开关12和温度开关13各一只；
[0081] 真空泵14的进气口通过并联管道连接各效蒸馏室顶部的电磁阀 5-7和不凝气排出口6-12，并由每效蒸馏室上部内壁设置的压力开关 12和或温度开关13控制电磁阀5-7的开度，组成蒸馏室不凝气排出及压力控制回路；
[0082] 淡水收集回路的总管连接淡水回热器15的淡水10侧、淡水泵16，组成淡水的取用、放热回路；
[0083] 首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I中浓缩液罐6-8底部浓缩液出口6-9通过管道连接浓缩液回热器17的浓缩液11侧、浓缩液泵18，组成浓缩液的排放、放热回路；
[0084] 料液泵19的出口通过管道连接分流三通、并联的淡水回热器15 和浓缩液回热器17的料液8侧、汇流三通、驱动设备5-1的缸套回热器5-2的料液8侧、油冷却器5-8的料液8侧、过冷回热器5-3的料液8侧、料液流量调节阀9的进口，组成料液梯级回热回路；
[0085] 浓缩液罐6-8的内壁设置预热器6-10，组成浓缩液的启动预热回路。
[0086] 浓缩液出口6-9通过管道连接浓缩液回热器17的浓缩液11侧、浓缩液泵18、固液分离机21及其结晶物22出口、结晶物22，组成浓缩液与结晶物分离回路；而固液分离机21的浓缩液11出口则通过管道连接料液泵19的进口三通，组成浓缩液的结晶、分离、混合、循环回路。
[0087] 固液分离机21是螺旋沉降离心机。
[0088] 驱动设备5-1是燃气驱动内燃发动机。
[0089] 料液8是海水。
[0090] 淡水回热器15是套管式换热器。
[0091] 浓缩液回热器17是套管式换热器。
[0092] 本发明实施例中：
[0093] 1、热泵驱动多效横管降膜蒸馏塔：多效横管降膜蒸馏塔6中，首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3外表面释放出 773kW的热泵冷凝热量，以把均匀喷淋和布液所形成的料液8降膜，蒸馏出70℃、流量1.16t/h的二次蒸汽，经汽液分离器6-14的过滤后，而在二效横管降膜蒸馏器6-2-II的横置降膜管簇6-3内表面，放热凝结成为淡水并按倾角方向排出，依重力落入其蒸馏器淡水槽6-11中，该封闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的首级70℃、换热量773kW的开放式热管；
[0094] 二效横管降膜蒸馏器6-2-II的横置降膜管簇6-3外表面吸收首效70℃二次蒸汽772kW的凝结放热，以把喷淋的料液8蒸馏出65℃、流量1.16t/h的二次蒸汽，经汽液分离器
6-14的过滤后，而在三效横管降膜蒸馏器6-2-III的横置降膜管簇6-3内表面，放热凝结成为淡水并按倾角方响排出，依重力落入其蒸馏器淡水槽6-11中，该封闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的二级65℃、换热量772kW的开放式热管；
[0095] 三效横管降膜蒸馏器6-2-III的横置降膜管簇6-3外表面吸收二效 65℃二次蒸汽771kW的凝结放热，以把喷淋的料液8蒸馏出60℃、流量1.16t/h的二次蒸汽，经汽液分离器
6-14的过滤后，而在四效横管降膜蒸馏器6-2-IV的横置降膜管簇6-3内表面，放热凝结成为淡水并按倾角方响排出，依重力落入其蒸馏器淡水槽6-11中，该封闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的三级60℃、换热量771kW的开放式热管；
[0096] 四效横管降膜蒸馏器6-2-IV的横置降膜管簇6-3外表面吸收三效 60℃二次蒸汽770kW的凝结放热，以把喷淋的料液8蒸馏出55℃、流量1.16t/h的二次蒸汽，经汽液分离器
6-14的过滤后，而在蒸发器1 的水平换热管外表面，放热凝结成为淡水并排出，依重力落入其淡水槽2中，并为热泵提供热源，该封闭蒸馏室构成二次蒸汽为工质的四级55℃、换热量
770kW的开放式热管；
[0097] 各效蒸馏室的蒸馏器淡水槽6-11和淡水槽2的底部，通过淡水管 2-1相互连接，收集淡水并排出。
[0098] 2、热泵循环：蒸发器1顶部的低压过热气态热泵工质7被输出轴功率109kW的燃气内燃发动机所驱动的压缩机5压缩成为高压过热气态热泵工质7，再送入首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3内侧而冷凝成为高压过冷液态热泵工质7，流经过冷回热器5-3、干燥过滤器4-1，再经膨胀阀4节流而成为低压两相热泵工质7，重新流入蒸发器1的管内侧以完成热泵循环，同时把773kW的冷凝热量释放给首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3外表面上均匀喷淋和布液所形成的温度67℃、流量11.58t/h的料液8降膜，以提供首效蒸馏潜热。
[0099] 3、热泵工质蒸发：蒸发器1顶部气态热泵工质出口管外表面设置的感温包闭环控制膨胀阀4的开度，以使低压两相R134a热泵工质7 从下至上流经底部液态热泵工质进口、蒸发器1的水平换热管内侧、顶部气态热泵工质出口，以提取四效蒸馏出二次蒸汽的凝结潜热而干式蒸发成为低压过热气体。
[0100] 4、热泵工质冷凝放热：高压过热气态热泵工质7流经气态热泵工质进口6-6、首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3内侧、液态热泵工质出口6-7，其中分段释放其过热显热、冷凝潜热、过冷显热，而凝结成为高压过冷液态热泵工质7。
[0101] 5、缸套放热：驱动设备5-1的缸套循环冷却水及烟气循环冷却水流经缸套回热器5-2冷却水侧，以释放其显热后降温。
[0102] 6、油冷放热：经油分离器5-4所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、手动阀5-9、压缩机5的回油口，以释放其显热后降温。
[0103] 7、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、过冷回热器5-3热泵工质侧，以释放其显热后降温过冷。
[0104] 8、料液梯级回热：四效横管降膜蒸馏器6-2-IV壳程下部内壁设置的液位开关3，依据料液的液位信号闭环控制料液流量调节阀9的开度，以使由料液泵19所驱动进口温度20℃、流量11.58t/h、盐浓度 35000ppm的料液8，先被并联的淡水回热器15和浓缩液回热器17初步回热升温后，再梯级回收缸套回热器5-2的109kW缸套显热、油冷却器5-8的9kW油冷显热、过冷回热器5-3的33kW过冷显热，以被梯级回热至四效蒸馏所需67℃。
[0105] 9、料液逐效蒸馏、浓缩：梯级回热升温后的料液8再经排气阀20 的气液分离，而从料液进口管6-1流入多效横管降膜蒸馏塔6的顶部，然后依重力作用从上至下流经四效横管降膜蒸馏器6-2-IV的喷嘴6-4、横置降膜管簇6-3、储液槽6-15，及其料液下降水封管6-13和电磁阀 5-7；三效横管降膜蒸馏器6-2-III的布液器6-5、横置降膜管簇6-3、储液槽6-15，及其料液下降水封管6-13和电磁阀5-7；二效横管降膜蒸馏器6-2-II的布液器6-5、横置降膜管簇6-3、储液槽6-15，及其料液下降水封管6-13和电磁阀5-7；首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I 的布液器6-5、横置降膜管簇6-3、浓缩液罐6-8；各效横管降膜蒸馏器6-2壳程底部内壁设置的液位开关3，依据料液的液位信号闭环控制后效料液下降水封管6-13中电磁阀5-7的开度，以控制各效横管降膜蒸馏器6-2的底部料液液位，实现料液8的逐效下降、升温、蒸馏、浓缩。
[0106] 10、料液的降膜蒸馏：经过上部后效的料液下降水封管6-13或料液进口管6-1而向下流入每效喷嘴6-4或布液器6-5的料液8，向下均匀喷淋至该效横置降膜管簇6-3外表面，以提取下部前效二次蒸汽的 773kW凝结放热或热泵工质7的冷凝放热而降膜蒸馏出该效流量 1.16t/h的二次蒸汽；蒸馏后的浓缩液11再通过储液槽6-15底部的料液下降水封管6-13和电磁阀5-7向下继续流至前效布液器6-5。
[0107] 11、各效蒸馏室的不凝气排出及压力控制：开启抽气流量3m3/min 的真空泵14，并由各效蒸馏室上部内壁设置的压力开关12和或温度开关13控制不凝气排出口6-12上的电磁阀5-7开度，以在排出不凝气的同时控制各效蒸馏室压力。
[0108] 12、淡水放热降温：各效蒸馏室的蒸馏器淡水槽6-11和淡水槽2 中温度63℃、盐浓度50ppm的淡水10由流量5.79t/h的淡水泵16驱动，流经淡水回热器15的淡水10侧，以在取用淡水10的同时，向料液8释放其显热而降温至25℃。
[0109] 13、浓缩液放热降温：从浓缩液出口6-9流出温度66℃、盐浓度 70000ppm的浓缩液11再由流量5.79t/h的浓缩液泵18驱动，流经浓缩液回热器17的浓缩液11侧，以在排放浓缩液11的同时，向料液8释放其显热而降温至25℃。
[0110] 14、分离结晶物：向料液8释放其显热而降温至25℃的浓缩液11，经浓缩液处理流量5.79t/h的螺旋沉降离心机21而固液分离出温度 25℃、质量浓度85％、流量1t/h的结晶物22与温度25℃、质量浓度 15％、流量4.79t/h的浓缩液11，结晶物22则由输送带送至收集池待用。
[0111] 15、循环处理：由螺旋沉降离心机21所分离出温度25℃、质量浓度15％、流量4.79t/h的浓缩液11流经料液泵19的进口三通而与补充料液8混合，再由料液泵19驱动返回多效横管降膜蒸馏塔6中循环处理，以实现循环经济中的零排放。
[0112] 16、启动预热：为了稳定运行多效横管降膜蒸馏塔6，先启动浓缩液罐6-8内壁设置的预热器6-10，以预热浓缩液11至首效蒸馏温度并实现第一轮蒸馏；再由热泵蒸发器1回收第一轮的四效二次蒸汽凝结潜热，并由首效横管降膜冷凝蒸馏器6-2-I的横置降膜管簇6-3外表面提供第二轮首效蒸馏潜热，同时关闭预热器6-10。
