[发明专利]基于钢铁厂废热水余热利用的节能型蒸馏淡化系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及蒸馏海水淡化及钢铁厂余热余能回收利用技术领域，特别涉及一种基于钢铁厂废热水余热利用的节能蒸馏淡化系统及方法。

背景技术

海水淡化是一门从海水中获取淡水的水源增量技术，是解决淡水资源短缺、保障用水安全的可靠途径。根据分离技术原理的不同，海水淡化通常可分为以消耗热能为主的蒸馏法(如多级闪蒸、多效蒸馏、压汽蒸馏等)和以消耗电能为主的膜法(如电渗析、反渗透等)两大类。其中蒸馏法海水淡化的热源主要来自于商品蒸汽、余热或太阳能等，主要用来为蒸发海水提供热量。

目前投入应用的蒸馏法海水淡化装置多是以商品蒸汽作为热量来源，这样就需要消耗大量的化石燃料来满足海水淡化装置的能量需求，从而导致蒸馏法海水淡化的造水成本较高。另一方面沿海各种工厂尤其是钢铁企业大量的余热无法找到合适的利用途径，如高炉冲渣水的余热主要用在冬季供暖上，而一些利用高炉低温冲渣水余热发电、温差发电等先进的技术方法仅限于理论上的研究。此时如果将沿海钢铁企业丰富的废热水等余热回收作为海水淡化装置的热源，替代商品蒸汽，可以大大降低蒸馏海水淡化的造水成本，加快蒸馏法海水淡化技术在我国的推广速度。

有文献指出我国钢铁工业生产1t钢产生的余热资源量平均为8.44GJ，其中，产品和中间产品显热为3.35GJ/t钢(烧结矿/球团矿为中温显热，其余为高温显热)，占余热资源总量的39％；渣显热为0.74GJ/t钢(均为高温显热)，占9％；废(烟)气显热为3.10GJ/t钢(转炉烟气为高温显热，其余为中、低温显热)，占37％；废热水显热为1.24GJ/t钢(均为低温显热)，约占15％。其中就目前我国钢铁厂余热回收利用的情况而言，高温余热回收最多，回收率约为50％；其次是中温余热，回收率约为40％；再次是低温余热，回收率不足1％。如果能够实现钢铁厂上述余热资源与蒸馏法海水淡化装置能量需求之间的匹配，用钢铁厂余热替代商品蒸汽就可以成为现实。

中国专利CN 102502903A提出一种利用钢铁厂煤气、蒸汽实现海水淡化的系统及工艺，该装置将钢铁厂生产工序消耗不了的剩余煤气用于锅炉燃烧产生蒸汽，与钢铁厂回收的蒸汽在合理分级的前提下，通过MED装置制取淡化水。中国专利CN 102851420A公开了一种炼铁余热梯级回收利用的方法，该技术方案串联回收钢铁厂高炉渣冲水余热和热风炉烟气余热，为低温海水淡化提供热源。中国CN 103880101A提出了一种利用高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的系统及工艺，该系统由冲渣水热量提取系统和低温多效海水淡化制水系统组成，将高炉冲渣水余热转化成低品质蒸汽，并将低品质蒸汽与LT-MED海水淡化结合，大幅度降低低温多效海水淡化的制水成本。中国CN 104445480A公开了一种沿海钢铁企业利用低温废烟气余热进行污水处理同时实现海水淡化的工艺，该技术利用钢铁企业废弃的低温烟气余热来处理生产过程中所产生的污水，该过程所产蒸汽经负压饱和等工序处理后，送至LT-MED海水淡化装置。

通过以上分析可以看出回收钢铁厂余热资源用于海水淡化是降低造水成本切实可行的技术方法，目前已经研发出利用钢铁厂高炉煤气、高温冲渣水、废蒸汽、低温废烟气进行海水淡化的技术方法，但是如何利用钢铁厂的低品位废热水余热，并根据海水淡化对热源的要求实现两者之间的匹配，尚缺乏有效的工艺方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能降低蒸馏法海水淡化的造水成本，并充分利用钢铁厂丰富的低品位废热水余热资源，实现钢铁厂低品位废热水余热回收与蒸馏法海水淡化装置能量需求之间对接的基于钢铁厂废热水余热利用的节能型蒸馏淡化系统。

本发明的第二个目的是提供一种基于钢铁厂废热水余热利用的节能型蒸馏淡化方法。

本发明的技术方案概述如下：