[發明專利]一種基于濃度差的介質可循環的海水淡化系統

有效

• 申請號: 201410010410.4
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103787464A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 張磊;周雅;許伊;魯洋;董明
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C25B1/26;C25B1/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種海水淡化系統，特別是一種基于濃度差的介質可循環的海水淡化系統。

背景技術

現有的海水淡化的方法主要有以下兩種：

（1）蒸餾法

蒸餾法原理。把海水加熱使之沸騰蒸發，再把蒸汽冷凝成淡水的過程即為蒸餾法。蒸餾法是最早采用的淡化法，其優點是結構簡單、操作容易，所得淡水水質好等。蒸餾法有很多種，如多效蒸發、多級閃蒸、壓氣蒸餾、膜蒸餾等。

蒸餾法特點。蒸餾法是一種較早應用的海水淡化法，雖然是一種古老的方法，但由于不斷的改進技術等問題，此法至今仍在被廣泛應用。

（2）反滲透海水淡化系統

反滲透海水淡化系統的技術關鍵在于合理的設計預處理系統、選用合適的高壓泵和能量回收裝置，反滲透中的壓力是由高壓泵提供的，一般在5.0-6.0MPa，整個系統的能量消耗也在此，因此，高壓泵的選擇十分重要，泵主要分為兩大類：葉片式泵和容積式泵，葉片式泵一般用高速泵和多級離心泵，容積式泵用的是往復泵，葉片式泵的流量比較大些，適合用在處理的量大些，不適合用在如船上，海島等小型海水淡化機上，此時一般用容積式往復泵，但葉片式泵和容積式泵的運行曲線是不同的，葉片式泵的壓力有極值，零流量時最大，壓力隨著流量的增大而降低，容積式泵在轉速固定時，流量不變，壓力隨著外界管路阻力的增大而增大。

國外海水淡化工程起步早，目前已向大型化、規模化方向發展。全球每日淡化水產量達?4970?萬噸，其中80%進入自來水的市政管網，尤其在中東等缺水嚴重的地區，美國、新加坡等國的海水淡化利用率也非常高，而我國日產能僅約為67萬噸，相比國外而言仍存在著較大的差距。近年來我國主要應用的反滲透海水淡化技術雖然對海水利用起到了一定的作用，但仍存在著如下問題：①技術和設備與國外有差距，難以參與全球化的市場競爭。我國海水淡化產業雖在政策和技術上取得了重大突破，但一些核心技術和設備還依賴進口，海水淡化行業仍處于規模小、發展慢、成本高、推廣難的階段，離商業化應用還有很長的一段路要走。②價格偏高。比如在天津，居民自來水水價4元/噸，工業為7元/噸，而淡化海水為8元/噸。這也成為了我國海水淡化產業的一個瓶頸。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于解決現有的海水淡化系統規模小，制得的飲用水成本高的問題。

發明內容：本發明提供以下技術方案：一種基于濃度差的介質可循環的海水淡化系統，依次連接海水存放池、高濃度溶液池和電解池；自來水處理廠分別與高濃度溶液池和電解池連接；沉淀溶解池分別與高濃度溶液池和電解池連接；海水存放池和高濃度溶液池之間設有半透膜。

一種權利要求1所述裝置的工藝流程，包括以下步驟：

1）從自來水處理廠向高濃度溶液池中引入淡水，并從沉淀溶解池中向高濃度溶液池中引入CaCl₂溶液使之飽和；

2）海水存放池中濃度較低的海水中的淡水自動透過半透膜流向濃度較高的CaCl₂溶液，產生水頭差，將濃度差中蘊含的滲透壓能轉化為水的重力勢能，水流帶動水輪機轉動發電并進入電解池；

3）電解池中電解裝置電解溶液CaCl₂，在陽極產生Cl₂，運到自來水處理廠，在陰極產生H₂，作為清潔能源進行收集；

4）向電解池中通入CO₂使Ca²⁺沉淀形成CaCO₃，得到淡水，并將淡水輸回自來水處理廠；

5）將CaCO₃輸送到沉淀溶解池中，并在沉淀溶解池中加入HCl生成CaCl₂，得到的CaCl₂重新灌入高濃度溶液池，生成的CO₂重新引到電解池。

作為優化，所述高濃度溶液池和電解池之間設有水輪發電機。

作為優化，所述電解池中設有電解裝置。