[发明专利]海水淡化和制盐一体化装置

说明书

本申请为中国申请日2015年01月13日，申请号为2015100150200，名称为“海水淡化和制盐一体化的方法及装置”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种水处理装置，特别是一种海水淡化和制盐的方法及装置。

背景技术

淡水资源匮乏、能源紧缺和环境危机是我国目前面临的三大问题。将海水进行淡化和制盐综合利用，能有效缓解淡水资源紧缺问题，能避免浓海水直接排放，而且还有利于降低能耗和综合成本。尽管如此，目前进行海水淡化和制盐综合利用的能耗及成本仍然很高，严重制约了产业化发展。

2001年1月《农业机械学报》第1期第32卷“脉动气流的喷雾干燥”文献记载，高温、高频振荡气流下的喷雾干燥比传统喷雾干燥的蒸发速率提高25倍以上，除此之外，脉动蒸发干燥还具有节能、设备成本低、改善环境污染现状等优点，因此，为了提高制盐的效率，将淡化后的浓海水喷雾到脉动的热气流中，是当前性价比较高的先进制盐技术。

虽然上述“脉动气流的喷雾干燥”中也公开了“一种脉动燃烧装置”，该装置可以产生脉动的热气流，但该装置结构复杂，性能不稳定，不能被应用于海水淡化制盐中。目前海水淡化、制盐的脉动热气流产生方法为：由送风机产生稳定的空气流，空气流经过加热形成稳定的热气流，稳定的热气流再通过脉动泵产生脉动的热气流，这种脉动的热气流的生产方式需要用到脉动泵，脉动泵的耗能较高，导致系统的能耗居高不下。

另外，目前的海水淡化主要采用反渗透膜技术，反渗透膜技术需要5.0MPa～6.0MPa的高压海水，目前较为理想的海水升压设备为柱塞式增压装置，柱塞式增压装置主要由活塞、活塞杆、泵缸、泵阀、曲柄连杆等构成，工作原理是活塞在外力作用下做往复运动，由此改变工作腔内的容积和压强，在工作腔内形成负压，则贮槽内液体经吸入阀进入工作腔内，当柱塞往复的运动打开和关闭吸入、压出阀门时，工作腔内的液体受到挤压，压力增大，由排出阀排出达到输送液体的目的。由于柱塞式增压装置活塞在移动过程中，其速度不断的变化，造成柱塞式增压装置出水口的水压是脉动的，而脉动的高压水会严重缩短反渗透膜的使用寿命和影响淡水产品的质量，所以不能直接进入反渗透膜组件。因此，目前的柱塞式增压装置的出水口后需要增加稳压装置，以保证达到反渗透膜内的水压稳定。目前常用的稳压装置有减压阀、缓冲罐和蓄能器等，这些稳压过程要消耗很多能量，不仅如此，稳压装置还导致系统结构复杂，设备投入成本和占地面积增加。

综上所述，目前的海水淡化和制盐设备中，存在用于稳定柱塞式增压装置出水口水压的稳压装置和用于产生脉动热气流的脉动泵，导致目前的海水淡化和制盐过程能量消耗大、设备投入多并且成本高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能量利用和转化效率高，运行成本降低，具有可观的经济效益、社会效益和应用价值的海水淡化和制盐一体化的方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种海水淡化和制盐一体化的方法，该方法为：从大海中抽取的海水经过柱塞式增压装置转化为脉动的高压海水，脉动的高压海水和稳定的热气流在脉动能交换装置内实现能量交换，转化为稳定的高压海水和脉动的热气流，稳压后的高压海水经过反渗透膜组件制取淡水，从反渗透膜组件排出的高压浓海水喷雾到脉动的热气流中蒸发结晶制盐。

作为对上述方法的进一步改进，所述从反渗透膜组件排出的高压浓海水与从大海中抽取的海水在余能回收装置中实现能量交换，从余能回收装置中排出的次高压海水经过增压泵增压后，与从脉动能交换装置排出的高压海水汇流进入反渗透膜组件，从余能回收装置中排出的低压浓海水喷雾到脉动的热气流中蒸发结晶制盐。

一种采用上述方法的海水淡化和制盐装置，该装置包括给水泵、柱塞式增压装置、脉动能交换器、送风机、加热器、喷雾结晶制盐装置、反渗透膜组件、余能回收装置和增压泵；所述给水泵的进水端与大海中的海水连通，所述给水泵的出水端分两路，其中一路依次经过柱塞式增压装置、脉动能交换器产生稳定的高压海水，另外一路依次经过余能回收装置、增压泵，与从脉动能交换器排出的高压海水汇合进入反渗透膜组件制取淡水，从所述反渗透膜组件排出的高压浓海水经过余能回收装置产生低压浓海水，低压浓海水进入所述喷雾结晶制盐装置中，从所述送风机排出的稳定气流依次经过加热器、脉动能交换器产生脉动的热气流进入所述喷雾结晶制盐装置中，所述低压浓海水和脉动的热气流在喷雾结晶制盐装置中混合蒸发结晶制盐。