[发明专利]一种太阳能海水淡化及浓海水资源提取装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化及提取技术领域，特别是涉及一种综合利用太阳能进行海水淡化以及采用太阳能能源对淡化后的浓海水进行深加工获取海水资源的装置和方法。

背景技术

淡水是人类社会赖以生存和发展的基本物质之一，地球表面2/3的面积被水覆盖，但水储量的97％为海水和苦咸水，这些水是很丰富的。但是，要利用海水必须经过淡化。

随着人口的增加、生活水平的改善和现代工农业的发展，对于淡水的需求日益扩大。淡水资源短缺将是许多国家地区必将面临的严重问题，因此目前应用海水淡化技术来开发淡水资源成为众多沿海国家的重要选择。

海水淡化的技术主要有热法(多级闪蒸、低温多效)、膜法(反渗透)、冻结、化学法等办法。尤其是热法和膜法是现在的主流方法，技术比较成熟，但是要消耗较大的燃料或电力能源。在我国能源紧张的条件下，急需寻找一种节能的从海水中制取淡水，并形成海水资源的提取的技术方法，以形成商业化的市场运作。因此综合利用太阳能，对海水进行淡化并深加工，制取淡水、提取盐、镁、钾、溴、锂等物质资源具有重大的意义。

目前利用太阳能对海水淡化的方法一般为热法(低温多效)，但是太阳能利用技术的发展除了常规的太阳能直接对介质(比如海水)加热外，还可以利用太阳能空气集热器产生热空气，或者利用太阳能进行光伏发电、热发电、太阳能制冷等，因此我们可以综合利用太阳能资源，制造电力(以驱动水泵、真空泵、电动器件运转)、制造真空、制造淡化需要的冷量等。

通过综合利用太阳能手段可以实现无人值守全自动化高效利用太阳能生产淡化水、提取海水资源。本发明基于此构想设计太阳能海水淡化及浓海水资源提取方法。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种全面大规模的综合利用太阳能来进行海水淡化及浓海水资源提取装置和方法，能够减少常规能源的消耗，充分利用海水资源，提取有用物资，减少浓海水对环境造成的危害。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种太阳能海水淡化及浓海水资源提取装置，包括：太阳能综合发电站和依次连接的保温海水储池、海水流量装置、太阳能海水集热器、超声波雾化设备、多级超声波蒸汽发生室、多级冷凝淡化室、淡水收集站、一级低温海水化学离子筛资源提取器和N级高温海水化学离子筛资源提取器，所述太阳能海水集热器和超声波雾化设备之间还连接有一太阳能空气集热器，所述太阳能空气集热器与太阳能海水集热器并联设置。

在本发明一个较佳实施例中，所述太阳能综合发电站包括太阳能光伏发电站、太阳能光热发电站和风能发电机组。

在本发明一个较佳实施例中，所述太阳能空气集热器上还连接有太阳能空气集热器风机，所述太阳能空气集热器风机上设置有一风量控制阀；所述太阳能海水集热器上还连接有流量控制器，所述流量控制器上还设置有一电磁控制阀。

在本发明一个较佳实施例中，所述多级超声波蒸发室和多级冷凝淡化室之间还设置有蒸汽风机和浓海水泵，所述蒸汽风机和浓海水泵之间并联设置。

在本发明一个较佳实施例中，所述多级冷凝淡化室上还连接有一真空泵，所述真空泵还连接多级海水化学离子筛资源提取器。

在本发明一个较佳实施例中，所述一级低温海水化学离子筛资源提取器上连接有一太阳能吸附式制冷室，所述N级高温海水化学离子筛资源提取器上连接有一太阳能集热器，所述N级高温海水化学离子筛资源提取器的温度逐级升高。

在本发明一个较佳实施例中，一种太阳能海水淡化及浓海水资源提取方法，包括如下工艺步骤：

第一步，太阳能综合电站做功，将浅层的海水输送至保温海水储池内进行预处理和保温；

第二步，保温海水储池内的海水通过重力作用流入太阳能海水集热器，开启海水流量装置，控制海水的进水量，海水在太阳能海水集热器中进行加热处理；

第三步，开启流量控制器和电磁控制阀，太阳能海水集热器中加热的海水流入多级超声波蒸汽发生室，开启太阳能空气集热器风机和风量控制阀，热空气通入到热海水中，开启超声波雾化设备，使热空气与热海水充分混合，热海水雾化蒸发形成饱和热蒸汽，同时将热海水浓缩处理；

第四步，饱和热蒸汽通过蒸汽风机被多级冷凝淡化室吸收，再通过真空泵的降压处理，饱和热蒸汽同海底深层抽出的冷海水进行换热，饱和热蒸汽冷凝成淡水，汇流至淡水收集站被收集利用，冷海水被加热，进入到保温海水储池；