[发明专利]一种低成本的海水淡化工艺

说明书

发明领域

本发明涉及海水淡化工艺。

背景技术

世界两大环境问题，第一是全球气候变暖，第二是水资源危机。对于第一条，人们 已经展开实质性的行动以减少温室气体的排放，减少热污染；对于第二条，人们也意识 到了问题的严重性，“世界未来争夺资源的战争将会由水引发”、“能源危机之后，下一 场危机将轮到水危机”等说法决非危言耸听。在这种形势下，海水淡化技术日益受到人 们的重视，尤其是低能耗的、能减少热污染的海水淡化技术更是研发的重点。目前，国 内外最成熟的技术是多级闪蒸法(MSF)和反渗透法(RO)，占有绝大部分的市场份额， 但是这两种方法操作能耗或生产成本均较高，因为MSF法除热源外还需要真空设备， 而RO法则需要加压设备，均需消耗大量电能。

由于化石能源的日益枯竭，对于新能源的开发使用量越来越高，比如核能，全世界 的核电站数量越来越多，与热电厂类似，非直排式(直排式为海水直接循环冷却)核电 站会产生大量的冷凝液(70～80℃左右)，这部分冷凝液须经过降温冷却后，才能循环 使用。因此若能将其中的热量回收利用，则是既避免浪费能源又可使环境免遭热污染的 双赢之举。

针对以上情况，本发明提出一种利用余热资源的低能耗的海水淡化新工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种海水淡化新工艺，该工艺适用于有大量余热资源的场合， 如热电厂、核电站等。通过该工艺回收利用冷凝水中的低品位热能以低成本从海水中获 取淡水(接近去离子水)，同时使冷凝水降温后被送回到蒸汽发生系统循环使用。

本发明的目的通过以下工艺流程来实现：

一种低成本的海水淡化工艺，如图1所示，它由下列步骤组成：

步骤1.自然海水通过管道1进入预处理系统S-01，利用预处理装置除去其中的有 机物和泥沙颗粒等固形杂质，然后通过管道2进入海水贮罐V-01，再经管道3被离心 泵I P-01送出后分为两股，一股经管道6进入换热器I E-01，被加热至30～60℃后输 送至洗涤增湿塔T-01顶部，而其热源为雾化室T-02顶部物料；另一股经管道4进入换 热器IV E-04，被升温至60～80℃后经管道5送至雾化室T-02喷雾，当此高温海水被雾 化时，即产生大量水雾，由于气流和热流的双重作用，其中的盐份与淡水水雾在水雾上 升运动过程中得以分离(主要基于密度的差别)；

步骤2.自然空气通过鼓风机G-01，经管道8输至换热器II E-02加热至35～55℃后 再进入洗涤增湿塔T-01底部，在塔中上升，与从塔顶喷淋而下的热海水逆流接触，在 此过程中一方面空气被洗涤净化，另一方面得以升温增湿，使其中水蒸汽含量达到该操 作条件下的饱和，然后经管道10送入换热器III E-03，洗涤增湿塔T-01底部流出的海 水经管道12进入海水贮罐V-01循环使用。当操作运行时，管道12排出的海水浓度提 高到一定值时可以被送至浓缩海水储罐V-03，被用于盐业的制卤生产或作为盐化工的 原料；

步骤3.由换热器III E-03流出的饱和湿空气被继续加热至70～80℃后进入T-02，在 上升过程中接触到在T-02中被雾化了的高温海水，使海水中的水份部分汽化为水蒸汽 并上升，与此同时，由于上升饱和湿空气和上升水蒸汽的双重作用，使得雾化海水中的 盐份与淡水水雾得以分离，上升至T-02顶端并通过顶部管道13流出的流体主要为空气、 水蒸汽和淡水水雾，而在T-02中下降的液相主要是含盐量较高的浓缩海水，只要T-02 中上升气流的速度控制的适当，可保证上升的气流中仅为空气、水蒸汽和淡水水雾；

步骤4.经管道13流出的空气、水蒸汽和淡水水雾一道进入换热器I E-01被冷却 至5～30℃，冷却介质为即为当地温度的海水，冷凝后的淡水经管道14进入淡水收集 槽V-02，不凝的低温空气则经管道21返回至鼓风机G-01循环利用，而雾化室T-02底 部收集的浓缩海水(40～65℃)则经管道15和离心泵IIP-02送入洗涤增湿塔T-01塔顶 作喷淋增湿之用，此外，只要调节管道15和管道7的流量比例，就可控制洗涤增湿塔 T-01下部被浓缩的海水的浓度。

步骤5.70-80℃冷凝液经管道18进入换热器III E-03，降温冷却至40～60℃后再经 管道19进入换热器II E-02进一步降温至5～35℃送回。