利用超声波阵雾化气旋淡化海水的装备系统技术方案

一种利用超声波阵雾化气旋淡化海水的装备系统，利用超声波阵雾化气旋淡化海水的装备系统包括声波阵雾化淡化塔，所述声波阵雾化淡化塔包括罐体、连接在罐体底部的排卤装置，所述罐体内设有可在液面下方移动的超声波阵雾化装置，所述罐体上部设有利用负压将雾化的海水抽吸出罐体的风机、用于从雾化水汽流中分离淡水的多管涡流气旋装置和纤维丝网凝水装置。本实用新型专利技术设备结构较简单，投资少，占地小，运行能耗低，产水成本低，运营维护费用低。运营维护费用低。运营维护费用低。

【技术实现步骤摘要】
利用超声波阵雾化气旋淡化海水的装备系统


[0001]本技术涉及海水淡化
，特别是涉及一种利用超声波阵雾化气旋淡化海水的装备系统。

技术介绍

[0002]众所周知，地球海水的平均盐度为35
‰
，不同地区的海水盐度存在一定差异，受大陆淡水影响，浅海盐度一般为27～30
‰
，河口区盐度一般为0～30
‰
，海湾地区由于其蒸发量较高、淡水径流较少和受海水淡化厂排放的高盐废水的影响，其盐度往往高于45
‰
，地中海和红海的盐度亦超过41
‰
。
[0003]海水盐分的成分较为复杂，其盐分主要由Na
+
，K
+
，Ca
2+
，Mg
2+
和Sr
2+
等阳离子和Cl-，SO
42-，Br-，HCO
3-等阴离子以及分子态的H3BO3等组成。典型海水的盐度一般在30
‰
~43
‰
之间，其中Ca2
+
含量变化范围在360～500mg/L，Mg
2+
含量变化范围在1150～1600mg/L，Na
+
含量变化范围在9700～13500mg/L，K
+
含量变化范围在400～550mg/L，Cl-含量变化范围在16300～23700mg/L，SO
42-含量变化范围在2400～3380mg/L，HCO
3-含量变化范围在130～200mg/L。换句话说，海水亦是一座无量的盐矿，而当前我国大量的工业用盐和民用盐来自内陆地区的井盐，井盐的大量开采导致地质沉降塌陷和废渣污染。
[0004]在海水淡化方面，我国自上世纪60年代开始，众多与海洋相关的科技企业和高校科研院所开展了海水淡化的系列研究和实践，目前海水淡化的方法主要有蒸馏法、膜分离法、结晶法、可再生能源结合法、溶剂萃取法和离子交换法等，现有的研究应用成果大致可概括为如下五大类：
[0005]第一类为蒸馏法，主要包括：
[0006]（1）低温多效蒸馏技术（LT-MED）：通过对海水多次低温蒸馏和冷凝实现制淡水，但换热管外壁易结垢，热效率的提升受低温（≤70℃）限制，设备体积过大，投资相对较高。
[0007]（2）多级闪蒸技术（MSF）：海水经预处理消毒和蒸汽加热多级闪蒸后冷凝实现制淡水，该系统操作温度较高，结构材料腐蚀倾向大，热耗高、电能消耗亦高，工程投资额高，设备的操作弹性较小，难以适应产水量变动较大的工程，同时会对海洋环境造成热污染。
[0008]（3）压汽蒸馏（VC）：热海水产生的蒸汽二次加压并冷凝成淡水，该系统对密封性要求高，对海水预处理要求较高，易于结垢，且热耗及电耗较高，设备体积亦大，运行成本高，同时会对海洋环境造成热污染。
[0009]第二类是膜分离法，主要包括：
[0010]（1）反渗透技术（SWRO）：利用反渗透膜两侧的压差实现杂质和淡水分离，目前市场应用占比约85%。该方法对海水预处理要求高，膜组件损耗大，且膜通量对温度较敏感，需配套大量优质耐腐蚀辅助材料（不锈钢管道、板材及钛金属管道），淡水处理成本较高。
[0011]（2）电渗析技术（ED）：利用电位差作用定向移动分离盐分和水分，其运行能耗偏高（一般在17～20kW
·
h/m3），且难以去除离解度小的盐类和不离解的物质及细菌等，产品水质较差。
[0012]第三类是结晶法，包括：
[0013]（1）冷冻结晶法
[0014]冷冻结晶法包括天然冷冻法、人工冷冻法和交换结晶冷冻脱盐法三类。其中天然冷冻法是利用自然环境条件使海水冷冻结冰, 取冰融化制淡水，该方法受季节等自然环境因素影响较大。人工冷冻法是利用冷冻剂（如LNG、正丁烷、异丁烷等）与海水进行直接或间接热交换使海水冷冻结冰，但其存在设备较大，对冷冻剂回收和再利用过程中的能耗高，融冰过程耗能高，除盐率低等问题。而交换结晶冷冻脱盐法是利用预冷海水与固液态共存的直链烃换热结晶，其分离过程中因压力变换导致能耗高。
[0015]（2）水合物结晶法：利用水合剂在一定温度和压力下与水形成水合晶体，水合剂分子通常由甲烷、乙烷、二氧化碳、氮气等气体或一氟二氯乙烷等液体构成。该方法结晶粒子易形成压缩性结块且难清洗，淡水中混有微量水合剂，淡水水质相对较低。
[0016]第四类是可再生能源结合法，现有技术有：
[0017]（1）太阳能海水淡化：利用太阳能所产生的热量代替蒸汽等热源对海水进行加热蒸馏制淡，该方法蒸汽凝结潜热损失大，同时未考虑材料内部结垢、光热材料的长期稳定运行、水蒸气高效冷凝和回收等问题。
[0018]（2）地热能海水淡化：主要利用地热资源（废弃的油气井）等转化为机械能对海水加压使其克服自然渗透而进行制淡，需与反渗透法和低温多效蒸馏法相结合应用，且废弃油气井利用过程中可能产生新的二次污染。
[0019]（3）风能/海洋能海水淡化：主要利用风力产生的机械能或海洋中的潮汐能、波浪能及温差能等转化的机械能对海水加压使其克服自然渗透而进行制淡，需与主流的海水淡化方法相结合应用。
[0020]第五类是油脂分离淡化法，如以椰子油和海水混合升温、冷凝分离脱除盐分，但效率低，易造成二次污染。其次，现有海水淡化工程产生的浓盐水因在淡化过程中加入了各类药剂，后续未有相应的综合利用处置措施，浓海水直接排入海洋，对海洋的生态环境造成了较大的影响。
[0021]显然，现有的海水淡化技术均存在工程造价高、设备占地面积大、海水预处理要求较高、工艺复杂、或能耗高、或产水成本高、或淡水分离效率低、或淡水出水品质低等技术难题。
[0022]另一方面，超声波技术在医疗、清洗、混合、化工方面的应用日趋广泛，在超声波海水淡化方面，CN101838079B超声波雾化汽化海水淡化脱盐装置及方法中，公开了一种超声波雾化气化海水淡化脱盐装置，利用超声波雾化器将海水雾化后通过喷嘴喷入气化炉，加热使水雾气化脱盐，冷凝后得到淡水；CN101863527A 基于超声波和节流技术的太阳能海水淡化设备中，公开了一种能够提高节流效率的基于超声波和节流技术的太阳能海水淡化设备，海水通过闪蒸得到蒸汽，利用超声波起震器将未发生闪蒸的海水进一步雾化，促进海水蒸发，冷却后得到淡水。这些技术的淡化脱盐方式实质上仍是传统的蒸发法脱盐淡化，超声波仅作为海水气化雾化的辅助措施，且这些方法处置规模有限，需要稳定的热源，能耗较高。

技术实现思路

[0023]本技术所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种占地面积少、投资较低的利用超声波阵雾化气旋淡化海水的装备系统。
[0024]本技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种利用超声波阵雾化气旋淡化海水的装备系统，包括超声波阵雾化淡化塔，所述超声波阵雾化淡化塔包括罐体、连接在罐体底部的排卤装置，所述罐体内设有可在液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用超声波阵雾化气旋淡化海水的装备系统，其特征在于：包括超声波阵雾化淡化塔，所述超声波阵雾化淡化塔包括罐体、连接在罐体底部的排卤装置，所述罐体内设有可在液面下方移动的超声波阵雾化装置，所述罐体上部设有利用负压将雾化水汽流抽吸出罐体的风机、用于从雾化水汽流中分离淡水的多管涡流气旋装置和纤维丝网凝水装置。2.根据权利要求1所述的利用超声波阵雾化气旋淡化海水的装备系统，其特征在于：所述超声波阵雾化装置包括超声波阵架和至少一个固定在该超声波阵架上的超声波阵板，所述超声波阵板由多个超声波声源组成。3.根据权利要求1或2所述的利用超声波阵雾化气旋淡化海水的装备系统，其特征在于：所述风机的一端与罐体顶部或侧壁上的负压抽气口连接，另一端与多管涡流气旋装置连接，所述多管涡流气旋装置与纤维丝网凝水装置连接。4.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹小林，郭智潇，
申请(专利权)人：长沙紫宸科技开发有限公司，
类型：新型
国别省市：