[實用新型]一種海水綜合利用裝置

有效

• 申請號: 201520123292.8
• 申請日: 2015-03-03
• 公開（公告）號: CN204508892U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 寧澤宇;劉馨井雨;梁雪融;譚盼;鄧文高;周霞;周力平
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;F03B13/00;C02F103/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 溫珊姍;許蓮英

技術領域

本實用新型涉及海洋技術及發電設備技術領域，具體的說是一種海水綜合利用裝置。

背景技術

淡水和海水或者低鹽度溶液與高鹽度溶液混合所釋放的可持續能源可通過正滲透來獲得，在滲透系統中，水分子通過半透膜從低濃度溶液滲透到高濃度溶液加壓，加壓滲透液推動渦輪機發電，正滲透可看作是反滲透的相反工藝，反滲透是利用外加壓力來抵消并超越原料液滲透壓力來進行海水淡化，而正滲透是海水利用滲透壓力來汲取淡水從而誘發水壓，因為和反滲透的相似性，正滲透工藝可依靠反滲透的已有組件來實現。滲透能指的就是海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同水體之間的化學電位差能，主要存在于河流入海口和部分內陸咸水湖，是一種儲量巨大的可再生能源，產出的能量不僅可預測，而且產量穩定，有別于太陽能和風能，它既不產生垃圾，也沒有二氧化碳的排放，更不依賴天氣的狀況，可以說是取之不盡，用之不竭。利用滲透能發電的關鍵技術就是半透膜組件的制作工藝及利用方式。

現有的半透膜組件是開放式的薄膜，這樣的結構滲透率不高，不同濃度溶液的水分流動速率小，導致了渦輪機的水流量不大，從而導致了發電機效率不高；而且滲透膜管中的水流量不易控制，一旦水流量增大，極易產生爆管事故；此外發電剩余的尾水一般沒有任何處理措施，直接排入水體，帶來?潛在的資源浪費和環境危害；同時在海水淡化技術已成熟的今天，經濟性是決定其廣泛應用的重要因素。在國內成本過高一直被視為是海水淡化難以大膽使用的主要制約因素。

實用新型內容

本實用新型的目的在于為了避免上述現有技術的不足而提出一種海水綜合利用裝置，該裝置主要從正滲透發電和反滲透海水淡化兩個方面進行系統組合，通過采用閉合式滲透管道進行發電的方法提高滲透發電的效率，通過將滲透發電的尾水作為海水淡化的引水來源來有效降低海水淡化的預處理成本，另外通過在滲透管內安裝傳感器來監測水流流速來使整個過程更加安全可控防止意外事故的發生，最后海水淡化之后的高濃度鹽水可排入海水系統中進行濃度補充進一步保證發電效率，從而實現高效循環作業，顯著提高海水的綜合利用效率和整體經濟社會效益。

本實用新型海水綜合利用裝置，包括引水管1、滲透管2、進水管3、發電機4、輸水管5、反滲透海水淡化裝置6、尾水管7依次連接，所述引水管1的進水口和尾水管7的出水口均位于海水中；

所述引水管1傾斜向下放置，引水管1末端彎折延伸至淡水池內；滲透管2傾斜向下放置，其延伸方向平行于淡水池；進水管3彎折延伸至與發電機4相接；輸水管5傾斜向上放置，繼而與反滲透海水淡化裝置6的引水泵相接；所述滲透管2內設有傳感器，用于監測流速與水壓。

所述引水管1末端彎折處和進水管3彎折處均為圓弧彎管，用于減少局部水頭損失。

所述滲透管2由滲透膜管9、保護管10和防淤管11組成，所述滲透膜?管9為正滲透膜管，透水分子不透離子；滲透膜管9內置和外套保護管10，所述保護管10為有機高分子聚合材料，抗壓同時不滯水；保護管10外套防淤管11用于攔污過濾，所述防淤管11為密織網狀管，防淤同時不滯水。

所述傳感器8位于滲透膜管9內，傳感器8包括壓力傳感器和流速傳感器，壓力傳感器用于實時監控管內壓強、防止爆管，流速傳感器用于監控管內流速從而監測發電效率。

所述發電機4為可將流速水頭轉化為電能的沖擊式水輪發電機。

所述反滲透海水淡化裝置6是利用反滲透原理進行海水淡化的裝置或機廠設備，包括引水泵和反滲透海水淡化組件兩大部分。

本實用新型的工作原理是：海水經由引水管引入滲透管道之中，滲透管道中的海水由于滲透壓比環境中的淡水高，于是淡水不斷透過滲透膜進入滲透管中，增大管內壓強從而增大管中水流的流速水頭，被加速的水流通過進水管進入水輪發電機沖擊水輪機進行發電，發電之后的尾水由于被淡水稀釋在被海水淡化裝置經由輸水管道引入進行反滲透法海水淡化時可降低預處理成本，海水淡化裝置工作之后的高濃度海水可經由尾水管排入海水系統中進行濃度補充，重新進行循環發電。

滲透管發電過程中的能量轉換主要是將海水和淡水之間由于溶液物質的量濃度梯度差所蘊含的化學微勢能轉化為滲透管中增大的以流速水頭為主的宏觀水流機械能，進而經由水輪發電機轉化為安全穩定可直接利用的電能。

以上所述為一個基本循環單元的裝置組成布置，滲透管和引水輸水管道均為單個單元管，為提高效率擴大規模可進行一定間距空間重復布置。

本實用新型的有益效果是：