CN111186950A - 一种高产水率海水淡化***及运行方法 - Google Patents
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Abstract
一种高产水率海水淡化***及运行方法,该***包括依次相连的盐水加热器、多级闪蒸热回收段、多级闪蒸热排放段、搅拌混合器、高温分离罐、换热器、低温分离罐、定向溶剂加热器、热回收器及真空除氧器;将多级闪蒸工艺排放的高温浓盐水与加热后的定向溶剂混合,再分离后,冷却溶解水的定向溶剂,纯水析出后与定向溶剂分离。通过定向溶剂加热器控制搅拌混合器和高温分离罐的工作温度;通过换热器控制低温分离罐工作温度;本发明提高了整体***的***产水率和能量利用效率,降低了***排放浓盐水的温度,减轻了对生态环境的热污染。
Description
技术领域
本发明涉及海水淡化技术领域,具体涉及一种高产水率海水淡化***及运行方法。
背景技术
多级闪蒸海水淡化技术是一种可靠的能够缓解水资源短缺的技术,具有运行稳定、结构简单和产水量大的优点。但是,多级闪蒸工艺依然是一种能量密集型海水淡化方式,降低多级闪蒸海水淡化***能耗能够有效降低居民用水成本。同时,多级闪蒸工艺会排放大量高于环境温度的浓缩海水,对周围水体造成热污染。定向溶剂萃取技术可以利用定向溶剂将水从盐水中提取出来,然后利用不同温度下水在定向溶剂内的溶解度差将纯水分离出来。但是定向溶剂萃取技术,海水预处理成本较高,热耗量较高。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题,本发明提出一种高产水率海水淡化***及运行方法,将多级闪蒸***排出的具有一定温度的浓海水与高温的定向溶剂混合,定向溶剂将水从浓海水萃取溶解,进入高温分离罐分离,随后将溶解水的定向溶剂冷却,在低温分离罐将纯水与定向溶剂分离。本发明能够回收多级闪蒸不能利用的余热,实现能量的梯级利用,提高***产水率,降低产水能耗,同时能降低排放海水的温度,减轻热污染。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种高产水率海水淡化***,包括相连的盐水加热器1、多级闪蒸热回收段2、多级闪蒸热排放段3、搅拌混合器5、高温分离罐6、换热器7、低温分离罐8、定向溶剂加热器9、热回收器10及真空除氧器4,海水进入多级闪蒸热排放段3蒸汽侧作为冷却水;部分冷却海水流出多级闪蒸热排放段3后直接排放,剩余的海水作为补充海水进入真空除氧器4,除氧后进入多级闪蒸热排放段3液侧,然后进入多级闪蒸热回收段2蒸汽侧,经盐水加热器1加热后进入多级闪蒸热回收段2液侧后再进入多级闪蒸热排放段3液侧;搅拌混合器5两个入口分别与多级闪蒸热排放段3浓海水出口和定向溶剂加热器9出口连通;高温分离罐6入口与搅拌混合器5出口连通;换热器7热侧分别与高温分离罐6含水定向溶剂出口和低温分离罐8入口连通,自然海水进入换热器7冷侧,换热器7出口与多级闪蒸热排放段3蒸汽侧冷却海水出口汇合;低温分离罐8定向溶剂出口经过热回收器10与定向溶剂加热器9入口相连;真空除氧器4通过阀门与多级闪蒸热排放段3汽侧相连;热回收器10冷侧与低温分离罐8定向溶剂出口和定向溶剂加热器9入口相连,高温分离罐6浓盐水出口进入热回收器10热侧被冷却后直接排出。
所述定向溶剂加热器9布置在多级闪蒸热排放段3内,定向溶剂包括但不限于辛酸或癸酸,能够从海水中提取纯水的此类物质均可作为定向溶剂。
进入搅拌混合器5的定向溶剂和多级闪蒸热排放段3排出的浓海水的体积流量之比为(0.9~1.1):1,搅拌混合器的工作温度为40~60℃。
浓盐水在高温分离罐6被分离,高温分离罐6工作温度为40~60℃;产品纯水在低温分离罐8被分离,低温分离罐8工作温度为15~30℃;换热器7的冷却工质可以是多级闪蒸热排放段3引入的自然海水,也可以是更低温的深层海水。
所述的一种高产水率海水淡化***的运行方法,其特征在于:海水被泵入多级闪蒸热排放段3蒸汽侧换热器作为冷却水用来冷却闪蒸蒸汽,部分冷却海水流出多级闪蒸热排放段3后直接排放,剩余的海水作为补充海水进入真空除氧器4,除氧后进入多级闪蒸热排放段3液侧,然后进入多级闪蒸热回收段2蒸汽侧换热器,被预热的同时冷却闪蒸蒸汽,经盐水加热器1加热后进入多级闪蒸热回收段2液侧后再进入多级闪蒸热排放段3液侧进行闪蒸浓缩;通过热回收器10回收高温分离罐6排出的高温浓盐水的热量;通过定向溶剂加热器9控制搅拌混合器5和高温分离罐6的工作温度;通过换热器7控制低温分离罐8工作温度;控制目标为:高温分离罐6工作温度为40~60℃,低温分离罐工作温度为15~30℃。
和现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)本发明通过耦合多级闪蒸海水淡化和定向溶剂萃取技术,提高了整体***的***产水率和能量利用效率。
(2)本发明采用定向溶剂萃取工艺降低了***排放浓盐水的温度,减轻了对生态环境的热污染。
附图说明
图1为本发明高产水率海水淡化***图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
如图1所示,本发明提出一种高产水率海水淡化***,包括相连的盐水加热器1、多级闪蒸热回收段2、多级闪蒸热排放段3、搅拌混合器5、高温分离罐6、换热器7、低温分离罐8、定向溶剂加热器9、热回收器10及真空除氧器4,海水进入多级闪蒸热排放段3蒸汽侧作为冷却水;部分冷却海水流出多级闪蒸热排放段3后直接排放,剩余的海水作为补充海水进入真空除氧器4,除氧后进入多级闪蒸热排放段3液侧,然后进入多级闪蒸热回收段2蒸汽侧,经盐水加热器1加热后进入多级闪蒸热回收段2液侧后再进入多级闪蒸热排放段3液侧;搅拌混合器5两个入口分别与多级闪蒸热排放段3浓海水出口和定向溶剂加热器9出口连通;高温分离罐6入口与搅拌混合器5出口连通;换热器7热侧分别与高温分离罐6含水定向溶剂出口和低温分离罐8入口连通,自然海水进入换热器7冷侧,换热器7出口与多级闪蒸热排放段3蒸汽侧冷却海水出口汇合;低温分离罐8定向溶剂出口经过热回收器10与定向溶剂加热器9入口相连通;真空除氧器4通过阀门与多级闪蒸热排放段3汽侧相连;冷侧与低温分离罐8定向溶剂出口和定向溶剂加热器9入口相连,高温分离罐6浓盐水出口进入热回收器10热侧被冷却后直接排出。
作为本发明的优选实施方式,定向溶剂加热器9布置在多级闪蒸热排放段3内,定向溶剂包括但不限于辛酸或癸酸,定向溶剂应具有如下属性:不溶解盐、不溶于水、溶解水且溶解度随温度变化。
作为本发明的优选实施方式,进入搅拌混合器5的定向溶剂和多级闪蒸热排放段3排出的浓海水的体积流量之比为(0.9~1.1):1,搅拌混合器的工作温度为40~60℃,搅拌混合器5与高温分离罐工作温度相同。
所述的一种高产水率海水淡化***,浓盐水在高温分离罐6被分离,高温分离罐6工作温度为40~60℃;产品纯水在低温分离罐8被分离,低温分离罐8工作温度为15~30℃;换热器7的冷却工质可以是多级闪蒸热排放段3引入的自然海水,也可以是更低温的其他冷源,高温分离罐6与低温分离罐8温差越大,则产水率越高。
如图1所示,一种高产水率海水淡化***的运行方法,海水被泵入多级闪蒸热排放段3蒸汽侧换热器作为冷却水用来冷却闪蒸蒸汽,部分冷却海水流出多级闪蒸热排放段3后直接排放,剩余的海水作为补充海水进入真空除氧器4,除氧后进入多级闪蒸热排放段3液侧,然后进入多级闪蒸热回收段2蒸汽侧换热器,被预热的同时冷却闪蒸蒸汽,经盐水加热器1加热后进入多级闪蒸热回收段2液侧后再进入多级闪蒸热排放段3液侧进行闪蒸浓缩;通过热回收器10回收高温分离罐6排出的高温浓盐水的热量;通过定向溶剂加热器9控制搅拌混合器5和高温分离罐6的工作温度;通过换热器7控制低温分离罐8工作温度;控制目标为:高温分离罐6工作温度为40~60℃,低温分离罐工作温度为15~30℃。
本发明提出一种高产水率海水淡化***及运行方法。将多级闪蒸***排出的具有一定温度的浓海水与高温的定向溶剂混合,定向溶剂将水从浓海水萃取溶解,进入高温分离罐分离,随后将溶解水的定向溶剂冷却,在低温分离罐将纯水与定向溶剂分离。本发明能够回收多级闪蒸不能利用的余热,实现能量的梯级利用,提高***产水率,降低产水能耗,同时能降低排放海水的温度,减轻热污染。
Claims (5)
1.一种高产水率海水淡化***,包括相连接的盐水加热器(1)、多级闪蒸热回收段(2)、多级闪蒸热排放段(3)、搅拌混合器(5)、高温分离罐(6)、换热器(7)、低温分离罐(8)、定向溶剂加热器(9)、热回收器(10)及真空除氧器(4),其特征在于:海水进入多级闪蒸热排放段(3)蒸汽侧作为冷却水;部分冷却海水流出多级闪蒸热排放段(3)后直接排放,剩余的海水作为补充海水进入真空除氧器(4),除氧后进入多级闪蒸热排放段(3)液侧,然后进入多级闪蒸热回收段(2)蒸汽侧,经盐水加热器(1)加热后进入多级闪蒸热回收段(2)液侧后再进入多级闪蒸热排放段(3)液侧;搅拌混合器(5)两个入口分别与多级闪蒸热排放段(3)浓海水出口和定向溶剂加热器(9)出口连通;高温分离罐(6)入口与搅拌混合器(5)出口连通;换热器(7)热侧分别与高温分离罐(6)含水定向溶剂出口和低温分离罐(8)入口连通,自然海水进入换热器(7)冷侧,换热器(7)出口与多级闪蒸热排放段(3)蒸汽侧冷却海水出口汇合;低温分离罐(8)定向溶剂出口经过热回收器(10)与定向溶剂加热器(9)入口相连通;真空除氧器(4)通过阀门与多级闪蒸热排放段(3)汽侧相连;热回收器(10)冷侧与低温分离罐(8)定向溶剂出口和定向溶剂加热器(9)入口相连,高温分离罐(6)浓盐水出口进入热回收器(10)热侧被冷却后直接排出。
2.如权利1所述的一种高产水率海水淡化***,其特征在于:所述定向溶剂加热器(9)布置在多级闪蒸热排放段(3)内,定向溶剂为辛酸或癸酸。
3.如权利要求1所述的一种高产水率海水淡化***,其特征在于:进入搅拌混合器(5)的定向溶剂和多级闪蒸热排放段(3)排出的浓海水的体积流量之比为(0.9~1.1):1,搅拌混合器(5)的工作温度为40~60℃。
4.如权利要求1所述的一种高产水率海水淡化***,其特征在于:浓盐水在高温分离罐(6)被分离,高温分离罐(6)工作温度为40~60℃;产品纯水在低温分离罐(8)被分离,低温分离罐(8)工作温度为15~30℃;换热器(7)的冷却工质为多级闪蒸热排放段(3)引入的自然海水,或为更低温的深层海水。
5.权利要求1所述的一种高产水率海水淡化***的运行方法,其特征在于:海水被泵入多级闪蒸热排放段(3)蒸汽侧换热器作为冷却水用来冷却闪蒸蒸汽,部分冷却海水流出多级闪蒸热排放段(3)后直接排放,剩余的海水作为补充海水进入真空除氧器(4),除氧后进入多级闪蒸热排放段(3)液侧,然后进入多级闪蒸热回收段(2)蒸汽侧换热器,被预热的同时冷却闪蒸蒸汽,经盐水加热器(1)加热后进入多级闪蒸热回收段(2)液侧后再进入多级闪蒸热排放段(3)液侧,流动的同时进行闪蒸浓缩;通过热回收器(10)回收高温分离罐(6)排出的高温浓盐水的热量;通过定向溶剂加热器(9)控制搅拌混合器(5)和高温分离罐(6)的工作温度;通过换热器(7)控制低温分离罐(8)工作温度;控制目标为:高温分离罐(6)工作温度为40~60℃,低温分离罐工作温度为15~30℃。
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