[發(fā)明專利]一種PV/T驅(qū)動熱膜結(jié)合海水淡化系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810045482.0
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108203198B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐輝;代彥軍;趙耀;方金虎;麻勝坤
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);浙江漢潤能源科技有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F103/08
• 代理公司: 上海旭誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發(fā)明公開了一種PV/T驅(qū)動熱膜結(jié)合海水淡化系統(tǒng)，涉及海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，包括PV/T子系統(tǒng)，增濕除濕子系統(tǒng)和反滲透膜子系統(tǒng)。其中，PV/T子系統(tǒng)包括逆變器，集熱循環(huán)泵，PV/T集熱器陣列；增濕除濕子系統(tǒng)包括壓縮機，冷凝器，節(jié)流閥，輔助換熱器，一級海水噴淋器，一級加濕器，一級濃海水采集器，熱水循環(huán)泵，出風(fēng)調(diào)節(jié)閥，離心風(fēng)機，冷卻海水循環(huán)泵，蒸發(fā)器，預(yù)冷器，淡水采集器，補水器，二級熱水噴淋器，二級加濕器，浮球閥，二級處理水采集器，殘液排放閥，進風(fēng)調(diào)節(jié)閥；反滲透膜子系統(tǒng)包括海水沉淀池，原水泵，PP棉濾芯，微孔折疊濾芯，增壓泵，RO反滲透膜，紫外殺菌器，顆粒活性炭過濾器，分流三通。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種PV/T驅(qū)動熱膜結(jié)合海水淡化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國目前尚有很多地區(qū)，如島礁、鹽堿地、船艦等，由于地理位置、氣候環(huán)境等原因而存在淡水資源匱乏的問題，淡水稀缺嚴(yán)重威脅了當(dāng)?shù)鼐用竦慕】瞪睢Ｄ壳敖鉀Q淡水供應(yīng)的途徑主要有三種方法：開發(fā)當(dāng)?shù)厮Y源，水利運水以及就地海水淡化。其中開發(fā)當(dāng)?shù)厮Y源以及水利運水均易受地理位置的影響而難以開展，相比之下，海水淡化作為一種建設(shè)規(guī)模靈活、產(chǎn)水水質(zhì)好的技術(shù)可應(yīng)用于淡水資源匱乏的地區(qū)。

目前，快速發(fā)展的反滲透膜海水淡化技術(shù)要直接生產(chǎn)達到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的淡水，仍需要消耗較大的泵功，對電能的依賴程度較高。而海水淡化技術(shù)的另一思路——熱法海水淡化由于其以熱量作為驅(qū)動力，無需再由其他能源形勢轉(zhuǎn)換為熱量，因此近些年受到很大程度的關(guān)注。對于一些淡水需求量相對分散、缺水又缺電的地區(qū)，尤其是對于島礁的前期開發(fā)、守島部隊的崗哨以及遠洋船艦的生活用水及飲用水，這就需要利用低品位能源，如太陽能、風(fēng)能、潮汐能、廢熱等，制造小型化、接口豐富、移動式分散產(chǎn)水的海水淡化設(shè)備來解決缺水問題。

中國專利CN 106986489A和CN107117756A公開了一種熱膜結(jié)合的海水淡化系統(tǒng)，主要包括海水預(yù)處理單元、熱法海水淡化單元和膜法海水淡化單元，該裝置主要利用熱法海水淡化的熱量以提高反滲透膜的膜通量，且將熱法海水淡化所產(chǎn)生的冷卻水直接提供給膜法海水淡化作為原水，使得海水取水量和排水量顯著減少。雖然該裝置以冷卻水的形式回收了熱法海水淡化的熱量來提供反滲透的膜通量，但針對熱法所采用的低溫多效海水淡化裝置，其仍不可避免熱法海水淡化裝置結(jié)垢的問題，同時低溫多效海水淡化裝置復(fù)雜，需要專人維護。中國專利CN 103058438A公開了一種帶汽輪機的熱膜耦合海水淡化系統(tǒng)，包括海水預(yù)處理單元、反滲透單元、低溫多效單元，雖然該裝置以汽輪機帶動高壓泵以減少高壓泵所帶來的高能耗，且從汽輪機排出的乏汽仍可進入低溫多效單元進行換熱，但該系統(tǒng)仍需為汽輪機提供穩(wěn)定的蒸汽來源從而驅(qū)動反滲透單元的增壓泵來工作。因此，該系統(tǒng)對選址、維護要求較為嚴(yán)格，不適合用于獨立的小型海水淡化裝置。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種PV/T驅(qū)動熱膜結(jié)合海水淡化系統(tǒng)，利用PV/T子系統(tǒng)在完成發(fā)電的同時提供增濕除濕子系統(tǒng)所需要的熱量，發(fā)電系統(tǒng)可與原有電網(wǎng)輸配系統(tǒng)無縫對接，利用反滲透膜技術(shù)完成對原海水的初級淡化處理，并以反滲透膜子系統(tǒng)所提供的淡水作為增濕除濕子系統(tǒng)的補充水從而減少對機組的防腐蝕要求，且增濕除濕子系統(tǒng)的冷卻水又可為反滲透膜子系統(tǒng)提供具有一定溫度的海水，增加膜通量，減少滲透壓，利用反滲透膜海水淡化技術(shù)提供日常生活用水，利用增濕除濕海水淡化技術(shù)提供飲用水，實現(xiàn)生活用水、飲用水的分步獨立供應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是開發(fā)一種PV/T驅(qū)動熱膜結(jié)合海水淡化系統(tǒng)，利用PV/T子系統(tǒng)在完成發(fā)電的同時提供增濕除濕子系統(tǒng)所需要的熱量，發(fā)電系統(tǒng)可與原有電網(wǎng)輸配系統(tǒng)無縫對接，利用反滲透膜技術(shù)完成對原海水的初級淡化處理，并以反滲透膜子系統(tǒng)所提供的淡水作為增濕除濕子系統(tǒng)的補充水從而減少對機組的防腐蝕要求，且增濕除濕子系統(tǒng)的冷卻水又可為反滲透膜子系統(tǒng)提供具有一定溫度的海水，增加膜通量，減少滲透壓，利用反滲透膜海水淡化技術(shù)提供日常生活用水，利用增濕除濕海水淡化技術(shù)提供飲用水，實現(xiàn)生活用水、飲用水的分步獨立供應(yīng)。