[發明專利]一種反滲透--正滲透--多效蒸餾耦合的海水淡化系統和方法

在審

• 申請號: 201711148339.6
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN109796099A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 孫玉柱;楊燁;宋興福;于建國
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F103/08
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 任艷霞

本發明提供一種反滲透??正滲透??多效蒸餾耦合的海水淡化系統和方法，所述系統包括反滲透海水淡化單元、正滲透單元和高溫多效汲取液回收單元。所述的反滲透海水淡化單元用于原海水的初步淡化，所述的正滲透單元用于反滲透海水淡化單元濃海水的二次提濃，所述的高溫多效汲取液回收單元用于正滲透汲取液的回收與淡水的產生。本發明可實現工業余熱分級利用，同時還可以實現海水淡化淡水回收率的提高與反滲透海水淡化濃海水的深度濃縮。

技術領域

本發明屬于海水淡化和濃海水資源化利用領域，涉及一種反滲透--正滲透--多效蒸餾耦合的海水淡化系統，具體地說，涉及一種反滲透--正滲透--多效蒸餾耦合的海水淡化工藝，包括反滲透海水淡化單元、正滲透單元和高溫多效汲取液回收單元。所述的正滲透單元用于反滲透海水淡化單元濃海水的二次提濃，所述的高溫多效汲取液回收單元用于正滲透汲取液的回收與淡水的產生。本發明可實現工業余熱分級利用，同時還可以實現海水淡化淡水回收率的提高與反滲透濃海水的深度濃縮。

背景技術

海水淡化是應對全球水資源危機、解決水資源短缺的有效途徑之一。目前，主流的海水淡化技術主要可分為熱法和膜法。其中膜法是以反滲透為主，熱法則以多效蒸餾和多級閃蒸為主。反滲透法具有設備簡單、建設周期短、操作方便、能耗低、適應性強等優點。熱法中，多效蒸餾與多級閃蒸相比具有操作溫度低、結垢傾向低、能耗低的優點。因此，對于有大量余熱的情況，多效蒸餾更具有競爭力。

近年來，海水淡化產業近年來呈急劇增長的趨勢，海水淡化過程中產生的濃海水處理問題已成為限制海水淡化發展的重要因素。反滲透產生的濃海水中含有諸多的化學物質，如阻垢劑、消毒劑、pH值調節劑等，同時濃海水溫度、鹽度均高于海水，大量直排入海勢必會破壞海洋生態環境。濃海水中富含鈉、鎂、鉀、鈣、溴等元素，且濃度遠高于海水，若采用分鹽技術對濃海水進行資源化利用，則可以降低海水淡化成本，為推動大規模海水淡化技術的綠色可持續發展提供技術支撐。

正滲透因其能耗低、結垢傾向低、操作溫度范圍廣的特點，正受到越來越多的關注。采用正滲透處理反滲透濃海水，對濃海水進行二次提濃，不僅可以提高淡水回收率，還可以大大降低分鹽流程中的結晶器體積。

發明內容

本發明提供了一種反滲透--正滲透--多效蒸餾耦合的海水淡化系統和方法，能進一步提高淡水回收率，提高濃海水鹽度，降低噸水能耗。

本發明的技術方案如下：

一種反滲透--正滲透--多效蒸餾耦合的海水淡化系統，包括反滲透海水淡化單元、正滲透單元和高溫多效汲取液回收單元，其特征在于：所述的反滲透海水淡化單元包含安保過濾器、加藥系統、高壓泵、反滲透膜元件、能量回收裝置、增加泵、清洗系統、換熱器，所述的反滲透海水淡化單元用于原海水的初步淡化；所述的正滲透單元包含正滲透膜組件，所述的正滲透單元用于反滲透海水淡化單元濃海水的二次提濃；所述的高溫多效汲取液回收單元包括首效蒸發器、若干中間效蒸發器、末效蒸發器、換熱器、冷凝器，所述的高溫多效汲取液回收單元用于正滲透汲取液的回收與淡水的產生。

進一步，正滲透膜組件的進口通過管束分別連接反滲透海水淡化單元出口和高溫多效汲取液回收單元出口，正滲透膜組件的出口通過管束分別連接鈣、鎂結晶單元和高溫多效汲取液回收單元入口。

本發明還提供一種所述一種反滲透--正滲透--多效蒸餾耦合的海水淡化系統的海水淡化方法，所述的反滲透海水淡化單元對預處理后的海水進行淡化處理，得到淡水以及濃海水；反滲透海水淡化單元產生的濃海水連接至正滲透單元進行深度濃縮，產生的淡水作為產品水收集；來自正滲透單元的稀釋的汲取液首先進入首效蒸發器，以加熱蒸汽作為熱源，冷凝后的蒸汽用于反滲透進料的預熱，蒸發器中產生的濃鹽水經濃鹽水輸送管流入下一效；每一效中產生的蒸汽都在下一效中冷凝作為下一效的熱源，冷凝水即作為產品淡水收集；末效產生的濃鹽水即為濃縮的汲取液循環至正滲透單元。