[發(fā)明專利]一種深度節(jié)能型海水淡化裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610833197.6
• 申請日: 2016-09-19
• 公開（公告）號: CN106277142B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 胡雪蛟;章先濤;劉會曉
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C02F1/16
• 分類號: C02F1/16;C02F1/04;C02F103/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 汪俊鋒

本發(fā)明公開了一種深度節(jié)能型海水淡化裝置，包括吸收式蒸汽增壓裝置和低溫海水淡化裝置。本發(fā)明利用工業(yè)廢熱將低溫低壓的一次蒸汽經(jīng)過吸收式增壓系統(tǒng)變成溫度和壓力都有一定升高的二次蒸汽，升溫后的二次蒸汽又可以作為熱源加熱海水產(chǎn)生新的一次蒸汽，同時二次蒸汽冷凝為淡水，如此循環(huán)進行。本發(fā)明在低溫海水淡化基礎上進一步提高了產(chǎn)水率，特點是將吸收式增壓系統(tǒng)和低溫海水淡化技術相結合，并引入海水局部加熱理念，巧妙設計使得系統(tǒng)可直接回收利用化工行業(yè)中低位熱能，無冷凝器設計對蒸汽冷凝熱進行了深度回收利用。

技術領域

本發(fā)明涉及一種深度節(jié)能型海水淡化裝置，屬于海水淡化與節(jié)能減排領域。

背景技術

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人類生活水平的不斷提高，水資源作為一種基礎性資源，已成為制約經(jīng)濟社會發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題。尤其在中國，中國人均水資源只有2100m³，僅為世界平均水平的28％；僅僅北京2012年水資源消耗水平高出總供水量的70％，水資源不足已越來越成為我國高速發(fā)展的瓶頸。作為一種穩(wěn)定的且不受限制的淡水補充途徑，海水淡化是解決天然淡水資源缺乏的最具前景的方法之一。熱法海水淡化預處理簡單，維修周期長，但常規(guī)熱法海水淡化以消耗高品位能源為代價來換取淡水，熱源成本使得淡化成本非常高。利用創(chuàng)新的方法減少海水淡化中能耗問題是解決海水淡化技術難以大面積推廣的首要問題。海水淡化與能源密集型行業(yè)聯(lián)合制水，利用低品位低溫余熱為熱源是熱法海水淡化技術發(fā)展的方向，具備單一海水淡化技術不可比擬的優(yōu)勢。

利用低品位熱源進而減少熱法海水淡化熱耗成本有很多新的方法，比如低溫多效技術，其關鍵是多級多效的使用以及低品位蒸汽的利用大大降低了熱源成本，能利用低至70℃蒸汽作為海水淡化熱源，將制水成本降到了6-8元/噸，但該技術的發(fā)展方向是萬噸級超大規(guī)模制水，對小規(guī)模工程中噸水成本仍然較高。另一種方法，如毛細力驅動技術，該技術以金屬粉末燒結多孔體為蒸發(fā)面，利用毛細力對蒸發(fā)面補水，減少了傳統(tǒng)技術海水補充的動力泵的使用，同時降低了海水淡化的溫度，可利用低至33℃的熱源。但是典型的毛細力驅動淡化技術有一個致命劣勢，就是蒸發(fā)器使用金屬固相燒結技術，該方法成本高昂，高溫燒結工藝復雜，另一個存在的重大問題在于運行后期結垢結晶堵住蒸發(fā)面，難清洗，可以說固相燒結多孔蒸發(fā)面是系統(tǒng)正常運行中難以避免的一個瓶頸問題。專利申請?zhí)枺?01510892409.3，提出了一種海水淡化處理裝置，利用毛細驅動實現(xiàn)低溫海水淡化，蒸發(fā)器采用常規(guī)肋片式固體燒結多孔體，蒸發(fā)器存在蒸汽通道，減小了換熱面積，如果想要大規(guī)模產(chǎn)水，整個裝置就很龐大；另外采用肋片導熱毛細芯，增大了導熱熱阻，阻礙換熱；同時肋與毛細材料需要緊密接觸(過盈接觸)，對肋表面和毛細芯蒸發(fā)面的平整度要求非常高，精度需控制在0.1微米，使得該方案一直限制在實驗室規(guī)模使用。為了解決肋片導熱熱阻大，平整度要求高限制大規(guī)模應用的問題。專利申請?zhí)枺?01510850716.5，提出了一種毛細驅動海水淡化蒸發(fā)器，蒸發(fā)室采用平板式一體化固相燒結多孔體，解決了肋片導熱熱阻大，平整度要求高的難題，但仍存在一個致命問題——大規(guī)模應用中換熱面成本是常規(guī)低溫多效海水淡化成本的10-50倍，成本非常高；更為嚴重的是固相燒結使得裝置在運行過程中，鹽分在表層或者內(nèi)部結晶，極易堵塞多孔體，毛細層結垢結晶難以處理，清洗問題難以解決；另外，當蒸發(fā)室不凝氣過多或者蒸汽產(chǎn)生速率過快時，會致使多孔體和海水側隔開，導致多孔體無法吸液的問題。