CN103508603A - 一种热膜联产海水淡化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热膜联产海水淡化的方法，包括电厂海水冷却***，电厂海水脱硫***，电厂烟气余热***，和海水淡化***，使用发电厂烟道气余热预热海水，然后进入淡化***进行淡化，淡化***采用热法淡化***和膜法淡化***并联，克服了热法和膜法单独使用存在的不足，充分利用了废气余热，满足了不同地域、季节的用水需求，降低了淡水成本，减少了环境热污染，淡化后的浓海水盐度为3.5-4%，盐产量比普通海水能提高30%以上，生产溴素比普通海水成本降低大约50%左右。

Description

一种热膜联产海水淡化的方法
技术领域
本发明属于海水淡化技术领域，具体涉及了一种热膜联产海水淡化的方法，即热法和膜法相结合的方式，满足不同用水需求，降低淡水成本。 
背景技术
水是生命之源，是社会经济发展的命脉，是人类宝贵的、不可替代的自然资源。据统计，我国淡水资源总量为28000多亿m3，居世界第六位，但人均占有量只有2200 m3，仅为世界平均水平的1/4。当前我国水资源面临的形势十分严峻，水资源短缺、水污染严重、水生态环境恶化等问题日益突出，已成为制约经济社会可持续发展的主要瓶颈。
海水淡化是当今世界竞相研究的高新技术，是解决淡水资源紧缺的有效途径，目前市场上的海水淡化方法主要有热法和膜法，其中热法是将海水加热蒸发，再使蒸汽冷凝得到淡水的过程，操作简单，但成本高，能耗大。膜法主要是反渗透（RO）技术，反渗透法通常又称超过滤法，它是利用半透膜，在压力下允许水透过而使盐分和杂质截留，反渗透法在能耗方面虽然比热法低10%～20%，但因为膜阻力大，运行中需要用高压泵，而且膜的价格不菲，寿命短，每年有50%的衰减；其次反渗透法与海水的水质有关，水质是否符合要求，直接影响到渗透膜的使用寿命；同时，反渗透法对海水预处理、海水地域、季节水温变化要求较高。
总之，成本过高是目前制约国内海水淡化发展的重要因素，也是淡化水无法大规模推广的重要原因。如何将两种方法结合起来各取所长来克服两种方法各自的缺点，综合其优点，并将淡化后的浓海水充分利用，是本发明需要解决的问题。 
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种热膜联产海水淡化的方法。该工艺成本低，克服了热法和膜法单独使用存在的不足，充分利用了废气余热，满足了不同地域、季节的用水需求，降低了淡水成本，减少了环境热污染，对于沿海地区，特别是淡水资源短缺的城市更具有重要的推广应用价值。
本发明的一种热膜联产海水淡化的方法技术方案为，包括电厂海水冷却***，电厂海水脱硫***，和海水淡化***，使用发电厂烟道气余热预热海水，然后进入淡化***进行淡化，淡化***采用热法淡化***和膜法淡化***并联，经过淡化***的浓海水通过提溴装置进入制盐***和氯碱装置制备盐、氯气和烧碱。
具体流程为:
①海水泵将海水抽取到电厂海水冷却***，之后海水分三条路线进行处理；
②第一条路线，海水进入电厂海水脱硫***，电厂海水脱硫***与电厂烟气余热利用***连接，电厂烟气余热利用***中的烟气与海水换热后进入电厂海水脱硫***；
③第二条路线，海水进入电厂烟气余热利用***，在此海水与从电厂锅炉来的140-150℃的烟气进行逆流换热，进入海水脱硫***，升温后的海水进入低温多效淡化装置和/或多级闪蒸淡化装置进行淡化；
④第三条路线，膜法淡化***：海水进入海水反渗透装置；
⑤步骤②-④中的浓海水通过提溴装置进入制盐***进行制盐和氯碱装置生产氯气和烧碱，淡水进入纯水后处理***，经处理后用作饮用水或锅炉补给水。
步骤①中的海水经过电厂海水冷却***温度达到24-35℃。
步骤③中在电厂烟气余热***，换热后的烟气温度达100-110℃，换热后的海水温度达60-80℃。
步骤④中海水反渗透装置包括预处理装置和淡化装置。
预处理装置包括导流微旋反应池、斜板沉淀池、V型砂滤器、清水池、R/O增压泵、高效过滤器和保安过滤器；淡化装置包括高压给水泵和膜淡化装置。
海水进入导流微旋反应池，进行絮凝反应，反应时间为20-30分钟，进口流速为0.5-1m/s，逐渐减小，至出口时流速为0.1-0.5m/s。
斜板沉淀池斜板长度0.8-1.2m，沉淀池上升流速1.0-2.0mm/s。
V型砂滤池填充有效粒径0.9-1.0mm均粒石英砂滤料，滤池总进水量为4000-5000m3/h，滤速7.0-8.0m/h。
R/O增压泵总流量3500-4500 m3/h；高效过滤器直径2000-4000mm，流速35-40m/h；保安过滤器为PP滤芯保安过滤器，过滤精度4-6μm。
优选地，海水进入导流微旋反应池，进行絮凝反应，反应时间为25分钟，进口流速为0.5m/s，逐渐减小，至出口时流速为0.2m/s。斜板沉淀池斜板长度1 m，沉淀池上升流速1.5mm/s；V型砂滤池填充有效粒径0.95mm均粒石英砂滤料，滤池总进水量为4600m3/h，滤速7.5m/h；R/O增压泵总流量4200 m3/h；高效过滤器直径3000mm，流速37.2m/h；PP滤芯保安过滤器，过滤精度5μm。
本发明的有益效果为：本发明的一种热膜联产海水淡化的方法成本低，克服了热法和膜法单独使用存在的不足，充分利用了废气余热，满足了不同地域、季节的用水需求，降低了淡水成本，减少了环境热污染，淡化后的浓海水盐度为3.5-4%，盐产量比普通海水能提高30%以上，生产溴素比普通海水成本降低大约50%左右。
本发明的一种热膜联产海水淡化的方法特点：
        1、投资少：投资额为其他工艺的1/2-2/3；
        2、能耗低：比其他工艺低20%以上；
        3、对海水适应性强，设备机动性强。
本发明的一种热膜联产海水淡化的方法经济指标：
        1、脱盐率 99.7%；
        2、水回收率42%；
3、吨水耗电4-5度，而现有技术吨水耗电大约6-7度；
4、吨水运行成本4.5-5.5元，当前单纯的热法运行成本在7元左右，单纯的反渗透法运行成本在5元左右。
附图说明：
图1所示为本发明的工艺流程示意图。
图中，1.海水泵，2.电厂海水冷却***，3.海水脱硫***，4.烟气余热利用***，5.电厂锅炉，6.低温多效淡化装置，7.多级闪蒸淡化装置，8.导流微旋反应池，9.斜板沉淀池，10.V型砂滤器，11.清水池，12.R/O增压泵，13.高效过滤器，14.保安过滤器，15.高压给水泵，16.膜淡化装置，17.纯水后处理***，18.锅炉补给***，19.提溴装置，20.制盐***，21.氯碱装置。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
本发明的一种热膜联产海水淡化的方法，包括电厂海水冷却***2，电厂海水脱硫***3，和海水淡化***，使用发电厂烟道气余热预热海水，然后进入淡化***进行淡化，淡化***采用热法淡化***和膜法淡化***并联，经过淡化***的浓海水通过提溴装置19进入制盐***和氯碱装置制备盐、氯气和烧碱。
实施例1
热法生产
①海水泵1将海水抽取到电厂海水冷却***2，海水经过电厂海水冷却***2温度达到24-35℃，之后海水经以下路线进行处理；
②第一条路线，海水进入电厂海水脱硫***3，电厂海水脱硫***3与电厂烟气余热利用***4连接，电厂烟气余热利用***4中的烟气与海水换热后进入电厂海水脱硫***3；
③第二条路线，海水进入电厂烟气余热利用***4，在此海水与从电厂锅炉来的140-150℃的烟气进行逆流换热，换热后的烟气温度达100-110℃，换热后的海水温度达60-80℃，进入海水脱硫***3，升温后的海水进入低温多效淡化装置6和/或多级闪蒸淡化装置7进行淡化；
④步骤②、③中的浓海水通过提溴装置19进入制盐***20进行制盐和氯碱装置21生产氯气和烧碱，淡水进入纯水后处理***17，经处理后用作饮用水或锅炉补给水。
表1所示为实施例1所述热法生产的参数及耗能情况。
表1
Figure 2013104206564100002DEST_PATH_IMAGE001
。
实施例2
膜法生产
①海水泵1将海水抽取到电厂海水冷却***2，海水经过电厂海水冷却***2温度达到24-35℃；
②膜法淡化***：海水进入海水反渗透装置，海水反渗透装置包括预处理装置和淡化装置；预处理装置包括导流微旋反应池8、斜板沉淀池9、V型砂滤器10、清水池11、R/O增压泵12、高效过滤器13和保安过滤器14；淡化装置包括高压给水泵15、能量回收装置和压力提升***和膜淡化装置16。
海水进入导流微旋反应池8，进行絮凝反应，反应时间为20-30分钟，进口流速为0.5-1m/s，逐渐减小，至出口时流速为0.1-0.5m/s。
斜板沉淀池9斜板长度0.8-1.2m，沉淀池上升流速1.0-2.0mm/s。
V型砂滤池10填充有效粒径0.90-1.0mm均粒石英砂滤料，滤池总进水量4000-5000m3/h，滤速7.0-8.0m/h。
R/O增压泵12总流量3500-4500 m3/h；高效过滤器13直径2000-4000mm，流速35-40m/h；保安过滤器14为PP滤芯保安过滤器，过滤精度4-6μm。
③步骤②中的浓海水通过提溴装置19进入制盐***20进行制盐和氯碱装置21生产氯气和烧碱，淡水进入纯水后处理***17，经处理后用作饮用水或锅炉补给水。
表2所示为实施例2所述膜法生产的参数。
表2
Figure 2013104206564100002DEST_PATH_IMAGE002
。
表3所示为实施例2所述膜法生产的耗能和相关产量情况。
表3
。
实施例3
热膜联产
海水泵1将海水抽取到电厂海水冷却***2，海水经过电厂海水冷却***2温度达到24-35℃，之后海水同时经以下路线进行处理；；
②第一条路线，海水进入电厂海水脱硫***3，电厂海水脱硫***3与电厂烟气余热利用***4连接，电厂烟气余热利用***4中的烟气与海水换热后进入电厂海水脱硫***3；
③第二条路线，海水进入电厂烟气余热利用***4，在此海水与从电厂锅炉来的140-150℃的烟气进行逆流换热，换热后的烟气温度达100-110℃，换热后的海水温度达60-80℃，进入海水脱硫***3，升温后的海水进入低温多效淡化装置6和/或多级闪蒸淡化装置7进行淡化；
④第三条路线，膜法淡化***：海水进入海水反渗透装置，海水反渗透装置包括预处理装置和淡化装置；预处理装置包括导流微旋反应池8、斜板沉淀池9、V型砂滤器10、清水池11、R/O增压泵12、高效过滤器13和保安过滤器14；淡化装置包括高压给水泵15、能量回收装置和压力提升***和膜淡化装置16。
海水进入导流微旋反应池8，进行絮凝反应，反应时间为20-30分钟，进口流速为0.5-1m/s，逐渐减小，至出口时流速为0.1-0.5m/s。
斜板沉淀池9斜板长度0.8-1.2m，沉淀池上升流速1.0-2.0mm/s。
V型砂滤池10填充有效粒径0.90-1.0mm均粒石英砂滤料，滤池总进水量4000-5000m3/h，滤速7.0-8.0m/h。
R/O增压泵12总流量3500-4500 m3/h；高效过滤器13直径2000-4000mm，流速35-40m/h；保安过滤器14为PP滤芯保安过滤器，过滤精度4-6μm。
⑤步骤②-④中的浓海水通过提溴装置19进入制盐***20进行制盐和氯碱装置21生产氯气和烧碱，淡水进入纯水后处理***17，经处理后用作饮用水或锅炉补给水。
表4所示为实施例3所述热膜联产的参数。
表4
Figure DEST_PATH_IMAGE004
。
表5所示为实施例3所述膜法生产的耗能和相关产量情况。
表5
Figure DEST_PATH_IMAGE005
。

Claims (10)

1.一种热膜联产海水淡化的方法，包括电厂海水冷却***，电厂海水脱硫***，和海水淡化***，其特征在于，使用发电厂烟道气余热预热海水，然后进入淡化***进行淡化，淡化***采用热法淡化***和膜法淡化***并联，经过淡化***的浓海水通过提溴装置进入制盐***和氯碱装置制备盐、氯气和烧碱。
2. 根据权利要求1所述一种热膜联产海水淡化的方法，其特征在于，具体流程为:
①海水泵将海水抽取到电厂海水冷却***，之后海水分三条路线进行处理；
②第一条路线，海水进入电厂海水脱硫***，电厂海水脱硫***与电厂烟气余热利用***连接，电厂烟气余热利用***中的烟气与海水换热后进入电厂海水脱硫***；
③第二条路线，海水进入电厂烟气余热利用***，在此海水与从电厂锅炉来的140-150℃的烟气进行逆流换热，进入海水脱硫***，升温后的海水进入低温多效淡化装置和/或多级闪蒸淡化装置进行淡化；
④第三条路线，膜法淡化***：海水进入海水反渗透装置；
⑤步骤②-④中的浓海水通过提溴装置进入制盐***进行制盐和氯碱装置生产氯气和烧碱，淡水进入纯水后处理***，经处理后用作饮用水或锅炉补给水。
3. 根据权利要求2所述一种热膜联产海水淡化的方法，其特征在于，步骤①中的海水经过电厂海水冷却***温度达到24-35℃。
4. 根据权利要求2所述一种热膜联产海水淡化的方法，其特征在于，步骤③中在电厂烟气余热***，换热后的烟气温度达100-110℃，换热后的海水温度达60-80℃。
5. 根据权利要求2所述一种热膜联产海水淡化的方法，其特征在于，步骤④中海水反渗透装置包括预处理装置和淡化装置。
6. 根据权利要求5所述一种热膜联产海水淡化的方法，其特征在于，预处理装置包括导流微旋反应池、斜板沉淀池、V型砂滤器、清水池、R/O增压泵、高效过滤器和保安过滤器；淡化装置包括高压给水泵和膜淡化装置。
7. 根据权利要求6所述一种热膜联产海水淡化的方法，其特征在于，海水进入导流微旋反应池，进行絮凝反应，反应时间为20-30分钟，进口流速为0.5-1m/s，逐渐减小，至出口时流速为0.1-0.5m/s。
8. 根据权利要求6所述一种热膜联产海水淡化的方法，其特征在于，斜板沉淀池斜板长度0.8-1.2m，沉淀池上升流速1.0-2.0mm/s。
9. 根据权利要求6所述一种热膜联产海水淡化的方法，其特征在于，V型砂滤池填充有效粒径0.9-1.0mm均粒石英砂滤料，滤池总进水量为4000-5000m3/h，滤速7.0-8.0m/h。
10. 根据权利要求6所述一种热膜联产海水淡化的方法，其特征在于，R/O增压泵总流量3500-4500 m3/h；高效过滤器直径2000-4000mm，流速35-40m/h；保安过滤器为PP滤芯保安过滤器，过滤精度4-6μm。
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