[发明专利]一种反渗透--正渗透--多效蒸馏耦合的海水淡化系统和方法

说明书

本发明提供一种反渗透‑‑正渗透‑‑多效蒸馏耦合的海水淡化系统和方法，所述系统包括反渗透海水淡化单元、正渗透单元和高温多效汲取液回收单元。所述的反渗透海水淡化单元用于原海水的初步淡化，所述的正渗透单元用于反渗透海水淡化单元浓海水的二次提浓，所述的高温多效汲取液回收单元用于正渗透汲取液的回收与淡水的产生。本发明可实现工业余热分级利用，同时还可以实现海水淡化淡水回收率的提高与反渗透海水淡化浓海水的深度浓缩。

技术领域

本发明属于海水淡化和浓海水资源化利用领域，涉及一种反渗透--正渗透--多效蒸馏耦合的海水淡化系统，具体地说，涉及一种反渗透--正渗透--多效蒸馏耦合的海水淡化工艺，包括反渗透海水淡化单元、正渗透单元和高温多效汲取液回收单元。所述的正渗透单元用于反渗透海水淡化单元浓海水的二次提浓，所述的高温多效汲取液回收单元用于正渗透汲取液的回收与淡水的产生。本发明可实现工业余热分级利用，同时还可以实现海水淡化淡水回收率的提高与反渗透浓海水的深度浓缩。

背景技术

海水淡化是应对全球水资源危机、解决水资源短缺的有效途径之一。目前，主流的海水淡化技术主要可分为热法和膜法。其中膜法是以反渗透为主，热法则以多效蒸馏和多级闪蒸为主。反渗透法具有设备简单、建设周期短、操作方便、能耗低、适应性强等优点。热法中，多效蒸馏与多级闪蒸相比具有操作温度低、结垢倾向低、能耗低的优点。因此，对于有大量余热的情况，多效蒸馏更具有竞争力。

近年来，海水淡化产业近年来呈急剧增长的趋势，海水淡化过程中产生的浓海水处理问题已成为限制海水淡化发展的重要因素。反渗透产生的浓海水中含有诸多的化学物质，如阻垢剂、消毒剂、pH值调节剂等，同时浓海水温度、盐度均高于海水，大量直排入海势必会破坏海洋生态环境。浓海水中富含钠、镁、钾、钙、溴等元素，且浓度远高于海水，若采用分盐技术对浓海水进行资源化利用，则可以降低海水淡化成本，为推动大规模海水淡化技术的绿色可持续发展提供技术支撑。

正渗透因其能耗低、结垢倾向低、操作温度范围广的特点，正受到越来越多的关注。采用正渗透处理反渗透浓海水，对浓海水进行二次提浓，不仅可以提高淡水回收率，还可以大大降低分盐流程中的结晶器体积。

发明内容

本发明提供了一种反渗透--正渗透--多效蒸馏耦合的海水淡化系统和方法，能进一步提高淡水回收率，提高浓海水盐度，降低吨水能耗。

本发明的技术方案如下：

一种反渗透--正渗透--多效蒸馏耦合的海水淡化系统，包括反渗透海水淡化单元、正渗透单元和高温多效汲取液回收单元，其特征在于：所述的反渗透海水淡化单元包含安保过滤器、加药系统、高压泵、反渗透膜元件、能量回收装置、增加泵、清洗系统、换热器，所述的反渗透海水淡化单元用于原海水的初步淡化；所述的正渗透单元包含正渗透膜组件，所述的正渗透单元用于反渗透海水淡化单元浓海水的二次提浓；所述的高温多效汲取液回收单元包括首效蒸发器、若干中间效蒸发器、末效蒸发器、换热器、冷凝器，所述的高温多效汲取液回收单元用于正渗透汲取液的回收与淡水的产生。

进一步，正渗透膜组件的进口通过管束分别连接反渗透海水淡化单元出口和高温多效汲取液回收单元出口，正渗透膜组件的出口通过管束分别连接钙、镁结晶单元和高温多效汲取液回收单元入口。

本发明还提供一种所述一种反渗透--正渗透--多效蒸馏耦合的海水淡化系统的海水淡化方法，所述的反渗透海水淡化单元对预处理后的海水进行淡化处理，得到淡水以及浓海水；反渗透海水淡化单元产生的浓海水连接至正渗透单元进行深度浓缩，产生的淡水作为产品水收集；来自正渗透单元的稀释的汲取液首先进入首效蒸发器，以加热蒸汽作为热源，冷凝后的蒸汽用于反渗透进料的预热，蒸发器中产生的浓盐水经浓盐水输送管流入下一效；每一效中产生的蒸汽都在下一效中冷凝作为下一效的热源，冷凝水即作为产品淡水收集；末效产生的浓盐水即为浓缩的汲取液循环至正渗透单元。