可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統的製作方法
2023-04-26 00:22:21
可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統的製作方法
【專利摘要】可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統。利用風能和太陽等可再生能源解決海水淡化是研究方向，但風能具有明顯的波動性和間歇性，因此將風能直接用於海水淡化需要克服一些必要的技術限制。本實用新型的組成包括：風力發電機（1)、太陽能熱發電系統，風力發電機、太陽能熱發電系統與風光互補控制器（2)連接構成聯合供電裝置，所述的供電裝置連接餘電蓄電池（3)，所述的供電裝置連接海水淡化系統、與所述的海水淡化系統連接的製鹽系統和礦化設備、所述的供電裝置連接民用用電設備（4)，所述的蓄電池的正負極兩端分別連接至所述的風光互補控制>器。本實用新型利用可再生能源聯合熱膜耦合海i水淡化系統得到淡化水及製鹽提滷。I
【專利說明】可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統
【技術領域】 [0001] ：
[0002] 本實用新型涉及一種可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統。
【背景技術】 [0003] ：
[0004] 目前海水淡化技術已經比較成熟，但海水淡化屬於能耗密集型產業，運行能耗高 是阻礙海水淡化產業在我國迅速發展的重要原因之一。目前海水淡化技術主要用電力和蒸 汽等常規能源，利用風能和太陽等可再生能源是未來解決海水淡化高能耗的重要手段。但 風能具有明顯的波動性和間歇性，因此將風能直接用於海水淡化需要克服一些必要的技術 限制。由於氣象條件原因太陽能光熱也會存在供電不足，難以保證穩定可靠供水。
[0005] 反滲透海水淡化和低溫多效蒸發海水淡化是目前世界上主要的海水淡化技術。反 滲透海水淡化進水受溫度的影響較大，在我國北方冬季低溫環境產水量下降較大，影響系 統的穩定運行。低溫多效蒸發海水淡化裝置主要消耗蒸汽，一般採用汽輪機抽汽作為裝置 的加熱熱源，但會影響汽輪機的發電效率，降低發電廠整體效率。
[0006] 常規鹽田曬鹽效率低，受氣候影響較大。熱膜耦合海水淡化系統產生我們所需要 的淡水的同時，對剩餘海水進行了高倍的濃縮，如果直接排放將對周邊海域生態環境產生 長遠影響。利用海水濃縮液進行曬鹽可以大大的提高曬鹽效率，還可以開展對海水中溴素、 氯化鉀等化學物質的提取。
[0007] 對淡水資源短缺地區，尤其是沿海和島嶼地區，電網基礎薄弱，同時這些地區一般 具有豐富的風能、太陽能資源，將風能、太陽能直接用於海水淡化，一方面可以解決制約經 濟發展的淡水資源短缺，另一方面可以避免風電、太陽能大規模併網所帶來的對電網的衝 擊。利用濃縮液同時也能生產鹽、溴素、氯化鉀等附加產品，通過該系統的建立，可實現能源 節約與環境友好的可持續發展。
[0008] 實用新型內容：
[0009] 本實用新型的目的是提供一種可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，解 決沿海和島嶼地區淡水不足且電網基礎薄弱、常規海水淡化能耗高等問題；風電和太陽能 單獨供電不穩定問題；反滲透海水淡化冬季供水穩定性差等問題；濃鹽水排放影響生態環 境等問題。實現海水淡化系統的穩定能源的供給，降低海水淡化能耗，優化海水淡化系統， 提供生產生活用淡水，利用濃鹽水製鹽並提滷。
[0010] 上述的目的通過以下的技術方案實現：
[0011] 一種可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，其組成包括：風力發電機、太 陽能熱發電系統，所述的風力發電機、所述的太陽能熱發電系統與風光互補控制器連接構 成聯合供電裝置，所述的供電裝置連接餘電蓄電池，所述的供電裝置連接海水淡化系統、與 所述的海水淡化系統連接的製鹽系統和礦化設備、所述的供電裝置連接民用用電設備，所 述的蓄電池的正負極兩端分別連接至所述的風光互補控制器。
[0012] 所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，所述的太陽能熱發電系統 包括太陽能接收裝置，所述的太陽能接收裝置與蒸汽發生器連接，所述的蒸汽發生器與汽 輪機連接，汽輪機與發電機連接。
[0013] 所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，所述的海水淡化系統為膜 法海水淡化系統，包括前處理裝置，所述的前處理裝置與反滲透設備連接，所述的反滲透設 備的鹽水出水管路連接製鹽提滷設備、淡水出水管路連接礦化設備連接，所述的供電裝置 連接海水淡化系統的用電裝置。
[0014] 所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，所述的海水淡化系統為熱 法海水淡化系統，其中低溫多效蒸發器的加熱氣入口，連接至汽輪機的乏汽出口；所述的汽 輪機的入口連接至所述的低溫多效蒸汽發生器的汽側出口；所述的低溫多效蒸汽發生器的 水側入口連接至所述的低溫多效蒸發器首效冷凝水出口，構成所述太陽能熱發電水循環系 統；所述的低溫多效蒸發器與冷凝器連接，所述的冷凝器連接原料海水取水系統；所述的 熱法海水淡化系統中的低溫多效蒸發器中的首效蒸發器作為太陽能熱發電系統的冷凝器， 冷凝水管路連接到太陽能熱發電系統中的低溫多效發生器的給水口，蒸發冷凝的淡水管路 連接到礦化設備。
[0015] 所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，所述的低溫多效蒸發器中 海水蒸發後剩餘的濃鹽水和冷凝器冷卻海水管路連接並連接到膜法海水淡化系統的進水 口；所述的熱法海水淡化系統的低溫多效蒸發器的全部進水管及所述的膜法海水淡化系統 中的進水管均連接所述的冷凝器的預熱管路，所述的冷凝器入口管路連接原料海水取水系 統，所述的冷凝器的熱源管路連接到所述的低溫多效蒸發器的末效蒸發器產生的蒸汽的管 路。
[0016] 所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，所述的低溫多效蒸發器和 所述的膜法海水淡化系統的產生的淡水管路匯合，匯合後的管路連接進入礦化設備得到合 格飲用水。
[0017] 所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，所述的低溫多效蒸發器和 膜法海水淡化系統的產生的濃鹽水管路匯合，匯合後的管路連接到製鹽或提滷設備。
[0018] 有益效果：
[0019] 1.本實用新型採用"風力發電&太陽能熱發電互補系統+反滲透&低溫多效蒸發 海水淡化+製鹽"系統，利用風能和太陽能這些可再生能源進行海水淡化，通過使用風光互 補發電系統克服風能和太陽能單獨供電受自然環境影響較大的問題，為反滲透海水淡化系 統和其他用電設備提供穩定的電能；根據低溫多效蒸發海水淡化和膜法海水淡化子系統各 自生產出的淡水不同的水質以及不同用水點的水質要求，合理分配處理產品水。低溫多效 蒸發海水淡化產水供給水質要求相對高的用戶，膜法海水淡化產水供給水質要求相對低的 用戶，同時可以混合後進入礦化設備後得到合格飲用水，在改善水質的同時，也可降低後處 理費用。利用熱膜耦合海水淡化高倍濃縮的濃鹽水製鹽可以提高製鹽效率，提取溴素和氯 化鉀等，獲取有價值產品的同時消除濃鹽水排放對海洋環境造成的影響。
[0020] 本實用新型利用太陽能光熱發電系統中蒸汽推動汽輪機做功後的乏汽作為低溫 多效蒸發海水淡化系統的熱源，將低溫多效蒸發器作為汽輪發電機組的凝汽器，減少發電 系統的運行和投資成本，同時降低造水成本；
[0021] 3.本實用新型低溫多效裝置的濃水和冷凝器冷卻海水混合，作為反滲透海水淡化 的進水，即MED (多效蒸發）+SWRO (海水反滲透）過程耦合工藝，可以有效保證反滲透海水 淡化裝置在冬季運行時的產水量要求，同時提高整個海水淡化系統的回收率；
[0022] 4.本實用新型通過利用風能、太陽能這種可再生能源，進行低溫多效蒸發反滲透 的熱膜耦合海水淡化，低溫多效蒸發器產生的濃水出口連同至膜法海水淡化子系統中的反 滲透設備的濃水出口一同連接至製鹽或提滷設備進行製鹽、提取溴素和氯化鉀等。該系統 具有利用效率高，運行能耗低，經濟效益高，對環境無影響的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】 [0023] ：
[0024] 附圖1是本實用新型的主視圖。圖中，1為風力發電機、2為風光互補控制器、3為 蓄電池、4為生活用電系統、5為發電機、6為汽輪機、7為蒸汽發生器、8為太陽能熱發電子系 統、9為低溫多效蒸發器、10為冷凝器、11為前處理裝置、12為反滲透設備、13為製鹽或提滷 設備、14為礦化設備、15為產水口、16為膜法海水淡化系統、17為原料海水取水系統，
【具體實施方式】 [0025] ：
[0026] 實施例1 :
[0027] -種可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，其組成包括：風力發電機1、 太陽能熱發電系統，所述的風力發電機、所述的太陽能熱發電系統與風光互補控制器2連 接構成聯合供電裝置，所述的供電裝置連接餘電蓄電池3，所述的供電裝置連接海水淡化系 統、與所述的海水淡化系統連接的製鹽系統和礦化設備、所述的供電裝置連接民用用電設 備4。
[0028] 蓄電池的正負極兩端分別連接至風光互補控制器，產生的電能若有富裕時可以儲 存到蓄電池中；電力不足時，也可由蓄電池放電，經風光互補控制器供設備運行。
[0029] 實施例2 :
[0030] 實施例1所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，太陽能熱發電系 統8包括太陽能接收裝置，所述的太陽能接收裝置與蒸汽發生器連接，所述的蒸汽發生器7 與汽輪機連接，汽輪機6與發電機5連接。
[0031] 太陽能發電系統的導熱介質的兩端分別連接至蒸汽發生器的兩端，作為蒸汽發生 器的熱源。
[0032] 實施例3 :
[0033] 實施例1所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，所述的海水淡化 系統為膜法海水淡化系統，包括前處理裝置，所述的前處理裝置與反滲透設備連接，所述的 反滲透設備的鹽水出水管路連接製鹽提滷設備、淡水出水管路連接礦化設備連接，所述的 供電裝置連接海水淡化系統的用電裝置。
[0034] 實施例4 :
[0035] 實施例1或2或3所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，所述的 海水淡化系統為熱法海水淡化系統，其中低溫多效蒸發器的加熱氣入口，連接至汽輪機的 乏汽出口；所述的汽輪機的入口連接至所述的低溫多效蒸汽發生器的汽側出口；所述的低 溫多效蒸汽發生器的水側入口連接至所述的低溫多效蒸發器首效冷凝水出口，構成所述太 陽能熱發電水循環系統；所述的低溫多效蒸發器與冷凝器連接，所述的冷凝器連接原料海 水取水系統；所述的熱法海水淡化系統中的低溫多效蒸發器中的首效蒸發器作為太陽能熱 發電系統的冷凝器，冷凝水管路連接到太陽能熱發電系統中的低溫多效發生器的給水口， 蒸發冷凝的淡水管路連接到礦化設備。
[0036] 實施例5 :
[0037] 實施例4所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，所述的低溫多效 蒸發器中海水蒸發後剩餘的濃鹽水和冷凝器冷卻海水管路連接，並連接到膜法海水淡化系 統的進水口，作為膜法海水淡化的部分水源。；所述的熱法海水淡化系統的低溫多效蒸發器 的全部進水管及所述的膜法海水淡化系統中的進水管均連接所述的冷凝器的預熱管路，所 述的冷凝器入口管路連接原料海水取水系統，所述的冷凝器的熱源管路連接到所述的低溫 多效蒸發器的末效蒸發器產生的蒸汽的管路。
[0038] 原料海水取水系統的原海水的取水管路連接至冷凝器的水側進口（作為冷源)，經 加熱後分成兩部分，一部分接入低溫多效蒸發器的水側入口，作為熱法海水淡化的水源。另 一部分接至膜法海水淡化系統的進水口，作為膜法海水淡化的另一部分水源。
[0039] 實施例6 :
[0040] 實施例4或5所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，所述的低溫 多效蒸發器和所述的膜法海水淡化系統的產生的淡水管路匯合，匯合後的管路連接進入礦 化設備得到合格飲用水。
[0041] 低溫多效蒸發器中海水蒸發產生的蒸汽連接至冷凝器的汽側入口，作為冷凝器的 熱源，冷凝後的水與低溫多效蒸發器中冷凝水匯合，一部分供給水質要求較高用戶。反滲透 產水一部分供給水質要求相對低的用戶。低溫多效蒸發蒸發器剩餘部分產水與膜法海水淡 化子系統中的反滲透設備剩餘部分產水匯合，經過礦化設備後得到合格飲用水，或直接用 作它用。
[0042] 實施例7 :
[0043] 實施例4或5所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，所述的低溫 多效蒸發器和膜法海水淡化系統的產生的濃鹽水管路匯合，匯合後的管路連接到製鹽或提 滷設備。
【權利要求】
1. 一種可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，其組成包括：風力發電機、太 陽能熱發電系統，其特徵是：所述的風力發電機、所述的太陽能熱發電系統與風光互補控制 器連接構成聯合供電裝置，所述的供電裝置連接餘電蓄電池，所述的供電裝置連接海水淡 化系統、與所述的海水淡化系統連接的製鹽系統和礦化設備、所述的供電裝置連接民用用 電設備，所述的蓄電池的正負極兩端分別連接至所述的風光互補控制器。
2. 根據權利要求1所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，其特徵是： 所述的太陽能熱發電系統包括太陽能接收裝置，所述的太陽能接收裝置與蒸汽發生器連 接，所述的蒸汽發生器與汽輪機連接，汽輪機與發電機連接。
3. 根據權利要求1或2所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，其特徵 是：所述的海水淡化系統為膜法海水淡化系統，包括前處理裝置，所述的前處理裝置與反 滲透設備連接，所述的反滲透設備的鹽水出水管路連接製鹽提滷設備、淡水出水管路連接 礦化設備連接，所述的供電裝置連接海水淡化系統的用電裝置。
4. 根據權利要求1或2所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，其特徵 是：所述的海水淡化系統為熱法海水淡化系統，其中低溫多效蒸發器的加熱氣入口，連接至 汽輪機的乏汽出口；所述的汽輪機的入口連接至所述的低溫多效蒸汽發生器的汽側出口； 所述的低溫多效蒸汽發生器的水側入口連接至所述的低溫多效蒸發器首效冷凝水出口，構 成所述太陽能熱發電水循環系統；所述的低溫多效蒸發器與冷凝器連接，所述的冷凝器連 接原料海水取水系統；所述的熱法海水淡化系統中的低溫多效蒸發器中的首效蒸發器作為 太陽能熱發電系統的冷凝器，冷凝水管路連接到太陽能熱發電系統中的低溫多效發生器的 給水口，蒸發冷凝的淡水管路連接到礦化設備。
5. 根據權利要求3所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，其特徵是： 所述的低溫多效蒸發器中海水蒸發後剩餘的濃鹽水和冷凝器冷卻海水管路連接並連接到 膜法海水淡化系統的進水口；所述的熱法海水淡化系統的低溫多效蒸發器的全部進水管及 所述的膜法海水淡化系統中的進水管均連接所述的冷凝器的預熱管路，所述的冷凝器入口 管路連接原料海水取水系統，所述的冷凝器的熱源管路連接到所述的低溫多效蒸發器的末 效蒸發器產生的蒸汽的管路。
6. 根據權利要求4所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，其特徵是： 所述的低溫多效蒸發器和所述的膜法海水淡化系統的產生的淡水管路匯合，匯合後的管路 連接進入礦化設備得到合格飲用水。
7. 根據權利要求4所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，其特徵是： 所述的低溫多效蒸發器和膜法海水淡化系統的產生的濃鹽水管路匯合，匯合後的管路連接 到製鹽或提滷設備。
8. 根據權利要求4所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，其特徵是： 所述的低溫多效蒸發器中海水蒸發後剩餘的濃鹽水和冷凝器冷卻海水管路連接並連接到 膜法海水淡化系統的進水口；所述的熱法海水淡化系統的低溫多效蒸發器的全部進水管及 所述的膜法海水淡化系統中的進水管均連接所述的冷凝器的預熱管路，所述的冷凝器入口 管路連接原料海水取水系統，所述的冷凝器的熱源管路連接到所述的低溫多效蒸發器的末 效蒸發器產生的蒸汽的管路。
9. 根據權利要求5所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，其特徵是： 所述的低溫多效蒸發器和所述的膜法海水淡化系統的產生的淡水管路匯合，匯合後的管路 連接進入礦化設備得到合格飲用水。
10.根據權利要求5所述的可再生能源聯合熱膜耦合海水淡化及製鹽系統，其特徵是： 所述的低溫多效蒸發器和膜法海水淡化系統的產生的濃鹽水管路匯合，匯合後的管路連接 到製鹽或提滷設備。
【文檔編號】C01D3/06GK204022609SQ201320818926
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】李崇超, 任顯龍, 劉娜, 李睿, 董慧, 王新鵬, 曾慶才 申請人:哈爾濱鍋爐廠有限責任公司