[發明專利]海水淡化系統

有效

• 申請號: 201280001050.0
• 申請日: 2012-02-15
• 公開（公告）號: CN103370279A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 加藤玲朋;星野正彥;平本康治;藤瀨和彥
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;B01D61/04;B01D61/12;B01D65/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 高培培;車文

技術領域

本發明涉及海水淡化系統。

背景技術

以往，作為從海水得到淡水的裝置，應用如下的海水淡化裝置（以下，稱為反滲透膜裝置）：使施加了壓力的海水向反滲透膜（RO膜：Reverse?Osmosis?Membrane）流通，將海水中包含的鹽分除去，由此從海水生產淡水（透過水）。

以提高反滲透膜的回收率為目的，對向反滲透膜供給的海水進行加熱（例如，參照專利文獻1、2）。

在專利文獻1中，作為對向反滲透膜裝置供給的海水進行加熱的裝置，使用以重油或煤為燃料的鍋爐的蒸氣或熱交換器，對海水進行加熱。而且，在專利文獻2中，在脫鹽處理裝置中，將向膜過濾裝置導入的海水和從膜過濾裝置排出的未過濾液向熱交換器供給，在熱交換器中，使未過濾液與海水進行熱交換而對海水進行加熱。

此外，為了從原水穩定地生產超純水，而在超純水制造裝置中，在原水罐與超純水制造裝置之間設置熱泵，利用排水的廢熱，對向反滲透膜裝置供給的原水進行加熱，而生產超純水（例如，參照專利文獻3）。

【在先技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開平11-267643號公報

【專利文獻2】日本特開2005-144301號公報

【專利文獻3】日本特開昭63-4808號公報

發明內容

近年來，在一整年的某規定的時期，在成為低于規定溫度（例如5℃）的低溫的海域，也明顯地需要使用淡化裝置對海水進行淡化。通常，在對比規定溫度（例如5℃）低的溫度的海水（以下，稱為低溫的海水）進行淡化時，采用蒸發法（多級閃蒸法、多重效用蒸發法、蒸氣壓縮蒸發法等）類型的淡化裝置。

在使用了反滲透膜的海水淡化裝置中，通常在反滲透膜裝置的上游側設有前處理裝置。前處理裝置的處理性能容易受到被處理水的溫度的影響，因此向前處理裝置流通的海水的溫度優選為規定溫度（例如5℃）以上。

因此，將低溫的海水在原有的溫度條件下向前處理裝置供給的情況會導致前處理裝置的功能顯著下降。因此，向前處理裝置流通的海水的溫度優選預先加熱至規定溫度（例如5℃）以上。

當使低溫的海水向反滲透膜裝置流通時，反滲透膜會發生硬化或凍結，因此反滲透膜裝置的功能會顯著下降或停止。由于難以使硬化或凍結了的反滲透膜的透水性能恢復，因此需要更換為新的反滲透膜。

另外，隨著向反滲透膜裝置流通的海水的溫度下降，而反滲透膜的透過水量下降。為了確保透過水量，而需要提高向反滲透膜供給的海水的壓力。在高壓條件下運用反滲透膜助長了反滲透膜的壓密化。尤其是發生了不可逆的壓密化的反滲透膜難以恢復其透水性能，因此需要更換為新的反滲透膜。

因此，將低溫的海水以原有的溫度條件向反滲透膜裝置供給的情況會導致反滲透膜裝置的功能顯著下降。因此，向反滲透膜裝置供給的海水的溫度需要預先加熱至規定溫度（例如5℃）以上。

因此，提出了對海水或原水進行加熱的方法。專利文獻1的加熱方法使用從以重油或煤為燃料的鍋爐產生的蒸氣對海水進行加熱，因此需要大量的燃料，從而需要大型的燃料貯藏設備。而且，僅在海水的溫度比規定溫度（例如5℃）低時利用鍋爐進行加熱，因此鍋爐的運轉率低，從性價比的觀點出發并不經濟。

另外，專利文獻2的加熱方法將膜透過水的一部分送回給原水的加熱用途而使用。因此，在原水溫度低而需要大量的加熱熱量時，僅利用膜透過水難以充分地對原水進行加熱。

另外，專利文獻3的加熱方法以原水溫度5~20℃為對象，但在以原水溫度比規定溫度（例如5℃）低的溫度的原水的加熱為對象時，會導致熱泵容量的增加及消耗電力量的增加，因此從經濟性·運用性的觀點出發，難以適用。

因此，在利用反滲透膜法對低溫的海水進行淡化時，使用專利文獻1~3記載的裝置，難以經濟且穩定地得到淡水（透過水）。

因此，需要開發、實用化一種反滲透膜裝置，其即使在海水溫度比規定溫度（例如5℃）低的溫度的海域中，通過高效地進行海水的加熱及控制，能夠經濟且穩定地得到淡水。

本發明鑒于上述情況而作出，目的在于提供一種通過進行高效的海水的加熱及控制而能夠經濟且穩定地得到淡水的海水淡化系統。

用于解決上述課題的本發明的第一發明涉及一種海水淡化系統，其特征在于，具有：熱交換單元，使用從燃氣發動機產生的熱排水、廢氣、蒸氣中的任一個以上和在熱泵中使用的熱介質，對反滲透膜裝置供給海水進行加熱；及反滲透膜裝置，設置在所述熱交換單元的下游側，將所述反滲透膜裝置供給海水分離成透過水和濃縮水。