也是重要的化工原料。
[0047]本发明提供的上述海水淡化系统，是以太阳能为动力，提供电力和热力来源，以海水为原料，产物为淡水、氯碱原材料、氯气及氢气。太阳能电辅加热低压膜蒸馏蒸发器中由于膜组件的膜法吸热方式，使蒸发距离更短、蒸发面积更大、散热更少，盖板透光和吸热涂层聚光提高了吸光效率，真空栗主动抽出膜组件内的水蒸汽，提高了海水淡化的热效率，充分利用蒸汽的凝结潜热预热原料海水，蒸汽与太阳能热管式集热器的二次预热、太阳能分波聚热导光器提高热能品级以及不锈钢电热丝的电辅加热，确保了海水蒸发所需的温度，降低能量损失的同时成倍提高了海水淡化的产水率。且将海水淡化的副产物浓盐水收集用作离子膜电解制烧碱和氢气的原材料。而离子膜电解所产生的氯气可直接用于海水淡化的预处理。
[0048]本发明提供的上述海水淡化系统，其工作过程如下:
[0049]先以浓盐水光伏电解制取氯气直接用以除去原料海水中的杂藻，然后沉淀并经石英纱或纤维过滤器过滤从而对原料海水进行预处理。经过预处理后的原料海水被提升栗抽至换热水箱内，经真空栗主动回收的蒸汽和淡化产物浓盐水预热后，再被输送至太阳能热管式集热器内被二次预热，随后被输送至太阳能分波聚热导光器提高其热能品级，最后被输送至太阳能电辅加热低压膜蒸馏蒸发器进水管中，通过不锈钢电热丝的电辅加热，再加上顶部双层透明玻璃板和太阳能吸热涂层的热传递作用，从而将待淡化海水加热至90°C左右，加热后的海水经低压膜蒸馏蒸发，通过膜组件以真空栗适度抽出水蒸汽，使蒸发距离更短、蒸发面积更大、散热更少。经过真空栗抽取的水蒸汽和淡化后的浓盐水直接进入螺旋换热管内，螺旋换热管将二者热量传递给原料海水，从而将其降温为淡化水产品和浓盐水产品。这样不仅充分利用了蒸汽的余热，而且明显降低了海水的热容量，增强了海水的淡化速率，提高了日淡水产量。降温后的浓盐水直接进入离子膜电解槽，电解产生的氯气可直接用于海水预处理杂藻，也可用于雨水的杀菌消毒，氢气是可储存能源，氢氧化钠也是重要的化工原料。这样不仅充分利用了太阳能的光伏发电能力，同时也减少了浓盐水排海造成的污染浪费。整个管路中，分别设置了温度计、流量计、蒸汽流量计和真空栗用来测得相关参数，液位仪电磁阀用来观测淡化蒸馏水和淡化后浓盐水的体积。
[0050]经过本发明海水淡化运行过程中，太阳能电池板通过带有逆变器和蓄电池提供气栗、提升栗、不锈钢电热丝和离子膜电解槽的直接电力来源，有效节省了设备投资成本，提高太阳能海水淡化产水量的同时起到了清洁环保的作用。
[0051]本发明提供的上述海水淡化系统，其组成可以根据实际应用的需要增减，例如:
[0052]实施例2.海水淡化系统的应用
[0053]I，10吨/日瓶装直饮水海水淡化系统:
[0054]该系统是由海水预处理单元、热交换单元、太阳能热管式集热单元、太阳能分波聚热导光单元和太阳能电辅加热式低压膜蒸馏单元组成。
[0055]其中:水栗2台，I?2吨/时，真空栗I台，I?2吨/时，电热管2?5kw。
[0056]2.100吨/日瓶装直饮水海水淡化系统:
[0057]该系统是由海水预处理单元、热交换单元、太阳能热管式集热单元、太阳能分波聚热导光单元、太阳能电辅加热式低压膜蒸馏单元和浓盐水光伏电解单元组成。
[0058]其中:水栗2台，I?2吨/时，真空栗I台，I?2吨/时，电热管2?5kw。
【主权项】
1.一种新型海水淡化系统，其特征在于包括依次布置的海水预处理单元、热交换单元、太阳能热管式集热单元、太阳能分波聚热导光单元、太阳能电辅加热式低压膜蒸馏单元。2.根据权利要求1所述的新型海水淡化系统，其特征在于还包括浓盐水光伏电解单元，其布置在太阳能电辅加热式低压膜蒸馏单元之后。3.根据权利要求1所述的新型海水淡化系统，其特征在于所述海水预处理单元由通过管道相连的海水预处理箱(1)、海水箱(3)和离子膜电解槽(10)组成，其中:在连接海水预处理箱(I)、海水箱(3)的管道上装有第一阀门(2);海水预处理箱(I)、离子膜电解槽(10)的管道上装有第八阀门(65)，以离子膜电解槽(10)电解制取的氯气通过第八阀门￠5)直接连接海水预处理箱(I)，用以除去海水中的杂藻，然后，沉淀并经石英纱或纤维过滤器过滤后进入海水箱(3)中备用；以离子膜电解槽(10)电解的产物氯化钠直接通过第九阀门(66)进入海水箱(3)。4.根据权利要求1所述的新型海水淡化系统，其特征在于所述热交换单元由通过管道相连的提升栗(5)和换热水箱(7)组成，在提升栗(5)与海水箱(3)相连的管道上接有第一温度计(4)，提升栗(5)和换热水箱(7)之间接有第一流量计￠);换热水箱(7)内设有螺旋换热管(9)。5.根据权利要求1所述的新型海水淡化系统，其特征在于所述太阳能热管式集热单元由太阳能集热导管(34)和集光板(35)组成，其中:集光板(35)通过覆盖方式安装在太阳能集热导管(34)上，集光板(35)采用小型槽式圆弧形的集光板。6.根据权利要求1所述的新型海水淡化系统，其特征在于所述太阳能分波聚热导光单元，其由高品能梯次加热蒸馈单元和低热聚光太阳能发电单元组成。7.根据权利要求6所述的新型海水淡化系统，其特征在于所述的高品能梯次加热蒸馏单元，主要由槽式或圆弧形聚光器(38)、反光涂层(39)、耐高温导管(40)和可调导光板(43)组成，其中:槽式或圆弧形聚光器(38)的下面配有第一转向调节器(37)和底座(36)，该聚光器的内层涂有反光涂层(39)，第一转向调节器(37)直接连接耐高温导管(40)，耐高温导管(40)里配有进水管(41)和出水管(42)，耐高温导管(40)上端通过第二转向调节器(47)与可调导光板(43)相连。8.根据权利要求6所述的新型海水淡化系统，其特征在于所述低热聚光太阳能发电单元由太阳能电池板(44)、逆变器(46)、蓄电池(45)，其中:太阳能电池板(44)向南倾斜45°角，太阳能电池板(44)的正负极与蓄电池(45)的正负极相连，蓄电池(45)的正负极与逆变器(46)的正负极相连。9.根据权利要求1所述的新型海水淡化系统，其特征在于所述太阳能电辅加热式低压膜蒸馏单元，是一种太阳能电辅加热低压膜蒸馏蒸发器(27)，其结构是:设有方型箱体，在箱体的顶部装有两边相对呈90度直角倒V形的双层中空透明真空玻璃(52)，其下方装有两边相对呈90度直角倒V形的的太阳能吸热涂层(51);在箱体的两侧、底部设有保温层(55)，在箱体底部设置进水管，该箱体的内部从上到下依次设有膜组件(50)、不锈钢电热丝(49);膜组件(50)悬挂在顶部太阳能吸热涂层(51)下端5cm高度处；不锈钢电热丝(49)平铺在箱体底部的正中间；在箱体的内部，从左到右依次设有淡化蒸馏水液位控制电磁阀(56)、淡化蒸馏水水槽(57)、浓盐水水槽(58)、浓盐水液位控制电磁阀(59)、满溢口(54)、温度计(53)和进水管(48) ο10.根据权利要求2所述的新型海水淡化系统，其特征在于所述浓盐水光伏电解单元，是由通过管道相连的螺旋换热管(9)、浓盐水出口 ￠0)和离子膜电解槽(10)组成，其中:螺旋换热管(9)上端左侧的浓盐水出口 ￠0)直接与离子膜电解槽(10)的阳极室连接，在阳极室产生的氯气被氯气存储罐￠1)通过碱液进行储存；在离子膜电解槽(10)通入含有少量NaOH的蒸馏水进行电解，在阴极室产生的氢气被储氢罐￠2)通过金属氧化物进行存储；阴极室产生的浓NaOH于氢氧化钠收集箱￠4)进行收集，淡化后的淡盐水于淡盐水收集箱(63)进行收集。
【专利摘要】本发明涉及一种新型海水淡化系统，其包括依次布置的海水预处理单元、热交换单元、太阳能热管式集热单元、太阳能分波聚热导光单元、太阳能电辅加热式低压膜蒸馏单元。该系统以太阳能为动力、海水为原料，将太阳能分波聚热导光技术和太阳能电辅加热式低压膜蒸馏技术相结合，充分利用太阳能光热和光电技术，为海水淡化、苦咸水淡化或高盐水废水处理提供所需的热源和电力来源，节约了大量的电能，减少了投资运行成本，生产所得淡水产量高、运行成本低且可直接作为直饮水供人类使用。
【IPC分类】C02F9/10, C02F103/08
【公开号】CN105174576
【申请号】
【发明人】曾庆福, 王芳
【申请人】曾庆福
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年5月18日