海产品烘干联合海水淡化系统及工作方法

摘要

一种海产品烘干联合海水淡化系统及方法，属于能源与动力领域。其特征在于：包括风机（2）、第一球阀（3）、太阳能集热板（4）、第二球阀（5）、第一换热器（7）、干燥箱（8）、第一气液分离器（10）、第一闸阀（13）、海水储罐（14）、第二换热器（15）、第二气液分离器（16）、第二闸阀（17）、第三换热器（19）、淡水储罐（20）和第三闸阀（21）。该系统可以综合利用太阳能集热板（4）和内燃机烟气（6）废热对空气进行预热，通过热空气对海产品进行烘干，实现对海产品干燥箱（8）出口的中低温湿空气（9）的潜热的回收，同时还可以用于海水淡化生产淡水，特别适合远洋渔船烘干海产品并给船只供给淡水。

说明书

技术领域

本发明涉及一种海产品烘干联合海水淡化系统和工作方法，属于能源与动力领域。

背景技术

对海上捕捞的海产品进行风干是延长其储存期的一种常用方法，常规风干主要采用80℃左右的干空气对干燥箱中的海产品进行吹干，然后将干燥箱出口的低温湿空气直接排空。然而，由于海产品中水分蒸发过程需要消耗大量的潜热，因此常规海产品风干需要消耗大量的能源，而由于干燥箱出口湿空气的温度一般不高，很难直接应用，因此直接向环境排放湿空气的方法存在着大量的能量浪费，因此，一般只有在大型的渔船上才配备有热风海产品干燥装置。此外，渔船一般还需要携带或者安装海水淡化装置用于淡水供给。

由于当前常规渔船主要采用内燃机作为动力，对其内燃机排烟多采用直接排空的方式，如果能够利用渔船顶棚布置一定的太阳能集热板，充分利用内燃机排烟废热和太阳光热，对海产品进行烘干，并能对海水进行淡化，则能够显著提升渔船的作业能力。

发明内容

本发明的目的在于提出一种综合利用太阳光热和内燃机废热的海产品烘干联合海水淡化系统及工作方法。

该系统的特征在于：包括风机、第一球阀、太阳能集热板、第二球阀、第一换热器、干燥箱、第一气液分离器、第一闸阀、海水储罐、第二换热器、第二气液分离器、第二闸阀、第三换热器、淡水储罐和第三闸阀；

其中第一换热器包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；第二换热器包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；第三换热器包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；

第一气液分离器还包括液相出口和气相出口；第二气液分离器还包括液相出口和气相出口；

其中，风机出口分为两路：一路通过第一球阀与第一换热器冷侧入口相连；另一路与太阳能集热板入口相连，太阳能集热板出口分为两路：一路与第一换热器冷侧入口相连，另一路通过第二球阀与干燥箱入口相连；

内燃机烟气与第一换热器热侧入口相连，第一换热器热侧出口与环境相连；

第一换热器冷侧出口与干燥箱入口相连，干燥箱出口的湿空气与第二换热器热侧入口相连，第二换热器热侧出口与第一气液分离器入口相连，第一气液分离器气相出口与风机入口相连，第一气液分离器液相出口的凝结水与环境相连；

海水分为两路：一路通过第一闸阀与海水储罐入口相连，另一路与第三换热器冷侧入口相连，第三换热器冷侧出口与环境相连；

海水储罐出口与第二换热器冷侧入口相连，第二换热器冷侧出口与第二气液分离器入口相连，第二气液分离器液相出口通过第二闸阀与环境相连，第二气液分离器气相出口与第三换热器热侧入口相连，第三换热器热侧出口与淡水储罐相连，淡水储罐的出口通过第三闸阀与环境相连。

根据本发明所述的海产品烘干联合海水淡化系统的工作方法，其特征在于：

流动的空气通过风机增压后分为两路：一路通过第一球阀进入第一换热器冷侧入口，另一路通过太阳能集热板加热温度升高。太阳能集热板出口的空气分为两路，一路通过第二球阀与干燥箱入口相连，另一路空气通过第一换热器冷侧吸收了第一换热器热侧的内燃机烟气释放的热能，内燃机烟气进入第一换热器热侧，向第一换热器冷侧的空气释放热能后从第一换热器热侧出口排入环境。

第一换热器冷侧出口的空气进入干燥箱入口，吸收了干燥箱内海产品中的水分后，变为低温的湿空气，布置在干燥箱内的海产品则被干燥，干燥箱出口的低温的湿空气然后进入第二换热器热侧，向第二换热器冷侧的海水释放热量后温度降低，第二换热器热侧的湿空气被冷凝为空气和凝结水的混合物，并从第二换热器热侧出口排入第一气液分离器，第一气液分离器液相出口的凝结水直接排入环境，第一气液分离器气相出口的空气再进入风机，开始下一轮干燥循环。

海水分为两路：一路则进入第三换热器冷侧入口，对第三换热器热侧的水蒸气进行冷却，然后从第三换热器冷侧出口排入环境，另一路通过第一闸阀进入海水储罐；海水储罐中的海水然后进入第二换热器冷侧，吸收了第二换热器热侧湿空气释放的潜热后部分蒸发，变为水蒸气和浓海水的混合物；第二换热器冷侧出口的物料进入第二气液分离器，第二气液分离器液相出口的浓海水通过第二闸阀排入环境，第二气液分离器气相出口的水蒸气进入第三换热器热侧入口，向第三换热器冷侧海水释放热能后被冷凝为淡水，并从第三换热器热侧出口排入淡水储罐，最后通过第三闸阀排入环境。

上述系统可以综合利用太阳能集热板和内燃机烟气废热对空气进行预热，也可以仅利用上述其中一种热源，不仅可以利用热空气对海产品进行烘干，通过对海产品干燥箱出口的中低温湿空气的潜热进行回收，还可以用于海水淡化生产淡水，特别适合远渔船烘干海产品并给船只供给淡水。

附图说明

图1为海产品烘干联合海水淡化系统；

图中标号名称：1、空气，2、风机，3、第一球阀，4、太阳能集热板，5、第二球阀，6、内燃机烟气，7、第一换热器，8、干燥箱，9、湿空气，10、第一气液分离器，11，凝结水，12、海水，13、第一闸阀，14、海水储罐，15、第二换热器,16、第二气液分离器，17、第二闸阀，18、浓海水，19、第三换热器，20、淡水储罐，21、第三闸阀，22、淡水。

具体实施方式

下面参照图1说明该海产品烘干联合海水淡化系统的运行过程。首次启动该系统时，需要同时关闭第一闸阀13，第二闸阀17和第三闸阀21，对海水储罐14和淡水储罐20抽真空。该系统主要包括空气循环子系统和海水淡化子系统两部分：两部分通过第二换热器15连接起来。该海产品烘干联合海水淡化系统的主要操作步骤如下：

空气循环子系统：流动的空气1首先通过风机2增压后通过太阳能集热板4，吸收了太阳光热后温度升高，然后进入第一换热器7的冷侧，吸收第一换热器7热侧内燃机烟气6释放的热能后，空气温度继续升高；然后，空气进入干燥箱8底部入口，对于布置在干燥箱8内的海产品进行烘干，空气吸收了干燥箱8内海产品中的水分后，空气的温度下降但其含湿量增加变为湿空气9，湿空气9然后进入第二换热器15热侧入口，向其冷侧的低温低压的海水12释放潜热后温度降低，湿空气9被冷凝为空气1和凝结水11的混合物并进入第一气液分离器10，第一气液分离器10气相出口的空气1则进入风机2开始下一轮烘干循环，第一气液分离器10液相出口的凝结水11则排出环境；

海水淡化子系统：海水12分为两路：一路进入第三换热器19冷侧入口，对第三换热器19热侧的水蒸气进行冷却，然后从第三换热器19冷侧出口排入环境，另一路则通过第一闸阀13进入海水储罐14；海水储罐14中的海水12然后进入第二换热器15冷侧，吸收了第二换热器15热侧湿空气9释放的潜热后部分蒸发，变为水蒸气和浓海水18的混合物；第二换热器15冷侧出口的物料进入第二气液分离器16，第二气液分离器16液相出口的浓海水18通过第二闸阀17排入环境，第二气液分离器16气相出口的水蒸气进入第三换热器19热侧入口，向第三换热器19冷侧海水12释放热能后被冷凝为淡水22，并从第三换热器19热侧出口排入淡水储罐20，最后通过第三闸阀22排入环境。

该系统可以同时关闭第一球阀3和第二球阀5，也可以仅打开其中一个，即同时利用太阳集热板4和第一换热器7作为热源，也可以仅利用其中一个作为热源。在晴天时利用太阳光热对海产品进行烘干，在阴天可以利用内燃机烟气废热对海产品进行烘干，在海产品量特别大的时候，还可以联合利用太阳光热和内燃机烟气废热同时对海产品进行烘干，能够显著增加渔船的产量，而且能够同时生产淡水，满足渔船长期作业时的淡水供给。