[發明專利]火電廠閃蒸聯合冷凍海水淡化系統

有效

• 申請號: 201210145406.X
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN102642975B
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 陳志強;何宏舟;蔡佳瑩;蔣俊堯
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F1/06;C02F1/22;C02F103/08
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

技術領域

本發明屬于海水淡化技術領域，特別是涉及一種利用閃蒸法與冷凍法進行聯合生產的火電廠閃蒸聯合冷凍海水淡化系統。

背景技術

目前海水淡化方法主要有多級閃蒸法、多效蒸餾法、反滲透法、冷凍法等。當今海水淡化裝置仍以多級閃蒸法產水量最大，技術最成熟，運行安全性高，其主要與火力發電廠聯合建設，適合于大型和超大型淡化裝置。但多級閃蒸法仍存在能耗較高，海水淡化成本較高的缺點，如何有效降低能耗同時進一步提高裝置造水能力對于降低多級閃蒸海水淡化成本顯得十分重要。而冷凍法的使用則以正丁烷直接接觸冷凍法最為方便、可靠，在目前的大、中型海水淡化工廠中應用較為普遍。但是該方法的工藝流程中利用正丁烷蒸汽融化冰晶的步驟，不僅正丁烷蒸汽的熱量沒有得到高效利用，而且必須使用分離器進行分離過程以得到淡水，由于水不可避免地受到少量正丁烷的污染，造成得到的淡水難以直接飲用，因此極大地限制了該方法的使用，如何改進正丁烷冷凍法的工藝流程從而得到高品質的淡水直接關系著該方法的未來發展前景。另外，目前與火力發電廠聯合建設的海水淡化裝置一般采用汽輪機低壓抽汽作為動力熱源，被抽出的蒸汽在汽輪機內引起做功不足，因此火電廠的熱經濟性將會降低。如果海水淡化裝置可以合理利用火電廠的廢熱以替代部分抽汽的放熱量，則海水淡化裝置所用抽汽量將減少，火電廠的熱經濟性受到的影響也會變小。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用閃蒸法和冷凍法進行聯合生產的火電廠海水淡化系統，它具備淡化水產量大、淡化水品質高、能量利用率高的特點，從而適合于建設大型的火電廠海水淡化工程的需要。

為實現上述發明目的，本發明的技術解決方案是：

本發明是一種利用閃蒸法和冷凍法進行聯合生產的火電廠海水淡化系統，它包括供水系統、多級閃蒸系統、冷凍系統、壓縮式熱泵系統和火電廠熱系統；所述的供水系統分別通過管道與多級閃蒸系統、冷凍系統、火電廠熱系統連接；所述的冷凍系統依次通過壓縮式熱泵系統、多級閃蒸系統與火電廠熱系統連接；所述的多級閃蒸系統包括排污加熱器、抽汽加熱器、淡化冷凝器與多個帶有冷凝管和淡水槽及鹽水槽的閃蒸室；所述的多個閃蒸室相互連通；從閃蒸室出來的進料海水管道先后曲折或盤旋穿過排污加熱器和抽汽加熱器；末級閃蒸室的鹽水槽內布置換熱管道和壓縮式熱泵系統的冷凝管道，末級閃蒸室除外的其它閃蒸室的淡水槽與淡水匯集管相連接，淡水匯集管與末級閃蒸室的換熱管道相連接；末級閃蒸室的頂部設置蒸汽出口管道，蒸汽出口管道分為兩路支管，一路蒸汽支管曲折或盤旋穿過淡化冷凝器，另一路蒸汽支管與冷凍系統的融化室相連通；所述的冷凍系統包括冷凍室、洗滌室、融化室和多條管道；所述的冷凍室與供水系統的冷凍用水管相連通，所述的洗滌室與供水系統的冷凍回水管相連通，所述的融化室的進汽管道與末級閃蒸室頂部引出的蒸汽管道相連接。

所述的供水系統包括供水池、絕熱冷海水管、冷海水泵、冷卻用水管、閃蒸用水管、冷凍用水管和冷凍回水管；所述的供水池通過絕熱冷海水管與海水連接，在絕熱冷海水管上設置冷海水泵；所述的供水池分別通過冷卻用水管、閃蒸用水管與火電廠熱系統、多級閃蒸系統相連接；所述的供水池通過冷凍用水管、冷凍回水管與冷凍系統相連接。

所述的壓縮式熱泵系統包括蒸發室、壓縮機、冷凝管道、節流閥和多條管道；所述的蒸發室同時作為冷凍系統的冷凍室，所述的冷凝管道布置在多級閃蒸系統的末級閃蒸室的鹽水槽內；在冷凝管道與冷凍室連接的兩條管道上分別安裝有壓縮機和節流閥。

所述的火電廠熱系統包括鍋爐、汽輪機、凝汽器；從鍋爐引出經擴容后的排污水管道穿過排污加熱器后引至其他用熱設備，從汽輪機引出的抽汽管道穿過抽汽加熱器后返回鍋爐，供水系統的冷卻用水管先穿過淡化冷凝器后再曲折或盤旋穿過凝汽器排向外界。

采用上述方案后，本發明具有以下幾個方面的優點：

一、能量利用率高。供水系統通過絕熱冷海水管和冷海水泵抽取大海深處的冷海水，并且通過冷凍用水管、冷凍回水管使供水池與冷凍系統形成了循環回路，由于冷凍系統不斷地向供水池輸送冷凍后的海水，因此供水池的海水溫度將維持在低溫水平，供水系統的水溫與常溫相比大幅度降低。冷海水作為冷凍系統的進料海水，將不需要經過預冷過程，減少了冷凍法的預冷工序。冷海水作為多級閃蒸系統的進料海水，可增加多級閃蒸系統的閃蒸級數，增加淡化水產量。冷海水作為火電廠的冷卻水，將降低排汽的凝結溫度，提高火電廠的熱經濟性。