[發(fā)明專(zhuān)利]基于微電網(wǎng)供電的鹽堿水淡化循環(huán)系統(tǒng)及用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010137633.2
• 申請(qǐng)日: 2020-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111268844A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 房新力;程開(kāi)宇;富強(qiáng);馬時(shí)浩;鄔雪松;郭捷;蔣夏旻
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F9/10
• 分類(lèi)號(hào): C02F9/10;H02J3/32
• 代理公司: 浙江杭州金通專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于微電網(wǎng)供電的鹽堿水淡化循環(huán)系統(tǒng)。包括取水子系統(tǒng)、過(guò)濾子系統(tǒng)、熱蒸發(fā)子系統(tǒng)、曬鹽系統(tǒng)、微電網(wǎng)系統(tǒng)、過(guò)程控制系統(tǒng)，利用太陽(yáng)光熱將鹽堿地的咸水中鹽分和蒸騰凝結(jié)水有效分離、實(shí)現(xiàn)水資源轉(zhuǎn)化和鹽分轉(zhuǎn)移并加以綜合利用。其中，取水子系統(tǒng)主要從田邊水池取水；過(guò)濾子系統(tǒng)通過(guò)納濾膜系統(tǒng)和反滲透膜系統(tǒng)，進(jìn)行鹽、水初步分離；熱蒸發(fā)子系統(tǒng)通過(guò)太陽(yáng)能加熱濃縮后的濃鹽堿水；曬鹽系統(tǒng)將加熱后的濃鹽水通過(guò)晾曬析出晶體鹽；微電網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)通過(guò)光伏發(fā)電，給整套系統(tǒng)提供電力能源供應(yīng)。本發(fā)明可以作為緩解水資源短缺和改善鹽堿地的重要途徑之一，對(duì)提高干旱地區(qū)人們生活品質(zhì)、改善沙漠干旱區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電網(wǎng)工程應(yīng)用及生態(tài)鹽堿水淡化領(lǐng)域，特別是涉及一種基于微電網(wǎng)供電的鹽堿水淡化循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

干旱地區(qū)淡水資源緊缺現(xiàn)象已成為許多國(guó)家面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題，甚至可能引發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng)。我國(guó)西部及北部的部分地區(qū)其每年降水極為有限，氣候極干旱，區(qū)域年降雨量有的甚至不足100mm，水資源短缺、土壤鹽堿化和土地沙漠化是威脅當(dāng)?shù)鼐用裆娴娜笸怀鰡?wèn)題。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水部門(mén)已經(jīng)開(kāi)始轉(zhuǎn)向考慮對(duì)沙漠化地區(qū)的鹽堿水的循環(huán)利用以緩解干旱壓力和日益加劇的供水矛盾，但因?qū)}堿水缺乏有效的處理技術(shù)，對(duì)鹽堿水資源灌溉利用的利弊得失認(rèn)識(shí)不足，致使灌區(qū)排出的鹽堿水再灌溉后造成土壤更嚴(yán)重的二次污染，對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)影響極大。干旱地區(qū)農(nóng)田排出的大量未經(jīng)處理的鹽堿水不僅浪費(fèi)了有限的水資源，而且給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境帶來(lái)威脅。灌區(qū)排堿溝排水進(jìn)入河流，還導(dǎo)致河水體礦化度不斷升高，引起流域范圍的進(jìn)一步生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。考慮到干旱地區(qū)日照卻相對(duì)充足，利用太陽(yáng)光熱使鹽與水分離是解決上述問(wèn)題的有效手段。利用太陽(yáng)光熱將鹽堿水中鹽分和蒸騰凝結(jié)水有效分離、實(shí)現(xiàn)水資源轉(zhuǎn)化和鹽分轉(zhuǎn)移并加以綜合利用，作為緩解水資源短缺和有效改善鹽堿地的重要途徑之一，不僅是水利和農(nóng)業(yè)科學(xué)面臨的重大研究課題，而且對(duì)提高當(dāng)?shù)厝藗兩钇焚|(zhì)、改善流域生態(tài)環(huán)境具有重要的戰(zhàn)略意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于微電網(wǎng)供電的鹽堿水淡化循環(huán)系統(tǒng)，以緩解干旱壓力和日益加劇的供水矛盾，解決干旱及土地鹽堿化地區(qū)淡水資源不足的問(wèn)題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

基于微電網(wǎng)供電的鹽堿水淡化循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：取水子系統(tǒng)、過(guò)濾子系統(tǒng)、熱蒸發(fā)子系統(tǒng)、曬鹽系統(tǒng)、微電網(wǎng)系統(tǒng)、過(guò)程控制系統(tǒng)；取水子系統(tǒng)的設(shè)置過(guò)濾子系統(tǒng)的進(jìn)水箱，過(guò)濾子系統(tǒng)通過(guò)管路和所述進(jìn)水箱相連；過(guò)濾子系統(tǒng)的淡水出水口與淡水箱相連，過(guò)濾子系統(tǒng)的濃水出口和濃鹽水箱相連，濃鹽水箱通過(guò)管路和熱蒸發(fā)子系統(tǒng)相連，通過(guò)太陽(yáng)能加熱濃縮后的濃鹽堿水；曬鹽系統(tǒng)將加熱后的濃鹽水通過(guò)晾曬析出晶體鹽；微電網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)通過(guò)光伏發(fā)電，給整套鹽堿水淡化循環(huán)系統(tǒng)提供電力能源供應(yīng)。取水子系統(tǒng)包括：取水泵；沙濾罐；進(jìn)水箱。其主要作用是通過(guò)取水泵從野外取水存入沙濾罐，對(duì)水質(zhì)中的沙石泥草等大塊雜質(zhì)進(jìn)行初步沉淀，并將沙濾后的鹽堿水存入進(jìn)水箱進(jìn)入納濾子系統(tǒng)。

取水子系統(tǒng)包括取水泵、沙濾罐、進(jìn)水箱；取水泵、沙濾罐、所述進(jìn)水箱通過(guò)管路依次連接。

過(guò)濾子系統(tǒng)包括納濾膜系統(tǒng)、濃水箱、反滲透膜系統(tǒng)；納濾膜系統(tǒng)的設(shè)置目的是初步分離氯離子、水分子和其他二價(jià)及高價(jià)離子；含二價(jià)及高價(jià)離子的鹽堿水進(jìn)入濃水箱進(jìn)而排出；含氯離子的濃鹽水反滲透系統(tǒng)進(jìn)一步分離；本單元系統(tǒng)為高壓濃縮系統(tǒng)，回收90％的淡液，使得進(jìn)入后續(xù)熱蒸發(fā)子系統(tǒng)的水量減少，以減少熱蒸發(fā)需要的熱量；

納濾膜系統(tǒng)的進(jìn)口通過(guò)管路和取水子系統(tǒng)的進(jìn)水箱相連，納濾膜系統(tǒng)的淡鹽水出口和反滲透膜系統(tǒng)相連，納濾膜系統(tǒng)的濃水出口和濃水箱相連；

反滲透膜系統(tǒng)的淡水出口與淡水箱相連，濃鹽水出口和濃鹽水箱相連。

熱蒸發(fā)子系統(tǒng)包括：冷凝器；光伏加熱系統(tǒng)；蒸發(fā)器；冷鹽堿水經(jīng)蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽在冷凝器中加熱后進(jìn)入光伏加熱系統(tǒng)，被基礎(chǔ)加熱后的鹽堿水再進(jìn)入光伏加熱系統(tǒng)加熱，提高了加熱效率，且產(chǎn)生的蒸汽冷凝水可以作為蒸餾水使用，而蒸汽的來(lái)源為對(duì)鹽堿水蒸發(fā)獲得；其中的結(jié)構(gòu)包括：