(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热管式蒸馏塔。(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浓缩液中的
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浓缩液的显热，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，特别适合处理腐蚀性溶液，以及制取高标准注射液；(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，并且不适合处理腐蚀性溶液、热敏性物料；(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、
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、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、多效热管式蒸馏塔、
蒸发器的一体化设计；实现热泵驱动的多效热管式蒸馏工艺。
[0006] 按照
附图1所示的凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔，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-多效热管式蒸馏塔；6-1-料液进口管；6-2- I-首效管内虹吸循环升膜蒸馏器；6-2-II-二效管内虹吸循环升膜蒸馏器；6-2-III-三效管内虹吸循环升膜蒸馏器；6-2-IV-四效管内虹吸循环升膜蒸馏器；6-3-圆环分布垂直吸热管簇；6-4-分流腔；6-5-圆柱空间虹吸下降通道；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
下降管；6-14-汽液分离器； 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、底部首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I壳程、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] 多效热管式蒸馏塔6的首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的顶部吸热蒸馏表面与二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的底部放热凝结表面，组成首效热管式蒸馏室I；
[0010] 二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的顶部吸热蒸馏表面与三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的底部放热凝结表面，组成二效热管式蒸馏室II；
[0011] 三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的顶部吸热蒸馏表面与四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的底部放热凝结表面，组成三效热管式蒸馏室III；
[0012] 四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的顶部吸热蒸馏表面与蒸发器1的水平换热管外部放热表面，组成四效热管式蒸馏室IV；
[0013] 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，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] 首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I壳程的顶部气态热泵工质进口6-6、中部圆环分布垂直吸热管簇6-3和圆柱空间虹吸下降通道6-5 的外侧、底部液态热泵工质出口6-7，组成热泵工质的逆流冷凝放热回路；
[0017] 料液进口管6-1伸入四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的料液蒸馏液面下、四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的料液下降管6-13 流经电磁阀5-7后伸入三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的料液蒸馏液面下、三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的料液下降管6-13 流经电磁阀5-7后伸入二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的料液蒸馏液面下、二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的料液下降管6-13 流经电磁阀5-7后伸入首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的料液蒸馏液面下，组成料液的多效蒸馏及液封阻汽回路；
[0018] 管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2管程的下部分流腔6-4、中部圆环分布垂直吸热管簇6-3和圆柱空间虹吸下降通道6-5的内侧、上部料液蒸馏液面，组成料液的管内虹吸循环升膜蒸馏回路，其中圆环分布垂直吸热管簇6-3为圆环分布、垂直设置的管簇，其中央设置一个圆柱空间虹吸下降通道6-5，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] 多效热管式蒸馏塔6的
外壳为垂直设置的圆柱面；
[0020] 四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV管程上部内壁设置液位开关 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] 其余各效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I、II、III管程上部内壁设置液位开关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] 首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的管程底部连接浓缩液罐6-8，其底部浓缩液出口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。
[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。
[0035] 本发明的工作原理结合附图1说明如下：
[0036] 1、热泵驱动多效热管式蒸馏塔：多效热管式蒸馏塔6中，首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的圆环分布垂直吸热管簇6-3内表面吸收热泵冷凝放热，以把流入料液8蒸馏出70℃二次蒸汽，经汽液分离器6-14的过滤后，而在二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的圆环分布垂直吸热管簇6-3外表面，放热凝结成为淡水并排出，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效开放式热管；
[0037] 二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的圆环分布垂直吸热管簇 6-3内表面吸收首效70℃二次蒸汽的凝结潜热，以把流入料液8蒸馏出65℃二次蒸汽，经汽液分离器6-14的过滤后，而在三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的圆环分布垂直吸热管簇6-3外表面，放热凝结成为淡水并排出，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效开放式热管；
[0038] 三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的圆环分布垂直吸热管簇 6-3内表面吸收二效65℃二次蒸汽的凝结潜热，以把流入料液8蒸馏出60℃二次蒸汽，经汽液分离器6-14的过滤后，而在四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的圆环分布垂直吸热管簇6-3外表面，放热凝结成为淡水并排出，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效开放式热管；
[0039] 四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的圆环分布垂直吸热管簇 6-3内表面吸收三效60℃二次蒸汽的凝结潜热，以把流入料液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效开放式热管；
[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，再送入首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的壳程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管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I管程中的料液8，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从上至下流经首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I壳程顶部的气态热泵工质进口6-6、中部圆环分布垂直吸热管簇6-3和圆柱空间虹吸下降通道6-5的外侧、底部液态热泵工质出口6-7，其中以逆流方式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。
[0047] 8、料液梯级回热：四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV管程上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流入多效热管式蒸馏塔6的顶部，然后依重力作用从上至下流经四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧及其料液下降管6-13和电磁阀5-7、三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧及其料液下降管6-13和电磁阀5-7、二效管内虹吸循环升膜蒸馏器 6-2-II的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧及其料液下降管6-13和电磁阀5-7、首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧，各效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2管程上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管6-13中电磁阀5-7的开度，以控制各效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2的液位，实现料液8的逐效下降、升温、蒸馏、浓缩。
[0049] 10、料液的升膜蒸馏：经过上部料液下降管6-13或料液进口管6-1 而流入每效圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧的料液8，与该效浓缩液 11共同向下沉入分流腔6-4中，然后一部分通过底部料液下降管6-13 和电磁阀5-7继续向下分流至前效圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧或浓缩液罐6-8中，另一部分则向上流入该效圆环分布垂直吸热管簇6-3 内侧，以逆流方式提取前效二次蒸汽凝结放热或热泵工质7的冷凝放热而升膜蒸馏，当比重成倍减小时即形成驱动强化
传热的虹吸循环，并蒸馏出该效二次蒸汽。
[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驱动返回多效热管式蒸馏塔6中循环处理，以实现
循环经济中的零排放。
[0055] 16、启动预热：为了稳定运行多效热管式蒸馏塔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；再由热泵蒸发器1回收第一轮四效二次蒸汽的凝结潜热，并由首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I提供第二轮所需首效蒸馏潜热，并关闭预热器6-10。
[0056] 因此与现有蒸馏工艺相比较，本发明技术优势如下：
[0057] (1)系统集成凝汽源热泵、热管换热器、多效蒸馏工艺，是热泵行业、换热行业、蒸馏行业的跨界产品；
[0058] (2)通过凝汽源热泵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；
[0059] (3)通过开放式多级热管叠加，实现逆流换热、单塔多效的蒸馏工艺，以逐效利用二次蒸汽凝结潜热；
[0060] (4)实现冷凝器、多效热管式蒸馏塔、蒸发器的一体化设计；
[0061] (5)实现热泵驱动的多效热管式蒸馏工艺。
[0062] 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、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、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、多效热管式蒸馏塔、蒸发器的一体化设计；实现热泵驱动的多效热管式蒸馏工艺。(四)附图说明
[0064] 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-多效热管式蒸馏塔；6-1-料液进口管；6-2-I-首效管内虹吸循环升膜蒸馏器；6-2- II-二效管内虹吸循环升膜蒸馏器；6-2-III-三效管内虹吸循环升膜蒸馏器；6-2-IV-四效管内虹吸循环升膜蒸馏器；6-3-圆环分布垂直吸热管簇；6-4-分流腔；6-5-圆柱空间虹吸下降通道；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-料液下降管；6-14-汽液分离器；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。
(五)具体实施方式
[0065] 本发明提出的凝汽源热泵驱动多效热管式蒸馏塔
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；多效热管式蒸馏塔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的首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I；直径1200mm/高度12mm/冷凝放热量772kW的二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II；直径1200mm/高度12mm/冷凝放热量771kW的三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III；直径1200mm/高度12mm/冷凝放热量770kW的四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV；外包直径1200mm/内包直径700mm/高度1000mm/管径19mm 的首效圆环分布垂直吸热管簇6-3；外包直径800mm/内包直径470mm/ 高度1000mm/管径19mm的二效、三效、四效圆环分布垂直吸热管簇6-3；直径1200mm/高度120mm的首效圆柱形分流腔6-4；直径800mm/高度
120mm的二效、三效、四效圆柱形分流腔6-4；内径680mm/厚度3mm/ 高度1000mm的首效圆柱空间虹吸下降通道6-5；内径450mm/厚度3mm/ 高度1000mm的二效、三效、四效圆柱空间虹吸下降通道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；直径800mm/高度100mm的圆柱形蒸馏器淡水槽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60mm/壁厚2.5mm/长度800mm的不锈钢管料液下降管6-13；圆环状、丝网式汽液分离器6-14；R134a热泵工质7；进口温度20℃、流量11.58t/h、浓度35000ppm的海水；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；温度25℃、
质量浓度85％、流量1t/h的结晶盐22 组成。
[0066] 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、底部首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I壳程、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；
[0067] 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；
[0068] 多效热管式蒸馏塔6的首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的顶部吸热蒸馏表面与二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的底部放热凝结表面，组成首效热管式蒸馏室I；
[0069] 二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的顶部吸热蒸馏表面与三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的底部放热凝结表面，组成二效热管式蒸馏室II；
[0070] 三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的顶部吸热蒸馏表面与四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的底部放热凝结表面，组成三效热管式蒸馏室III；
[0071] 四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的顶部吸热蒸馏表面与蒸发器1的水平换热管外部放热表面，组成四效热管式蒸馏室IV；
[0072] 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，组成淡水收集回路；
[0073] 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；
[0074] 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；
[0075] 首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I壳程的顶部气态热泵工质进口6-6、中部圆环分布垂直吸热管簇6-3和圆柱空间虹吸下降通道6-5 的外侧、底部液态热泵工质出口6-7，组成热泵工质的逆流冷凝放热回路；
[0076] 料液进口管6-1伸入四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的料液蒸馏液面下、四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的料液下降管6-13 流经电磁阀5-7后伸入三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的料液蒸馏液面下、三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的料液下降管6-13 流经电磁阀5-7后伸入二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的料液蒸馏液面下、二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的料液下降管6-13 流经电磁阀5-7后伸入首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的料液蒸馏液面下，组成料液的多效蒸馏及液封阻汽回路；
[0077] 管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2管程的下部分流腔6-4、中部圆环分布垂直吸热管簇6-3和圆柱空间虹吸下降通道6-5的内侧、上部料液蒸馏液面，组成料液的管内虹吸循环升膜蒸馏回路，其中圆环分布垂直吸热管簇6-3为圆环分布、垂直设置的管簇，其中央设置一个圆柱空间虹吸下降通道6-5，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；
[0078] 多效热管式蒸馏塔6的外壳为垂直设置的圆柱面；
[0079] 四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV管程上部内壁设置液位开关 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；
[0080] 其余各效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I、II、III管程上部内壁设置液位开关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；
[0081] 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；
[0082] 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；
[0083] 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；
[0084] 首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的管程底部连接浓缩液罐 6-8，其底部浓缩液出口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；
[0085] 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。
[0086] 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。
[0087] 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。
[0088] 固液分离机21是螺旋沉降离心机。
[0089] 驱动设备5-1是燃气驱动内燃发动机。
[0090] 料液8是海水。
[0091] 淡水回热器15是套管式换热器。
[0092] 浓缩液回热器17是套管式换热器。
[0093] 本发明实施例中：
[0094] 1、热泵驱动多效热管式蒸馏塔：多效热管式蒸馏塔6中，首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的圆环分布垂直吸热管簇6-3内表面吸收热泵773kW的冷凝放热，以把流入料液8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，而在二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的圆环分布垂直吸热管簇6-3外表面，放热凝结成为淡水并排出，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效70℃、换热量773kW的开放式热管；
[0095] 二效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-II的圆环分布垂直吸热管簇 6-3内表面吸收首效70℃二次蒸汽772kW的凝结潜热，以把流入料液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，而在三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的圆环分布垂直吸热管簇6-3外表面，放热凝结成为淡水并排出，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效65℃、换热量772kW 的开放式热管；
[0096] 三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的圆环分布垂直吸热管簇 6-3内表面吸收二效65℃二次蒸汽771kW的凝结潜热，以把流入料液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，而在四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的圆环分布垂直吸热管簇 6-3外表面，放热凝结成为淡水并排出，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效60℃、换热量771kW 的开放式热管；
[0097] 四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的圆环分布垂直吸热管簇 6-3内表面吸收三效60℃二次蒸汽770kW的凝结潜热，以把流入料液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效55℃、换热量770kW的开放式热管；
[0098] 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。
[0099] 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，再送入首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的壳程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管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I管程中落入温度67℃、流量11.58t/h 的料液8，以提供首效蒸馏潜热。
[0100] 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。
[0101] 4、热泵工质冷凝放热：高压过热气态热泵工质7从上至下流经首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I壳程顶部的气态热泵工质进口6-6、中部圆环分布垂直吸热管簇6-3和圆柱空间虹吸下降通道6-5的外侧、底部液态热泵工质出口6-7，其中以逆流方式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。
[0102] 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。
[0103] 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。
[0104] 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。
[0105] 8、料液梯级回热：四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV管程上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℃。
[0106] 9、料液逐效蒸馏、浓缩：梯级回热后的料液8再经排气阀20的气液分离，而从料液进口管6-1流入多效热管式蒸馏塔6的顶部，然后依重力作用从上至下流经四效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-IV的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧及其料液下降管6-13和电磁阀5-7、三效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-III的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧及其料液下降管6-13和电磁阀5-7、二效管内虹吸循环升膜蒸馏器 6-2-II的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧及其料液下降管6-13和电磁阀5-7、首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I的圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧，各效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2管程上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管6-13中电磁阀5-7的开度，以控制各效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2的液位，实现料液8的逐效下降、升温、蒸馏、浓缩。
[0107] 10、料液的升膜蒸馏：经过上部料液下降管6-13或料液进口管6-1 而流入每效圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧的料液8，与该效浓缩液 11共同向下沉入分流腔6-4中，然后一部分通过底部料液下降管6-13 和电磁阀5-7继续向下分流至前效圆柱空间虹吸下降通道6-5内侧或浓缩液罐6-8中，另一部分则向上流入该效圆环分布垂直吸热管簇6-3 内侧，以逆流方式提取773kW的前效二次蒸汽凝结放热或热泵工质7 的冷凝放热而升膜蒸馏，当比重成倍减小时即形成驱动强化传热的虹吸循环，并蒸馏出该效流量1.16t/h的二次蒸汽。
[0108] 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。
[0109] 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℃。
[0110] 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℃。
[0111] 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。
[0112] 15、循环处理：由螺旋沉降离心机所分离出温度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驱动返回多效热管式蒸馏塔6中循环处理，以实现循环经济中的零排放。
[0113] 16、启动预热：为了稳定运行多效热管式蒸馏塔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；再由热泵蒸发器1回收第一轮四效二次蒸汽的凝结潜热，并由首效管内虹吸循环升膜蒸馏器6-2-I提供第二轮所需首效蒸馏潜热，并关闭预热器6-10。
