[发明专利]基于新能源发电的MVR海水淡化系统

说明书

本发明提出了一种基于新能源发电的MVR海水淡化系统，属于海水淡化技术领域。包括新能源发电系统、过滤装置、一级换热器、二级换热器、电加热装置、蒸发器、汽液分离器、MVR蒸汽压缩机等。利用MVR蒸汽压缩机对二次蒸汽进行余热回收利用，采用电加热装置提供启动蒸汽，并在二次蒸汽不足时为MVR蒸汽回收系统提供外部能量，有效提高了MVR系统运行的稳定性、可靠性和效率。同时可充分利用可再生能源，无需外引电源，直接独立安装在海上运行；结合自动控制系统，实现海水淡化系统的免维护及无人值守运行。整个系统具有体积小、成本低、免维护、独立运行、能量需求少、操作简单、节能环保等优点，非常适合于大规模推广应用。

技术领域

本发明涉及一种MVR海水淡化系统，特别是一种基于新能源发电的、利用MVR技术进行海水淡化的系统。属于海水淡化技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展，沿海地区和海岛居民的淡水用量与日俱增，淡水缺乏严重，使得海岛的建设停滞，甚至海岛居民放弃岛屿居住，回迁到内陆生活，造成沿海岛屿荒废。由于淡水资源日趋紧缺，发展海水淡化技术具有极其深远的意义。传统的单效及多效蒸发技术需要提供大量生蒸汽，并需配置燃煤锅炉及冷却系统，会造成难以避免的能源消耗和产生大量的废物排放，同时造成系统整体结构复杂，体积庞大，操作和维护困难，系统效率较低，运行成本高。

总体来说，当前的海水淡化系统存在四方面的问题：一是传统的海水淡化装置的能源主要来自煤炭和石油等化石燃料，能源消耗高并且污染环境，对于海岛来说，化石燃料增加了运输成本；二是传统的海水淡化技术的能源利用率低，体现在冷却水的热量流失以及蒸汽中的大量能量流失；三是目前的海水淡化技术缺乏整体性，产生的大量浓海水直接排放，没有得到有效利用，与含盐矿物提炼等技术缺乏协同联产利用；四是传统的海水淡化装置，将产生的浓海水直接排放到海里，长久下去将影响海岛附近海域动植物的繁衍生息，对海岛附近的海产养殖造成直接的经济损失。

为了解决传统海水淡化装置的能源消耗问题，中国专利“一种利用风能的蒸汽压缩海水淡化装置”（申请号：201710076385.3）提出了利用风能的蒸汽压缩海水淡化装置，采用五效蒸发器，相邻两效的蒸发温度差约为5℃，最后一效的蒸汽温度约为48℃。虽然该专利实现了风能的利用，也采用了蒸汽压缩机进行蒸汽回收利用，但是该专利没有加热装置，一方面系统没有初始外源蒸汽无法启动，另一方面在蒸汽量不足的情况下无法维持蒸发系统的工作；此外，采用MVR蒸汽压缩技术进行蒸汽回收利用时，只用一效蒸发就可以达到10-30效的多效蒸发效果，该专利采用五效，导致了整个系统结构复杂、成本高昂、体积庞大等诸多缺点。

为了解决传统的海水淡化技术的能源利用率低问题，中国专利“一种高效MVR集成化海水淡化装置及海水淡化方法”（申请号：201410546383.2）虽然在余热回收方面采用MVR提高了能源利用率，但是该专利仍然没有加热装置，同时也没有考虑海水蒸发淡化的现场环境导致的电源难以提供的问题。中国专利“潮汐能太阳能和机械式蒸汽再压缩海水淡化综合系统”（申请号：201510110258.1）实现了利用新能源发电对整个系统供电，虽然采用太阳能板式预热器为补充的海水进行了预热，但是一方面预热温度不足以启动MVR蒸发系统运行，另一方面在蒸汽量不足的情况下仍然无法维持蒸发系统的工作。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种基于新能源发电的MVR海水淡化系统，充分利用可再生能源如太阳能、风能和潮汐能发电，无需外引电源，可直接独立安装在海上运行；采用MVR蒸汽压缩回收利用系统，大大减少了能源的浪费，极大地降低了对外部能源的需求，对可再生能源发电系统的容量要求也随之降低，减少了整体投资；采用MVR单效蒸发，降低了系统的复杂性和投资成本；采用电加热系统为MVR蒸汽压缩回收利用系统的启动和正常稳定运行提供外部热源，有效提高了MVR系统运行的稳定性、可靠性和效率，同时结合自动控制系统，实现海水淡化系统的免维护及无人值守运行。整个系统具有体积小、成本低、免维护、独立运行、能量需求少、操作简单、节能环保等优点，非常适合于大规模推广应用。