[发明专利]一种海水淡化及浓海水浓缩一体化系统及处理方法

说明书

本发明涉及一种海水淡化及浓海水浓缩一体化系统及处理方法，所述海水淡化及浓海水浓缩一体化系统包括多效蒸发海水淡化子系统、回热浓缩子系统、吸收回热子系统和溶液再生子系统，该系统以环境海水为原料，以0.15MPa以上的蒸汽或125℃以上的热水为驱动热源、附加少量电能，可产出盐分浓度低于0.003％的淡水、盐分浓度高于12％的浓海水，从而在高效生产淡水的同时，为盐类等各种化学物质的制取提供了优质原料液，具有能量利用率高、淡水回收率高、结垢腐蚀慢、经济性好等优点。

技术领域

本发明涉及海水淡化与浓缩领域，尤其是一种海水淡化及浓海水浓缩一体化系统及处理方法。

背景技术

海水淡化技术从储量巨大的海水中提取淡水，已成为解决淡水短缺问题的有效途径。根据分离机理，淡化方法可分为膜法和热蒸馏法两大类。在热蒸馏法中，低温多效蒸发技术因工作温度低(盐水最高温度低于70℃)、腐蚀结垢慢、功耗少、变工况性能好、运行成本低等优点，近年来受到关注。

低温多效蒸发海水淡化系统由一系列“效”组成，海水在各效中被加热汽化。除第一效的加热蒸汽由外界提供外，其余各效的加热蒸汽皆来自上一效海水汽化产生的二次蒸汽。最后一效所产生的二次蒸汽进入冷凝器，其冷凝热的一小部分用于预热进料海水，其余部分随冷却介质(海水)排向环境。由于环境冷却条件的限制，多效蒸发系统的冷凝温度通常在40℃左右，从而有大量低温热能排向环境，造成能源浪费和环境热污染。

与此同时，大量40℃左右的浓海水亦排向环境，该浓海水含有丰富的盐分和锂、溴、硼、碘等物质，且已经过混凝、除浊、杀菌等处理，直接排海是对资源的巨大浪费。倘若将浓海水用作提取各种化学物质的原料液，可以获得良好的收益，例如天津北疆电厂，先从浓海水中提溴，然后排入盐田产盐，之后再提取KCl、MgCl₂、MgSO₄等产品，整体经济效益显著。显然，浓海水的浓度越高，越有利于降低综合利用的难度和成本，但是多效蒸发系统浓海水的浓度通常仅为进料海水的1.5～2倍，亦即盐分浓度低于7％。

中国发明专利CN104528850B公开了一种淡水海盐热能三联产系统，其处理的是海水淡化所产一次浓海水(浓度低于7％)，将深度浓缩和制盐结合了起来，该系统无法直接对海水进行处理。

中国发明专利CN103112985B公开了一种低温多效汽轮压汽蒸馏-多级闪蒸海水淡化系统，该系统是利用发电厂的背压蒸汽进行海水淡化，应用了两种常规海水淡化化技术——多级闪蒸和低温多效蒸发，所获得的是淡水和盐分浓度低于7％的海水，且淡水回收率低于50％。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的海水淡化方案的不足，提供一种海水淡化及浓海水浓缩一体化系统及处理方法。该系统是集海水淡化与浓海水浓缩于一体的复合能量系统，以环境海水为原料，以0.15MPa以上的蒸汽或125℃以上的热水为驱动热源、附加少量电能，可产出盐分浓度低于0.003％的淡水、盐分浓度高于12％的浓海水，从而在高效生产淡水的同时，为盐类等各种化学物质的制取提供了优质原料液，其能量利用率高、淡水回收率高、易于实现、运行可靠、经济性好。

本发明处理的是环境海水，通过将海水淡化过程和一次浓海水浓缩过程中的能量流和物质流进行有机匹配，构成了高效系统，可以直接对海水进行高效处理

本发明系统将海水淡化和海水淡化后一次浓海水的进一步浓缩有机结合了起来，利用海水淡化系统的低温潜热来浓缩一次浓海水，又利用吸收式子系统来提升浓海水浓缩所产蒸汽的能级，再将之用于海水淡化；所获得的是淡水和盐分浓度高于12％的高浓海水，且淡水回收率高于70％，具有明显的技术进步性。

本发明提出利用多效蒸发系统的低温冷凝热来进一步浓缩浓海水，如此一箭双雕，不仅解决了大量40℃左右的浓海水排向环境带来的热污染，而且将浓海水进一步浓缩，将浓海水的浓度由常规的低于7％提高到12％以上，收到能源利用和海水资源利用双重效益。