[發明專利]一種海島用太陽能膜蒸餾海水淡化裝置

無效

• 申請號: 201210286539.9
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN102826700A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 傅葉明;吳益爾;馮濤;金王勇;朱春軍
• 申請（專利權）人: 浙江東大環境工程有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F103/08;B01D61/36
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 胡根良

技術領域

本發明涉及一種水處理裝置，具體講涉及太陽能海水淡化膜蒸餾。

背景技術

海水淡化是最經濟并且有利環境的淡水取用方式,已成為大規模開辟新水源、解決日益嚴重的世界性缺水問題的首選方案。目前,工業上大規模使用的海水淡化方法主要是蒸餾法和膜法兩種。20世紀50年代初,膜技術被應用于海水淡化,到20世紀70年代膜法海水淡化已商品化,現在已成為最經濟的海水和苦咸水淡化技術。膜技術在海洋資源深度開發利用中正在發揮重大作用。近20多年來發展的新型膜分離技術———膜蒸餾技術,隨著膜制備技術的日趨成熟,已逐漸走向工業化。與傳統的分離過程相比,膜蒸餾過程具有可利用低品質熱源(如太陽能、地熱、廢熱)、截留率高、設備簡單、操作方便等優點。在能源日益緊張的現代社會,膜蒸餾海水淡化技術無疑具有很大的競爭力。

我國面積大于500平方米的島嶼有6500多個，但因淡水缺乏僅有400多個島嶼有常住居民。目前中國的海島基本上還是依賴于補給船補給淡水，費用高昂，而且對于非常偏遠的海島，存在電力不足或根本無法供電的情況，其他海水淡化設備根本無法運行，遇到戰爭等非常時期，補給線容易被切斷，使得海島國防、生產及生活等極為被動。但是在海島上，雖然電力匱乏，但太陽能資源豐富，若能有效地利用太陽能實現海水淡化，就能實現不依賴于遠洋供給和電能，解決生活及飲用水問題。本發明研制出完全以太陽能為驅動力，實現海水淡化膜蒸餾裝置全自動運行，特別適用于海島等根本無電力的地區。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種利用太陽能的膜蒸餾海水淡化裝置，該裝置完全利用太陽能，使用具有內部熱能回收功能的膜組件，采用膜蒸餾的原理，實現海水淡化。該裝置可以在無任何電能供應的海島，持續穩定的為居民供應生活用水及飲用水。該裝置使用具有內部熱能回收功能的膜組件，省去了換熱器，避免了金屬換熱器的腐蝕問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種海島用太陽能膜蒸餾海水淡化裝置，其特征在于：包括膜組件、過濾器、原水泵、太陽能加熱器、太陽能熱電系統、淡化水箱及連接各部件的管路，所述原水泵與過濾器的進口連接，過濾器的出口與膜組件的冷海水進口連接，膜組件的冷海水出口與太陽能熱水器的進水口連接，太陽能熱水器的出口與膜組件的熱海水進口連接，膜組件的底部產水口與淡化水箱連接。

所述的膜組件共有六個接口，分別為熱海水進口、熱海水出口、冷海水進口、冷海水出口、排氣口與產水口，組件內部中空纖維膜組以片狀簾式形式平行排布。

所述的中空纖維膜組所用的膜絲材質為聚四氟乙烯（PTFE）,膜絲外徑為2.0-2.5mm，內徑為0.6-1.5mm，平均孔徑為0.05-0.5μm，孔隙率為50-85%。

所述的PTFE中空纖維膜組，膜絲數量為50-200根，膜絲長度為0.6-1.5m。

所述的PTFE中空纖維膜組按照功能，可分為熱海水膜組與冷海水膜組，組件內的熱海水膜組與冷海水膜組交錯排列，膜組數量為5～50片，間隔距離1-10mm。組件內部每片冷熱海水膜組兩端都具有進、出水口，并聯連接后，接口分別與組件冷熱水進出口連接。

所述的原水泵為耐腐蝕的輸水泵或水氣混合泵。

此種海島用太陽能海水淡化膜蒸餾裝置工藝過程為：

海水通過原水泵提升，經過過濾器初步過濾，去除海水中固體顆粒及膠體，避免造成膜組件污染。過濾后的冷海水由膜組件的冷海水進口進入并均勻流入所有冷海水膜組，于此同時，太陽能熱水器中經過升溫的熱海水由膜組件的熱海水進口進入并均勻流入所有熱海水膜組。其中冷海水自下而上經過冷海水膜組，熱海水自上而下經過熱海水膜組，由于溫度差導致的蒸汽壓差作用，熱海水中的一部分水分子會以蒸汽狀態穿過膜的微孔，在冷海水側膜絲表面凝結成液態純凈水，由組件底部產水口流出至淡化水箱。冷海水膜組在起到冷凝作用的同時，其中流過的冷海水吸收大量冷凝潛熱，被升溫至40-50攝氏度，在此溫度下的冷海水一方面可以在組件內形成二次膜蒸餾，另一方面此料液從組件的冷海水出口流出，流入太陽能熱水器，經過加熱后作為熱海水進入組件。如此循環，在連續獲得高品質淡水的同時充分利用了膜蒸餾過程中的冷凝潛熱，減小了太陽能熱水器的規模。

本發明的海島用太陽能海水淡化膜蒸餾裝置具有熱回收率高、設備簡單、無需電力、操作成本低等優點。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

圖1是本發明實施例的工藝流程圖。