[发明专利]一种海水淡化系统与方法

说明书

本发明公开了一种海水淡化系统及方法，包括集热单元：用于将太阳能收集储存；制冷单元：利用集热单元储存的热量作为驱动热源用于制冷而产生冷量；蓄冷单元：用于将制冷单元产生的冷量储存；废热储存单元：用于将电厂废弃的热量收集储存；低温蒸馏单元：利用废热储存单元储存的热量将海水蒸发产生蒸汽，然后利用蓄冷单元储存的冷量将蒸汽凝结为淡水。本发明将工业废热用于海水的蒸发过程，利用太阳能进行喷射制冷为海水蒸汽凝结提供冷负荷，解决了太阳能海水淡化装置中蒸汽凝结所需冷负荷的动态匹配问题，降低了海水淡化的成本，还可以充分利用工业废热，提高能源利用效率，减少环境污染。

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，具体涉及一种海水淡化系统与方法。

背景技术

海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。由于海水淡化过程耗能较大，如何充分利用各种能量，降低能耗、提高产水效率是海水淡化技术的重点。太阳能作为一种可再生的能源，辐射强度非常大，既可免费使用，又无需生产、运输，而且对环境没有任何污染；工业生产中，废热温度一般能达到70-120℃，其中废热中蕴含大量的热量，所以将太阳能和工业废热结合起来运用于海水淡化过程不仅能减缓能源压力，环境危机，也能减缓地域性缺水问题。

目前所用的主流海水淡化方法有热法海水淡化和膜法海水淡化，其中热法海水淡化因其可以利用低品位的热能，如太阳能、工业废热等，而被广泛地运用。然而，太阳能具有能量密度低、日照间歇性的缺点导致海水淡化效率低下，这制约着其在海水淡化方面的应用。在太阳能海水淡化系统中，蒸汽凝结时需要大量的冷量，通常情况都是选用海水作为冷却水，由于蒸汽凝结时释放的是潜热，而冷却蒸汽是利用海水的显热变化来满足冷负荷需要，我们需要大量的冷却水来满足蒸汽液化时冷量的需求，而为了保证产水率，冷却水泵功率是按最大蒸汽产量所需冷却水进行配备。太阳能存在能量密度低、日照间歇性和不稳定性等缺点，致使太阳能海水淡化装置中蒸汽产量并不稳定，从而造成了不必要的冷量和功耗浪费。并且，在夏季的时候，海水的温度较高，选用海水作为蒸汽凝结的冷却水会使蒸汽冷凝速度降低，从而导致产水率降低；而在工业生产中工业废热利用率较低下甚至通常未加以回收利用直接排放到环境中，不仅造成能源浪费，还污染环境，所以很有必要将这部分工业废热回收利用，用于提供海水蒸发所需的热量，既可以降低海水淡化成本，又可以提高能源的利用效率，减少环境污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海水淡化系统与方法，以克服现有技术的缺陷，本发明将工业废热用于海水的蒸发过程，利用太阳能进行喷射制冷为海水蒸汽凝结提供冷负荷，解决了太阳能海水淡化装置中蒸汽凝结所需冷负荷的动态匹配问题，降低了海水淡化的成本，还可以充分利用工业废热，提高能源利用效率，减少环境污染。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种海水淡化系统，包括：

集热单元：用于将太阳能收集储存；

制冷单元：利用集热单元储存的热量产生冷量；

蓄冷单元：用于将制冷单元产生的冷量储存；

废热储存单元：用于将电厂废弃的热量收集储存；

低温蒸馏单元：利用废热储存单元储存的热量将海水蒸发产生蒸汽，然后利用蓄冷单元储存的冷量将蒸汽凝结为淡水。

进一步地，集热单元包括太阳能集热器，太阳能集热器的两端通过连接管连接至发生器，发生器中设有制冷剂，所述制冷剂能够通过吸收太阳能集热器的热量产生高温高压制冷剂蒸汽，且连接管上设有循环水泵。

进一步地，制冷单元包括连接在发生器出口端的双级射流泵，双级射流泵的出口端连接有冷凝器，冷凝器的出口端分别通过节流阀和增压泵连接至蒸发器和发生器，蒸发器的制冷剂出口连接至双级射流泵的一级吸口；