[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用风能、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。

背景技术

我国海岸线很长，是海盐生产大国，但是生产技术落后，不能实现厂房化现代化生产，同现代科技发展不相符：(一)年产一吨海盐要占沿海滩地250m²，按全国年产3000万吨计，占用滩地750万公顷，占用大量珍贵的土地资源；(二)露天作业，技术含量低，劳动负荷重，生产成本高，企业效益差；(三)海盐结晶工艺为露天滩晒，受自然条件制约，不能做到稳产高产，产品质量不符合食品卫生安全；(四)滩晒海盐时老卤收集困难，任意排放，严重影响沿海的生态环境；(五)海盐生产过程中蒸发了大量淡水，每产一吨盐约蒸发35吨，没有回收利用，造成资源极大浪费；(六)目前的真空制盐，每产一吨盐要消耗280公斤煤，全国年产三千万吨盐，每年消耗燃煤840万吨，浪费资源，污染大气，与国家提倡的节能减排背道而驰。

发明内容

本发明的目的是利用可再生能源搞海水淡化，保证人类淡水资源的安全，同时克服海盐、化工生产技术中存在的缺陷，提供一种能充分利用风能、太阳能、热泵技术进行海水淡化、制盐及其副产品综合利用的工艺。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为，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5.5～11MP²范围内，电耗控制在2～4kw.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、冷凝及分离等工艺制溴，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硫酸钙沉淀，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。同时太阳池的容积大，利用它来储卤，能保证上下工序的生产连续性，实现生产工艺的物料平衡；

(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