[发明专利]一种太阳能与LNG耦合的增湿除湿法海水淡化流程

说明书

本发明专利涉及一种太阳能与LNG耦合的增湿除湿法海水淡化流程，结合太阳能蒸馏和加湿去湿法海水淡化，利用太阳能作为高温加热热源，LNG作为冷凝低温热源，加快了热湿空气和水蒸气的冷凝去湿，同时对太阳能蒸发装置送入利用太阳能集热器加热的热空气，加快对流传热传质，负压环境降低海水蒸发温度，解决了常规太阳能蒸馏法海水淡化产水速率和效率不高的问题。利用太阳能蒸馏装置产出的一次浓海水作为加湿装置的进口海水，减少了加热海水的装置，从而避免了传统加湿去湿法海水淡化加热海水时的腐蚀结垢问题。本发明专利还涉及公开一种用天然气燃烧器来加热新鲜海水，解决恶劣天气下太阳能匮乏，利用燃烧器尾部烟气的余热利用换热设备来代替太阳能空气集热器。

技术领域

本发明专利涉及一种用于海水淡化领域中的太阳能与LNG耦合的增湿除湿法海水淡化流程，特别是利用太阳能热能和LNG冷能耦合，以及加湿除湿法和负压蒸馏法相结合的淡化方法提高效率的同时，设计的天然气燃烧器及烟气余热利用装置使系统能够保持持续运转。

背景技术

太阳能蒸馏法海水淡化已经有很长的历史，各种新奇的太阳能蒸馏系统层出不穷，有许多装置在经济上可以与传统的海水淡化装置相媲美，这些装置中大多利用收集的太阳能热能直接对海水进行加热蒸发，或者通过太阳能发电，再利用电能驱动反渗透制得淡水。

加湿去湿法海水淡化技术，是以流动的空气作为水蒸气的载体，首先空被加热后变为热空气，其含湿能力增强，送入加湿器中被汽化的海水增湿，变为热湿空气，经过冷凝除湿得到淡水，冷凝潜热一般通过预热海水回收。加湿去湿法海水淡化具有规模灵活、设备投资和操作成本适中、利用低品位热能等优点。

随着节能减排政策的推出，天然气作为一种清洁的化石能源，受到国家层面的高度重视，因此天然气有着很好的发展前景。由于天然气在常温常压下为气体，不便运输，因此常把其转化为温度约111K的LNG，在向用户输送时，需要把LNG气化变为气体，在这个过程中会释放出大量的冷能，而这部分冷能一般被浪费掉，因此对LNG冷能进行利用可减少能源的浪费，具有很大的现实意义。

上述两种海水淡化方法中，各有优缺点，太阳能蒸馏法海水淡化虽然技术成熟，结构简单，能源利用清洁，但其产水量低、产水速率低、单位产水量的设备投资高以及易受到环境天气的影响，凝结潜热未被充分利用。最重要的其自然对流的换热模式，大大限制了蒸发器的性能，加上运行温度不高，传质传热能力不强，常压下海水的蒸发热容较大，均限制了其产水效率和速率。

加湿除湿法海水淡化方法原理简单，但传统的加湿除湿法中利用太阳能集热器，由于海水的腐蚀性和结垢严重导致设备运行年限降低，热空气的温度和湿度对整个装置的淡化效率和速率影响显著。

发明内容

为克服现有技术中，蒸馏法海水淡化和加湿去湿法海水淡化工艺中的不足，本发明专利提供一种太阳能与LNG耦合的增湿除湿法海水淡化流程，该流程结合了蒸馏法海水淡化和加湿去湿法海水淡化流程，结合两种方法优点的同时，利用LNG作为冷源，通过天然气燃烧器补充恶劣环境下太阳能不足时的热能，保证设备的持续运转，并充分考虑了整个设备的造价。

为实现上述目的，本发明专利提供以下技术方案：

太阳能与LNG耦合的增湿除湿法海水淡化流程，由太阳能蒸馏海水淡化流程和加湿去湿法海水淡化流程串并联组成。

所述的并联部分包括，太阳能蒸发装置产生蒸汽过程和加湿装置产生热湿空气过程。

所述的太阳能蒸馏法海水淡化产生蒸汽过程，通过液液换热器，被二次浓海水预热后的新鲜海水通过管道输送到太阳能蒸发装置，空气集热器加热的热空气一部分进入太阳能蒸发装置，进行热湿交换，与蒸汽汇合，从蒸发装置引出。

所述的液液换热器，利用由加湿装置出来的含盐浓度较高的二次浓海水，与新鲜海水进行换热，达到对海水的预热目的，降低太阳能海水蒸发装置的热负荷。