RO-喷雾耦合低能耗水盐联产压缩空气增压系统技术方案

本发明专利技术属于海水淡化技术领域，具体涉及一种RO‑喷雾耦合低能耗水盐联产压缩空气增压系统，包括空压蓄能系统，空压蓄能系统连接高压罐组，高压罐组的底部连接RO反渗透装置，RO反渗透装置一端连接喷雾蒸馏系统的喷雾蒸发室内的喷雾嘴，另一端连接淡水罐；喷雾蒸发室的上端连接冷凝器，冷凝器连接淡水罐，喷雾蒸发室的下端连接结晶池，结晶池连接卤水压水罐，卤水压水罐下端连接喷雾蒸发室内的喷雾嘴，卤水压水罐上端连接高压罐组和空压蓄能系统。本发明专利技术回水率高，可以将溶质与溶液彻底分离，避免造成大量的浓盐水排放。能量回收利用率高，降耗增效节能减排。本发明专利技术为提高我国海水淡化核心技术创新竞争力，对提高我国海水淡化产业发展有重要意义。

RO- spray coupled low energy consumption water salt co production compressed air pressurization system

【技术实现步骤摘要】
RO-喷雾耦合低能耗水盐联产压缩空气增压系统
本专利技术涉及一种RO-喷雾耦合低能耗水盐联产压缩空气增压系统，属于海水淡化

技术介绍
水是一切动植物的生命之源，在陆地生存的一切动植物都离不开淡水，没有淡水的地方就没有陆地生命。海水淡化已经成了各贫水国家地区解决水资源危机的主要甚至唯一解决方案。目前世界上海水淡化的主要两大方法是反渗透膜法和蒸馏热法，都是靠消耗能源而换取的淡水，虽然在科技高速发展的今天，最先进的海水淡化技术装备，RO吨水能耗为3-4.5kw.h/m2，热法吨水造价≥10元/m3，能耗高，成本高，并存在如下问题：1、目前的膜法热法都只能是将海水浓缩，而不能将溶质与溶液彻底分离(析盐)，因而造成大量的浓盐水排放，改变海洋相关水域生物生态造成局部生物灭绝。2、主要设备依靠进口，如RO膜，及高压泵，能量回收，热法的蒸发器等，而且价格昂贵，如一台进口欧州的柱塞泵110m3/h，人民币300多万，进口能量回收装置，也占到了总工程投资的15％。3、由于缺少创新核心技术，国产装备质量差，造成了对国际发达国家的设备产品进口的依赖，因而初投资造价的吨水造价投资较高，RO的吨水投资8000-10000元/Td，MED吨水投资9000-12000元/Td。4、由于海水的腐蚀性，运动部件使用寿命短，增加了工程折旧费用。5、运行能耗高，无能量回收8-10kw.h/m3，有能量回收3-4.5kw.h/m3(RO)。6、且回水率较低，回水率在35-55％。专利技术内容根据以上现有技术中的不足，本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种RO-喷雾耦合低能耗水盐联产压缩空气增压系统，目的是针对上述海水淡化领域存在的技术经济问题，提出相应有效的解决方案，降耗增效节能减排，设备的节资增寿，浓盐水污染环境问题，减少造水费用。本专利技术所述的RO-喷雾耦合低能耗水盐联产压缩空气增压系统，包括空压蓄能系统，空压蓄能系统连接高压罐组，高压罐组的底部连接RO反渗透装置，RO反渗透装置一端连接喷雾蒸馏系统的喷雾蒸发室内的喷雾嘴，另一端连接淡水罐；喷雾蒸发室的上端连接冷凝器，冷凝器连接淡水罐，喷雾蒸发室的下端连接结晶池，结晶池连接卤水压水罐，卤水压水罐下端连接喷雾蒸发室内的喷雾嘴，卤水压水罐上端连接高压罐组和空压蓄能系统；喷雾蒸馏系统还包括热风源，热风源的输出端置入喷雾蒸发室内。本专利技术由空压蓄能系统通过高压罐组，向RO反渗透装置和喷雾蒸馏系统提供海水浓盐水的增压动力。高压罐组的下部与RO反渗透装置之间连接有高压海水管和电磁阀，海水通过高压海水管从高压罐组进入RO反渗透装置。高压罐组的上部有连接于空压蓄能系统和涡流管机组的输气管道，管道之间安装有电磁阀，空压蓄能系统通过输气管道为高压罐组供能，作为高压罐组的压力来源，压力下降后的高压罐组为涡流管机组提供气源。其中，所述的RO反渗透装置为一级或多级过滤装置，上一级与下一级装置之间有浓盐水管道相连并安装有电磁阀。末级反渗透装置的浓盐水管道连通于喷雾蒸发室内的喷雾嘴。所述的热风源连接涡流管机组的热端，涡流管机组的冷端连接冷凝器，涡流管机组的热端通向喷雾蒸馏系统的热风源装置，为喷雾蒸发室提供蒸馏热能，冷端通向冷凝器，使蒸馏出的淡水液化。涡流管机组连接高压罐组，由高压罐组提供气源。所述的高压罐组包括若干高压罐，相邻高压罐之间通过管道相互连接，管道上设有电磁阀。所述的高压罐组还连接海水罐，洁净的海水存于海水罐中，由海水罐通过低压泵向高压罐组提供待淡化的海水。所述的空压蓄能系统包括空压机组和储气罐，空压机组和储气罐分别通过管道连接于高压罐组，管道上安装有电磁阀。本专利技术中，空压蓄能系统为RO反渗透装置和喷雾蒸馏系统，提供了海水浓盐水的增压动力外，还为喷雾蒸馏系统提供一定的热和冷能量，保证了能量的高效利用。本专利技术的喷雾蒸馏系统由喷雾蒸发室、喷雾嘴、热风源、冷凝器、结晶池、卤水压水罐、除雾填料组成。本专利技术的压缩空气压力传递路线为：a.空压机组→储气罐(井)→一级高压罐→一级RO反渗透装置→二级RO反渗透装置→喷雾嘴→喷雾蒸发室b.空压机组→储气罐(井)↓一级高压罐→二级高压罐→一级RO反渗透装置→二级RO反渗透装置→喷雾嘴→喷雾蒸发室c.空压机组→储气罐(井)→高压罐→涡流管机组→热风源→喷雾蒸发室→冷凝器d.储气罐(井)→卤水压水罐→喷雾嘴→喷雾蒸发室工作原理：空压机组在谷电时间段将8-9Mpa压缩空气注入储气罐(井)，进行贮存做为RO反渗透装置与喷雾蒸馏系统的动力源，当处理过的海水被低压泵泵入高压罐(组群)后，连通于储气罐(井)的电磁阀启动打开，压缩空气给一级高压罐的海水加压，海水被压入RO反渗透装置，经RO反渗透膜管过滤后，一端淡水流出进入淡水罐，或进行再次RO过滤，另一端带压力(4.5-6.5Mpa)的浓盐水经过二级RO反渗透装置，再次过滤后的浓盐水带压(3.5-2.0Mpa)进入喷雾蒸馏系统经喷雾嘴雾化，将二次过滤后的浓盐水喷雾至喷雾蒸发室。淡水蒸汽从喷雾蒸发室进入冷凝器液化后，进入淡水罐贮存，剩余物质进入结晶池，卤水从结晶池泵入卤水压水罐。一级高压罐的海水被压完后，连通于二级高压罐的电磁阀打开，同时，一级高压罐与储气罐(井)的电磁阀关闭，由一级高压罐的余气向二级高压罐的海水施压，当一级罐余气达到气压设定最低值(4.0Mpa)时，一、二级高压罐之间的电磁阀关闭，储气罐(井)与二级高压罐之间的电磁打开，储气罐(井)给二级高压罐继续加压。当二级高压罐的海水被压完，即关闭储气罐(井)与二级高压罐之间的电磁阀，同时打开二、三级高压罐之间的电磁阀给三级高压罐施压，依次进行循环。当一级高压罐的余气达到给二级施压的设计最低值时，连通卤水压水罐之间的电磁阀打开，一级高压罐的余气(4.0Mpa)将卤水压水罐内的卤水压至喷雾嘴，卤水被雾化喷入喷雾蒸发室继续进行蒸馏淡化。当一级高压罐对卤水压水罐施压达到设计最低值时，关闭一级罐的电磁阀同时切换至二级高压罐继续对卤水压水罐施压。当一级高压罐余气达到设定卤水压水罐最低设计值时，打开连通涡流管机组的电磁阀，一级罐余气通向涡流管机组，经冷热气流分离，热端气流进入喷雾蒸馏系统的热风源，为蒸馏提供热能；冷端气流进入冷凝器，使蒸馏出的淡水液化，直至余气排空电磁阀关闭。一级高压罐的电磁阀打开，低压泵为高压罐充水，按上述依次逐级进行循环。当储气罐(井)达不到设定压力后，空压机组自动启动工作，保压基本维持恒压。本专利技术与现有技术相比所具有的有益效果是：本专利技术所述的RO-喷雾耦合低能耗水盐联产压缩空气增压系统，在海水淡化过程中，卤水多次蒸馏，回水率高，结晶池可以将溶质与溶液彻底分离(析盐)，避免造成大量的浓盐水排放，从而避免改变海洋相关水域生态环境，环境友好度高。空气压力多次逐级利用，能量回收利用率高，降耗增效节能减排，并通过蓄能消解谷电为电转水提供技术支撑，具有良好的经济本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RO-喷雾耦合低能耗水盐联产压缩空气增压系统，其特征在于：包括空压蓄能系统(1)，空压蓄能系统(1)连接高压罐组(2)，高压罐组(2)的底部连接RO反渗透装置(3)，RO反渗透装置(3)一端连接喷雾蒸馏系统(4)的喷雾室(4.1)内的喷雾嘴(4.2)，另一端连接淡水罐(8)；喷雾室(4.1)的上端连接冷凝器(4.4)，冷凝器(4.4)连接淡水罐(8)，喷雾室(4.1)的下端连接结晶池(4.5)，结晶池(4.5)连接卤水压水罐(4.6)，卤水压水罐(4.6)下端连接喷雾室(4.1)内的喷雾嘴(4.2)，卤水压水罐(4.6)上端连接高压罐组(2)和空压蓄能系统(1)；喷雾蒸馏系统(4)还包括热风源(4.3)，热风源(4.3)的输出端置入喷雾室(4.1)内。/n

【技术特征摘要】
1.一种RO-喷雾耦合低能耗水盐联产压缩空气增压系统，其特征在于：包括空压蓄能系统(1)，空压蓄能系统(1)连接高压罐组(2)，高压罐组(2)的底部连接RO反渗透装置(3)，RO反渗透装置(3)一端连接喷雾蒸馏系统(4)的喷雾室(4.1)内的喷雾嘴(4.2)，另一端连接淡水罐(8)；喷雾室(4.1)的上端连接冷凝器(4.4)，冷凝器(4.4)连接淡水罐(8)，喷雾室(4.1)的下端连接结晶池(4.5)，结晶池(4.5)连接卤水压水罐(4.6)，卤水压水罐(4.6)下端连接喷雾室(4.1)内的喷雾嘴(4.2)，卤水压水罐(4.6)上端连接高压罐组(2)和空压蓄能系统(1)；喷雾蒸馏系统(4)还包括热风源(4.3)，热风源(4.3)的输出端置入喷雾室(4.1)内。


2.根据权利要求1所述的R...

【专利技术属性】
技术研发人员：许刚，张勇淼，魏大福，刘昭勇，许亮，冯景海，许嵩峰，于春堂，许雁飞，
申请(专利权)人：北京仲基应用技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11