[发明专利]一种压缩气体储能式膜蒸馏海水脱盐淡化系统及其海水淡化工艺

权利要求书

1.一种压缩气体储能式膜蒸馏海水脱盐淡化系统，其特征在于，包括取水泵(1)、海水预处理单元、膜蒸馏单元、集热单元、获能单元和储能单元；

所述海水预处理单元，用于对海水进行净化处理；

所述膜蒸馏单元，用于对净化处理后的海水进行脱盐处理，包括加热器(4)、膜蒸馏组件(5)和淡水收集罐(7)；其中，加热器(4)的管程进口与海水预处理单元的出水口连通，加热器(4)管程出口与膜蒸馏组件(5)的进口连通，加热器(4)的壳程出口与集热单元相连；膜蒸馏组件(5)的膜前出口与海水预处理单元相连，膜蒸馏组件(5)的膜后出口通过两条支路分别连接淡水收集罐(7)和调节阀(6)，淡水收集罐(7)用于采集调节阀(6)不同开度下的淡化水；

所述集热单元，用于收集太阳能并将太阳能转化为热能，为加热器(4)提供热源；

所述获能单元，用于将获取的可再生能源转化为电能，用于为取水泵(1)、集热单元及储能单元进行供电；

所述储能单元，用于将电能以压缩气体的形式储存，当获能单元受气象条件影响导致电能不足或不稳定时，储能单元辅助获能单元进行供电。

2.根据权利要求1所述的压缩气体储能式膜蒸馏海水脱盐淡化系统，其特征在于，所述海水预处理单元，包括预处理设备(2)和预热器(3)，预处理设备(2)的进水口与取水泵(1)相连，预处理设备(2)的出水口与预热器(3)相连；所述预热器(3)包括管程和壳程，预热器(3)的管程进水口与预处理设备(2)的出水口连通，预热器(3)的管程出水口与加热器(4)的管程进水口连通，预热器(3)的壳程进水口与膜蒸馏组件(5)的膜前出水口连通，预热器(3)的壳程出水口输出浓盐水。

3.根据权利要求1所述的压缩气体储能式膜蒸馏海水脱盐淡化系统，其特征在于，所述集热单元包括太阳能集热器(8)、循环泵(9)、水箱(10)和电加热器(11)；

所述水箱(10)为分隔式水箱，水箱(10)顶部设有第一进水口、第一出水口，底部设有第二进水口，水箱(10)一侧设有第二出水口，在水箱(10)内设置分隔板，隔开第一进水口、第一出水口与第二进水口以及第二出水口；水箱(10)的第二出水口与循环泵(9)的进水口连通，循环泵(9)的出水口与太阳能集热器(8)的进水口连通，太阳能集热器(8)的出水口与水箱(10)的第一进水口连接；水箱(10)的第一出水口与加热器(4)的壳程进水口连通，加热器(4)的壳程出水口与所述水箱(10)的第二进水口与连通；

所述电加热器(11)与储能单元和/或获能单元电连接。

4.根据权利要求3所述的压缩气体储能式膜蒸馏海水脱盐淡化系统，其特征在于，所述太阳能集热器(8)为平板式太阳能集热器或真空管式太阳能集热器。

5.根据权利要求1所述的压缩气体储能式膜蒸馏海水脱盐淡化系统，其特征在于，所述获能单元采用光电板(12)和/或风力发电机组；所述膜蒸馏组件(5)采用直接接触式膜蒸馏组件、气隙式膜蒸馏组件和真空式膜蒸馏组件中的一种或多种，膜蒸馏组件(5)采用单级或多级膜组件形式。

6.根据权利要求1所述的压缩气体储能式膜蒸馏海水脱盐淡化系统，其特征在于，所述储能单元采用压缩气体储能组件(13)；压缩气体储能组件(13)的压缩机和透平膨胀机的级数可调，储能介质采用空气或二氧化碳作为压缩气体，用于储存待转化的做功能量。

7.根据权利要求1所述的压缩气体储能式膜蒸馏海水脱盐淡化系统，其特征在于，淡水收集罐(7)能够与浓盐水出口管路连通，通过调节阀(6)调节两出口的出水比例能够流出满足不同工艺需求的含盐度的淡化水。

8.基于权利要求1-7任意一项所述的压缩气体储能式膜蒸馏海水脱盐淡化系统进行海水淡化的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)将待处理的海水输入海水预处理单元，对海水进行净化处理；

2)净化后的海水进入加热器(4)管程，利用集热单元对加热器(4)管程中的海水进行加热；

3)加热后的海水进入膜蒸馏组件(5)，经膜蒸馏组件(5)分离后得到冷凝淡化水和预热浓盐水。