[发明专利]一种深度节能型海水淡化装置

说明书

本发明公开了一种深度节能型海水淡化装置，包括吸收式蒸汽增压装置和低温海水淡化装置。本发明利用工业废热将低温低压的一次蒸汽经过吸收式增压系统变成温度和压力都有一定升高的二次蒸汽，升温后的二次蒸汽又可以作为热源加热海水产生新的一次蒸汽，同时二次蒸汽冷凝为淡水，如此循环进行。本发明在低温海水淡化基础上进一步提高了产水率，特点是将吸收式增压系统和低温海水淡化技术相结合，并引入海水局部加热理念，巧妙设计使得系统可直接回收利用化工行业中低位热能，无冷凝器设计对蒸汽冷凝热进行了深度回收利用。

技术领域

本发明涉及一种深度节能型海水淡化装置，属于海水淡化与节能减排领域。

背景技术

随着经济的快速发展，人类生活水平的不断提高，水资源作为一种基础性资源，已成为制约经济社会发展的重大战略问题。尤其在中国，中国人均水资源只有2100m³，仅为世界平均水平的28％；仅仅北京2012年水资源消耗水平高出总供水量的70％，水资源不足已越来越成为我国高速发展的瓶颈。作为一种稳定的且不受限制的淡水补充途径，海水淡化是解决天然淡水资源缺乏的最具前景的方法之一。热法海水淡化预处理简单，维修周期长，但常规热法海水淡化以消耗高品位能源为代价来换取淡水，热源成本使得淡化成本非常高。利用创新的方法减少海水淡化中能耗问题是解决海水淡化技术难以大面积推广的首要问题。海水淡化与能源密集型行业联合制水，利用低品位低温余热为热源是热法海水淡化技术发展的方向，具备单一海水淡化技术不可比拟的优势。

利用低品位热源进而减少热法海水淡化热耗成本有很多新的方法，比如低温多效技术，其关键是多级多效的使用以及低品位蒸汽的利用大大降低了热源成本，能利用低至70℃蒸汽作为海水淡化热源，将制水成本降到了6-8元/吨，但该技术的发展方向是万吨级超大规模制水，对小规模工程中吨水成本仍然较高。另一种方法，如毛细力驱动技术，该技术以金属粉末烧结多孔体为蒸发面，利用毛细力对蒸发面补水，减少了传统技术海水补充的动力泵的使用，同时降低了海水淡化的温度，可利用低至33℃的热源。但是典型的毛细力驱动淡化技术有一个致命劣势，就是蒸发器使用金属固相烧结技术，该方法成本高昂，高温烧结工艺复杂，另一个存在的重大问题在于运行后期结垢结晶堵住蒸发面，难清洗，可以说固相烧结多孔蒸发面是系统正常运行中难以避免的一个瓶颈问题。专利申请号：201510892409.3，提出了一种海水淡化处理装置，利用毛细驱动实现低温海水淡化，蒸发器采用常规肋片式固体烧结多孔体，蒸发器存在蒸汽通道，减小了换热面积，如果想要大规模产水，整个装置就很庞大；另外采用肋片导热毛细芯，增大了导热热阻，阻碍换热；同时肋与毛细材料需要紧密接触(过盈接触)，对肋表面和毛细芯蒸发面的平整度要求非常高，精度需控制在0.1微米，使得该方案一直限制在实验室规模使用。为了解决肋片导热热阻大，平整度要求高限制大规模应用的问题。专利申请号：201510850716.5，提出了一种毛细驱动海水淡化蒸发器，蒸发室采用平板式一体化固相烧结多孔体，解决了肋片导热热阻大，平整度要求高的难题，但仍存在一个致命问题——大规模应用中换热面成本是常规低温多效海水淡化成本的10-50倍，成本非常高；更为严重的是固相烧结使得装置在运行过程中，盐分在表层或者内部结晶，极易堵塞多孔体，毛细层结垢结晶难以处理，清洗问题难以解决；另外，当蒸发室不凝气过多或者蒸汽产生速率过快时，会致使多孔体和海水侧隔开，导致多孔体无法吸液的问题。