[發(fā)明專利]一種海水淡化系統(tǒng)與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710482067.7
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107200372B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 袁越錦;熊云;徐英英;曹博濤;王棟
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 齊書田

本發(fā)明公開了一種海水淡化系統(tǒng)及方法，包括集熱單元：用于將太陽能收集儲存；制冷單元：利用集熱單元儲存的熱量作為驅(qū)動熱源用于制冷而產(chǎn)生冷量；蓄冷單元：用于將制冷單元產(chǎn)生的冷量儲存；廢熱儲存單元：用于將電廠廢棄的熱量收集儲存；低溫蒸餾單元：利用廢熱儲存單元儲存的熱量將海水蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，然后利用蓄冷單元儲存的冷量將蒸汽凝結為淡水。本發(fā)明將工業(yè)廢熱用于海水的蒸發(fā)過程，利用太陽能進行噴射制冷為海水蒸汽凝結提供冷負荷，解決了太陽能海水淡化裝置中蒸汽凝結所需冷負荷的動態(tài)匹配問題，降低了海水淡化的成本，還可以充分利用工業(yè)廢熱，提高能源利用效率，減少環(huán)境污染。

技術領域

本發(fā)明涉及海水淡化技術領域，具體涉及一種海水淡化系統(tǒng)與方法。

背景技術

海水淡化即利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水，是實現(xiàn)水資源利用的開源增量技術，可以增加淡水總量，且不受時空和氣候影響，可以保障沿海居民飲用水和工業(yè)鍋爐補水等穩(wěn)定供水。由于海水淡化過程耗能較大，如何充分利用各種能量，降低能耗、提高產(chǎn)水效率是海水淡化技術的重點。太陽能作為一種可再生的能源，輻射強度非常大，既可免費使用，又無需生產(chǎn)、運輸，而且對環(huán)境沒有任何污染；工業(yè)生產(chǎn)中，廢熱溫度一般能達到70-120℃，其中廢熱中蘊含大量的熱量，所以將太陽能和工業(yè)廢熱結合起來運用于海水淡化過程不僅能減緩能源壓力，環(huán)境危機，也能減緩地域性缺水問題。

目前所用的主流海水淡化方法有熱法海水淡化和膜法海水淡化，其中熱法海水淡化因其可以利用低品位的熱能，如太陽能、工業(yè)廢熱等，而被廣泛地運用。然而，太陽能具有能量密度低、日照間歇性的缺點導致海水淡化效率低下，這制約著其在海水淡化方面的應用。在太陽能海水淡化系統(tǒng)中，蒸汽凝結時需要大量的冷量，通常情況都是選用海水作為冷卻水，由于蒸汽凝結時釋放的是潛熱，而冷卻蒸汽是利用海水的顯熱變化來滿足冷負荷需要，我們需要大量的冷卻水來滿足蒸汽液化時冷量的需求，而為了保證產(chǎn)水率，冷卻水泵功率是按最大蒸汽產(chǎn)量所需冷卻水進行配備。太陽能存在能量密度低、日照間歇性和不穩(wěn)定性等缺點，致使太陽能海水淡化裝置中蒸汽產(chǎn)量并不穩(wěn)定，從而造成了不必要的冷量和功耗浪費。并且，在夏季的時候，海水的溫度較高，選用海水作為蒸汽凝結的冷卻水會使蒸汽冷凝速度降低，從而導致產(chǎn)水率降低；而在工業(yè)生產(chǎn)中工業(yè)廢熱利用率較低下甚至通常未加以回收利用直接排放到環(huán)境中，不僅造成能源浪費，還污染環(huán)境，所以很有必要將這部分工業(yè)廢熱回收利用，用于提供海水蒸發(fā)所需的熱量，既可以降低海水淡化成本，又可以提高能源的利用效率，減少環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種海水淡化系統(tǒng)與方法，以克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明將工業(yè)廢熱用于海水的蒸發(fā)過程，利用太陽能進行噴射制冷為海水蒸汽凝結提供冷負荷，解決了太陽能海水淡化裝置中蒸汽凝結所需冷負荷的動態(tài)匹配問題，降低了海水淡化的成本，還可以充分利用工業(yè)廢熱，提高能源利用效率，減少環(huán)境污染。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種海水淡化系統(tǒng)，包括：

集熱單元：用于將太陽能收集儲存；

制冷單元：利用集熱單元儲存的熱量產(chǎn)生冷量；

蓄冷單元：用于將制冷單元產(chǎn)生的冷量儲存；

廢熱儲存單元：用于將電廠廢棄的熱量收集儲存；

低溫蒸餾單元：利用廢熱儲存單元儲存的熱量將海水蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，然后利用蓄冷單元儲存的冷量將蒸汽凝結為淡水。

進一步地，集熱單元包括太陽能集熱器，太陽能集熱器的兩端通過連接管連接至發(fā)生器，發(fā)生器中設有制冷劑，所述制冷劑能夠通過吸收太陽能集熱器的熱量產(chǎn)生高溫高壓制冷劑蒸汽，且連接管上設有循環(huán)水泵。

進一步地，制冷單元包括連接在發(fā)生器出口端的雙級射流泵，雙級射流泵的出口端連接有冷凝器，冷凝器的出口端分別通過節(jié)流閥和增壓泵連接至蒸發(fā)器和發(fā)生器，蒸發(fā)器的制冷劑出口連接至雙級射流泵的一級吸口；