[发明专利]利用风能、太阳能及热泵技术进行海水淡化、制盐及其副产品综合利用的工艺

权利要求书

1.一种利用风能、太阳能及热泵技术进行海水淡化、制盐及其副产品综合利用的工艺，其特征是按如下工艺步骤：

(1)抽纳海水

利用管道抽取海水，海水含盐度为3.5°Be；

(2)海水物化预处理

首先用pH值＞12的石灰乳调海水的pH值为8，再加入pH为4.5的聚合氯化铝溶液，使海水的pH值为6～6.5达到等电点，然后进行澄清，澄清后的水供下一步骤使用；沉渣水经无带真空过滤机脱水，水重复回用，滤饼作为复合肥原料；

(3)采用反渗透海水淡化系统制饮用水及高浓卤水

采用反渗透海水淡化系统，其流程为连续渐缩工艺，组体装置为三级，每级都有能量回收器及升压泵，各级工作压力在5.5～11MP_a范围内，电耗控制在2～5kw·h/m³；

海水经淡化后，卤水含盐度由3.5°Be上升至14°Be，1m³的3.5°Be海水浓缩为0.245m³的14°Be卤水；每立方米海水净化后能产淡水750kg，其中10％的淡水经超滤处理后作饮用水，其余90％作为生活和农业用水；

(4)空气吹溴系统

经反渗透系统淡化后卤水浓度为14°Be，在温度≥30℃，压力≤1.5Mpa的条件下，利用射流器加酸和氯气，使卤水酸化及氧化，使溴离子变为单体Br液体，从塔顶喷入往下流，将压缩空气从塔底鼓入，与溴液体在塔内逆向对流，把水蒸汽及溴带出塔外，经吸收、冷凝及分离工艺制溴，使卤水得到蒸发，浓度达到16°Be，蒸发淡水量55Kg/m³，1m³的3.5°Be海水浓缩为0.19m³的16°Be卤水；

(5)析除Ca²⁺、Mg²⁺离子

上一步骤来的卤水，加入与Mg²⁺当量石灰乳，反应生成氢氧化镁沉淀，把上清液抽到另一容器加入与Ca²⁺当量的纯碱反应生成碳酸钙沉淀，把上清液排入下工序的太阳池中储卤，以上两种沉淀物分开脱水处理，水重复利用，滤饼作为化工和复合肥原料；

(6)太阳池集热、储热、蒸发浓缩及储卤

利用太阳池中高盐度卤水的梯度差功能，吸收太阳能辐射，进行集热、储热，将卤水蒸化浓缩，使卤水浓度由16°Be升到18°Be，温度由常温升到≥45℃，蒸发淡水量22.7Kg/m³，1m³的3.5°Be海水浓缩为0.1673m³的18°Be卤水；

(7)热泵低温蒸发浓缩系统

利用低温高效节能蒸发工艺，用热泵压缩将低温热能变为高温热能，温度≥90℃，加热卤水进行蒸发，另外利用热泵制冷功能，降低水喷射冷凝器中水的温度≤15℃，提高蒸发效率，减少冷却水用量；从步骤(6)来的卤水温度≥45℃，浓度为18°Be，经过热泵低温蒸发浓缩系统后，卤水浓度升到25°Be，温度≥60℃，蒸发淡水量为55Kg/m³，1m³的3.5°Be海水浓缩为0.112m³的25°Be卤水；

(8)压缩蒸发结晶制盐系统

卤水浓度为25°Be时为饱和卤水，浓缩到26°Be时氯化钠就会结晶析出，采用N效二次蒸汽压缩蒸发结晶工艺，每效蒸发面积相等，首效加热蒸汽压力≥2.2MPa，温度到125℃，其余各效操作压力、温度根据生产能力、蒸汽压缩机技术参数及结晶器规格而定，本系统连续进排料，为顺流流程，排料温度≤65℃，卤水浓度为28°Be，各效压缩加热蒸汽，汇总经闪蒸发器后，水蒸汽再次压缩提高温度到140℃，又作为产品干燥的热源；

(9)离子置换助晶调浆

将步骤(8)排出的盐浆进行固液分离，固体盐加入新鲜卤水调浆，进行离子置换助晶，使原结晶颗粒增大，并增加产量，把28.5°Be的老卤水进行综合利用生产有机复合肥原料；

(10)废渣废液处理实施步骤如下：

①海水预处理的沉淀物经过滤后，滤饼作生产固态肥原料，按固态肥工艺技术标准生产；

②除钙镁离子的沉淀物为氢氧化镁和碳酸钙，其处理方法如下：

a：碳酸钙作为固态肥的填充料或填土硬化场地；

b：氢氧化镁中和反应

氢氧化镁与硫酸进行中和反应，生成硫酸镁液体，一部分为液态肥原料，其余部分作为硫酸镁产品；

③利用卤水浓缩过程中产生的主要物质NaCl、Na₂SO₄和KCl，实施芒硝氯化钾法生产硫酸钾：

(11)其他步骤：离心脱水、干燥、分筛、计量及包装按传统化工工艺进行。