[發明專利]一種高產水率海水淡化系統及運行方法

有效

• 申請號: 202010029836.X
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111186950B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 王宇;嚴俊杰;劉明;劉榮堂
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F103/08
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

一種高產水率海水淡化系統及運行方法，該系統包括依次相連的鹽水加熱器、多級閃蒸熱回收段、多級閃蒸熱排放段、攪拌混合器、高溫分離罐、換熱器、低溫分離罐、定向溶劑加熱器、熱回收器及真空除氧器；將多級閃蒸工藝排放的高溫濃鹽水與加熱后的定向溶劑混合，再分離后，冷卻溶解水的定向溶劑，純水析出后與定向溶劑分離。通過定向溶劑加熱器控制攪拌混合器和高溫分離罐的工作溫度；通過換熱器控制低溫分離罐工作溫度；本發明提高了整體系統的系統產水率和能量利用效率，降低了系統排放濃鹽水的溫度，減輕了對生態環境的熱污染。

技術領域

本發明涉及海水淡化技術領域，具體涉及一種高產水率海水淡化系統及運行方法。

背景技術

多級閃蒸海水淡化技術是一種可靠的能夠緩解水資源短缺的技術，具有運行穩定、結構簡單和產水量大的優點。但是，多級閃蒸工藝依然是一種能量密集型海水淡化方式，降低多級閃蒸海水淡化系統能耗能夠有效降低居民用水成本。同時，多級閃蒸工藝會排放大量高于環境溫度的濃縮海水，對周圍水體造成熱污染。定向溶劑萃取技術可以利用定向溶劑將水從鹽水中提取出來，然后利用不同溫度下水在定向溶劑內的溶解度差將純水分離出來。但是定向溶劑萃取技術，海水預處理成本較高，熱耗量較高。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明提出一種高產水率海水淡化系統及運行方法,將多級閃蒸系統排出的具有一定溫度的濃海水與高溫的定向溶劑混合，定向溶劑將水從濃海水萃取溶解，進入高溫分離罐分離，隨后將溶解水的定向溶劑冷卻，在低溫分離罐將純水與定向溶劑分離。本發明能夠回收多級閃蒸不能利用的余熱，實現能量的梯級利用，提高系統產水率，降低產水能耗，同時能降低排放海水的溫度，減輕熱污染。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高產水率海水淡化系統，包括相連的鹽水加熱器1、多級閃蒸熱回收段2、多級閃蒸熱排放段3、攪拌混合器5、高溫分離罐6、換熱器7、低溫分離罐8、定向溶劑加熱器9、熱回收器10及真空除氧器4，海水進入多級閃蒸熱排放段3蒸汽側作為冷卻水；部分冷卻海水流出多級閃蒸熱排放段3后直接排放，剩余的海水作為補充海水進入真空除氧器4，除氧后進入多級閃蒸熱排放段3液側，然后進入多級閃蒸熱回收段2蒸汽側，經鹽水加熱器1加熱后進入多級閃蒸熱回收段2液側后再進入多級閃蒸熱排放段3液側；攪拌混合器5兩個入口分別與多級閃蒸熱排放段3濃海水出口和定向溶劑加熱器9出口連通；高溫分離罐6入口與攪拌混合器5出口連通；換熱器7熱側分別與高溫分離罐6含水定向溶劑出口和低溫分離罐8入口連通，自然海水進入換熱器7冷側，換熱器7出口與多級閃蒸熱排放段3蒸汽側冷卻海水出口匯合；低溫分離罐8定向溶劑出口經過熱回收器10與定向溶劑加熱器9入口相連；真空除氧器4通過閥門與多級閃蒸熱排放段3汽側相連；熱回收器10冷側與低溫分離罐8定向溶劑出口和定向溶劑加熱器9入口相連，高溫分離罐6濃鹽水出口進入熱回收器10熱側被冷卻后直接排出。

所述定向溶劑加熱器9布置在多級閃蒸熱排放段3內，定向溶劑包括但不限于辛酸或癸酸，能夠從海水中提取純水的此類物質均可作為定向溶劑。

進入攪拌混合器5的定向溶劑和多級閃蒸熱排放段3排出的濃海水的體積流量之比為(0.9～1.1)：1，攪拌混合器的工作溫度為40～60℃。

濃鹽水在高溫分離罐6被分離，高溫分離罐6工作溫度為40～60℃；產品純水在低溫分離罐8被分離，低溫分離罐8工作溫度為15～30℃；換熱器7的冷卻工質可以是多級閃蒸熱排放段3引入的自然海水，也可以是更低溫的深層海水。