[发明专利]太阳能耦合逆向电渗析发电的电渗析海水淡化系统

说明书

本发明提供了一种太阳能耦合逆向电渗析发电的电渗析海水淡化系统，包括：电渗析装置，用于将原海水脱盐淡化输出淡水和浓海水；太阳能发电装置，用于将太阳能转换成电能；浓海水储存装置，用于储存所述电渗析装置输出的浓海水；逆向电渗析装置，利用原海水和浓海水的盐度差产生电能，并排出低浓度盐水；若干直流水泵，用于将原海水输送至所述电渗析装置，以及将原海水和浓海水输送至所述逆向电渗析装置；以及电源管理装置，用于将太阳能发电装置或逆向电渗析装置输出的直流电能分配至渗析膜堆和直流水泵。本发明的系统，能够在电能匮乏的地区也能较好地使用海水淡化系统，以提供生活与生产所需水源。

技术领域

本发明涉及电渗析法海水淡化技术领域，具体涉及一种太阳能耦合逆向电渗析发电的电渗析海水淡化系统。

背景技术

海水淡化是从海水中取得淡水的过程。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法，目前应用反渗透膜法及蒸馏法是市场中的主流，其需要大量的电能。而对于偏远地区或者远离陆地的海岛而言，海水淡化过程所需的电能来源受到限制，这使得在偏远地区和海岛上进行海水淡化的梦想难以实现。

电渗析技术是指在电场力作用下离子通过选择性离子交换膜的膜分离过程，其核心部分为阴阳离子交换膜，即利用阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过的特性对溶液中离子进行选择性分离的技术。在电场力作用下，溶液中的阴阳离子发生定向迁移，从一部分水体迁移到另一部分水体，从而达到溶液分离、提纯和浓缩的目的。

另一方面，盐差能是海洋资源开发过程中重要的组成部分。它是指在海水和淡水之间或海水之间的由于浓度梯度的存在所产生化学电势差能，是以化学能形态存在的海洋能，主要存在于江河与海洋交汇处。

盐差能发电主要有渗透压法、蒸汽压法、逆向电渗析法3种。实验证明，从平均功率密度和能量回收角度考虑上述三种方法，逆向电渗析法适合在江河人海口，而渗透压法和蒸汽压法适合盐湖的盐差能发电。随着电渗析技术的成熟运用，催生了逆向电渗析在盐差能发电领域的应用，因此逆向电渗析法是目前盐差能利用中最有希望的技术之一。通常，逆向电渗析系统由阴、阳离子交换膜，阴、阳电极，隔板、外部负载、浓溶液和稀溶液等组成，通过Cl^-、Na⁺在两电板间形成电势差，进而在外部产生电流。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种高效地利用太阳能和淡化过程中产生浓盐水的盐差能进行电渗析法海水淡化的系统，从而在野外或海岛等电能匮乏的地区和场合也能较好地使用以提供生活所需淡水。

本发明采用了如下技术方案实现上述目的：

一种太阳能耦合逆向电渗析发电的电渗析海水淡化系统，包括：

电渗析装置，用于将输入的原海水脱盐淡化输出淡水和浓海水；

太阳能发电装置，用于将太阳能转换成电能；

浓海水储存装置，用于储存所述电渗析装置输出的浓海水，并输出至逆向电渗析装置；

逆向电渗析装置，利用输入的原海水和浓海水的盐度差产生电能，并排出低浓度盐水；

以及电源管理装置，用于将太阳能发电装置或逆向电渗析装置输出的直流电能分配至所述电渗析装置和逆向电渗析装置中的渗析膜堆和直流水泵；

其中，在太阳能发电装置工作时，电源管理装置仅将太阳能发电装置输出的电能作为电渗析装置的驱动电源，并于太阳能发电装置停止工作时将逆向电渗析装置输出的电能作为电渗析装置和自身的驱动电源。

进一步的，该系统还包括原海水储存装置和原水泵，所述原水泵用于将原海水抽送至原海水储存装置中储存；所述电源管理装置还用于给原水泵分配电能。