[发明专利]一种海水雾化气旋淡化装备系统及方法

说明书

一种海水雾化气旋淡化装备系统及方法，该海水雾化气旋淡化装备系统包括雾化淡化塔、设置在雾化淡化塔内的用于将高温海水雾化喷出的雾化装置以及雾化淡化塔底部的卤水室，所述雾化装置与位于罐体外的气体预热装置连接，所述罐体上部设有利用负压原理将雾化的淡水抽吸出罐体并进行收集的凝水装置和风机，所述凝水装置与风机连接，所述卤水室与提盐装置连接。本发明还包括利用所述海水雾化气旋淡化装备系统进行海水淡化的方法。本发明装备系统投资少、结构简单，占地面积小，运行能耗低（每m³淡水＜4kW·h）、产水量高、行海水淡化成本低，易于推广。

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，特别是涉及一种海水雾化气旋淡化的装备系统及方法。

背景技术

目前，中国淡水资源储量约为2.8万亿t，约占全球水资源总量的6％，人均淡水占水量不足2300t，不足世界人均占水量的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。庞大的人口基数加剧了水资源的供需矛盾。

同时，我国水资源空间分布极度不均匀，形成明显的东多西少、南多北少的格局。全国约2/3的主要城市缺水，其中严重缺水的城市近1/5，缺水现象在华北、东北、西北和沿海地区更为明显。淡水资源的危机不但严重地制约我国经济的高速发展，还严重地影响人民的日常工作和生活。

尽管我国淡水资源严重匮乏，但我国海域广阔、海岸线狭长，海水资源丰富，将海水资源合理利用及处理转化为淡水资源，可很大程度缓解沿海地区淡水资源紧张的问题，是促进沿海区域经济及海岛经济可持续发展的有效措施。

当前我国海水淡化项目主要分布在沿海9个省市（山东、浙江、广东、天津、辽宁、河北、江苏、福建、海南等），其中江苏和海南的海水淡化工程规模较低，均未超过1万t/d。

众所周知，地球海水的平均盐度为35‰，不同地区的海水盐度存在一定差异，受大陆淡水影响，浅海盐度一般为27～30‰，河口区盐度一般为0～30‰，海湾地区由于其蒸发量较高、淡水径流较少和受海水淡化厂排放的高盐废水的影响，其盐度往往高于45‰，地中海和红海的盐度亦超过41‰。

海水盐分的成分较为复杂，其盐分主要由Na⁺，K⁺，Ca²⁺，Mg²⁺和Sr²⁺等阳离子和Cl^-，SO₄^2-，Br^-，HCO₃^-等阴离子以及分子态的H₃BO₃等组成。典型海水的盐度一般在30‰～43‰之间，其中Ca²⁺含量变化范围在360～500mg/L，Mg²⁺含量变化范围在1150～1600mg/L，Na⁺含量变化范围在9700～13500mg/L，K⁺含量变化范围在400～550mg/L，Cl^-含量变化范围在16300～23700mg/L，SO₄^2-含量变化范围在2400～3380mg/L，HCO₃^-含量变化范围在130～200mg/L。换句话说，海水亦是一座无量的盐矿，而当前我国大量的工业用盐和民用盐来自内陆地区的井盐，井盐的大量开采导致地质沉降塌陷和废渣污染。

在海水淡化方面，我国自上世纪60年代开始，众多与海洋相关的科技企业和高校科研院所开展了海水淡化的系列研究和实践，目前海水淡化的方法主要有蒸馏法、膜分离法、结晶法、可再生能源结合法、溶剂萃取法和离子交换法等，现有的研究应用成果大致可概括为如下五大类：

第一类为蒸馏法，主要包括：

（1）低温多效蒸馏技术（LT-MED）：通过对海水多次低温蒸馏和冷凝实现制淡水，但换热管外壁易结垢，热效率的提升受低温（≤70℃）限制，设备体积庞大，投资相对较高。