具有多种运行方式的热膜耦合海水淡化系统的制作方法

本发明属于海水淡化和余热利用，更具体的说，是涉及一种具有多种运行方式的热膜耦合海水淡化系统。

背景技术：

1、海水淡化是从源头增加水资源量，保障水安全的重要手段，正日益得到重视和发展。除了海边建设大型海水淡化厂外，针对偏远地区、小型岛屿、海上平台、远洋渔船等特殊场合也存在很多小型海水淡化的需求。在这些特殊场合，一般是配备小型分布式能源站，一般结合柴油机发电、风电、光伏等多种能源形式，难以为海水淡化装置提供某种稳定的能源供给。

2、目前，反渗透是成熟的成本较低的淡化技术，但是其运行需要有稳定的电力供应。在北方海域，冬季海水温度过低也不能直接用于反渗透海水淡化。因此单独利用反渗透进行淡水供应可靠性较低。板式造水机可以利用热水作为热源进行海水淡化，但是热源的品位往往是波动的，温度过低和过高都不能直接利用。因此，亟需开发具有多种运行方式的热膜耦合海水淡化系统，增强淡水供应的可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种具有多种运行方式的热膜耦合海水淡化系统。

2、本发明的技术方案概述如下：

3、具有多种运行方式的热膜耦合海水淡化系统，包括热泵蒸发器1，热泵蒸发器1的冷媒出口通过管道依次与压缩机2、热泵冷凝器3、节流阀4、热泵蒸发器1的冷媒入口连接；热泵蒸发器1连接有低温热水热源来管32和低温热水热源回管33；造水机包括安装在造水机壳体6内部的造水机蒸发器45和造水机冷凝器44，造水机蒸发器45在下，造水机冷凝器44在上，中间由捕沫网46和隔板47分隔；热泵冷凝器3的热水出口通过管道与第四阀门22连接后分两路，一路通过管道与造水机蒸发器热水进口52连接，一路通过管道依次与第一阀门19和高温蒸汽热交换器56的热水出口连接；中温热水热源来管37通过管道与第六阀门24连接后，再与造水机蒸发器热水进口52连接；高温蒸汽热交换器56的蒸汽接口连接有高温蒸汽热源来管34；高温蒸汽热交换器56的凝结水接口通过管道依次与冷凝水泵13和高温蒸汽热源冷凝水回管35连接；缓冲水箱5的出口通过管道与热水泵14连接后分两路，一路通过管道依次与第二阀门20和高温蒸汽热交换器56的热水进口连接；一路通过管道依次与第三阀门21和热泵冷凝器3的热水进口连接；造水机蒸发器热水出口54通过管道分别与第七阀门25和第八阀门26连接，第七阀门25通过管道与缓冲水箱5的进口连接；第八阀门26连接有中温热水热源回管36；造水机冷凝器海水出口48通过管道分别与造水机蒸发器海水进口53和水射真空泵7的海水入口连接；造水机冷凝器不凝气口49通过管道与水射真空泵7的不凝气口连接；造水机冷凝器淡水出口50通过管道与淡水泵15连接后再与造水机产水管39连接；造水机冷凝器海水进口51通过管道与第九阀门27连接后分两路，一路通过管道依次与第十阀门28和原水箱8的进口连接，一路与第十一阀门29连接后再与海水供水管40连接；造水机浓水排放口55通过管道与水射真空泵7的浓水入口连接；水射真空泵7的排放口通过管道分两路，一路依次与第五阀门23和原水箱8的进口连接，一路与造水机浓水排放管41连接；原水箱8的出口通过管道依次与原水泵16、多介质过滤器9、精密过滤器10、保安过滤器11、带能量回收的高压泵17的泵端、反渗透单元12的海水入口连接，多介质过滤器9连接有反冲洗水排放管43，反渗透单元12的产水口连接有反渗透产水管38；反渗透单元12的浓水口通过管道与带能量回收的高压泵17的能量回收端连接后分两路，一路通过管道依次与第十二阀门30、反渗透浓水泵18连接后再连接到第九阀门27和第十一阀门29之间的管路上，一路通过管道与第十三阀门31连接，第十三阀门31连接有反渗透浓水排放管42。

4、造水机为板式造水机。

5、本发明的优点：

6、(1)本发明通过热泵回收40℃-60℃热水的余热，提高品位后作为

7、造水机的热源，也可以直接将60℃-100℃热水直接进入造水机作为造水机的热源，也可以通过高温蒸汽热交换器将＞100℃蒸汽的热量作为造水机的热源，具有适应多品位热源的能力。

8、(2)本发明在电力充足热量短缺的条件下可仅运行反渗透，在热量充足电力短缺的条件下可仅运行造水机，在电力和热量同时充足的条件下可同时运行反渗透和造水机，可根据电力和热量条件调节运行方式。

9、(3)本发明在冬季海水温度过低的情况下可利用造水机的浓水与取到的海水混合后作为反渗透的原料水，提高反渗透原料水的温度，从而提高反渗透运行的经济性和安全性。

10、(4)本发明可以在海水悬浮物含量高时，可将反渗透的浓水作为造水机的原料水，防止造水机污堵。

技术特征：

1.具有多种运行方式的热膜耦合海水淡化系统，包括热泵蒸发器(1)，其特征在于，所述热泵蒸发器(1)的冷媒出口通过管道依次与压缩机(2)、热泵冷凝器(3)、节流阀(4)、热泵蒸发器(1)的冷媒入口连接；热泵蒸发器(1)连接有低温热水热源来管(32)和低温热水热源回管(33)；造水机包括安装在造水机壳体(6)内部的造水机蒸发器(45)和造水机冷凝器(44)，造水机蒸发器(45)在下，造水机冷凝器(44)在上，中间由捕沫网(46)和隔板(47)分隔；热泵冷凝器(3)的热水出口通过管道与第四阀门(22)连接后分两路，一路通过管道与造水机蒸发器热水进口(52)连接，一路通过管道依次与第一阀门(19)和高温蒸汽热交换器(56)的热水出口连接；中温热水热源来管(37)通过管道与第六阀门(24)连接后，再与造水机蒸发器热水进口(52)连接；高温蒸汽热交换器(56)的蒸汽接口连接有高温蒸汽热源来管(34)；高温蒸汽热交换器(56)的凝结水接口通过管道依次与冷凝水泵(13)和高温蒸汽热源冷凝水回管(35)连接；缓冲水箱(5)的出口通过管道与热水泵(14)连接后分两路，一路通过管道依次与第二阀门(20)和高温蒸汽热交换器(56)的热水进口连接；一路通过管道依次与第三阀门(21)和热泵冷凝器(3)的热水进口连接；造水机蒸发器热水出口(54)通过管道分别与第七阀门(25)和第八阀门(26)连接，第七阀门(25)通过管道与缓冲水箱(5)的进口连接；第八阀门(26)连接有中温热水热源回管(36)；造水机冷凝器海水出口(48)通过管道分别与造水机蒸发器海水进口(53)和水射真空泵(7)的海水入口连接；造水机冷凝器不凝气口(49)通过管道与水射真空泵(7)的不凝气口连接；造水机冷凝器淡水出口(50)通过管道与淡水泵(15)连接后再与造水机产水管(39)连接；造水机冷凝器海水进口(51)通过管道与第九阀门(27)连接后分两路，一路通过管道依次与第十阀门(28)和原水箱(8)的进口连接，一路与第十一阀门(29)连接后再与海水供水管(40)连接；造水机浓水排放口(55)通过管道与水射真空泵(7)的浓水入口连接；水射真空泵(7)的排放口通过管道分两路，一路依次与第五阀门(23)和原水箱(8)的进口连接，一路与造水机浓水排放管(41)连接；原水箱(8)的出口通过管道依次与原水泵(16)、多介质过滤器(9)、精密过滤器(10)、保安过滤器(11)、带能量回收的高压泵(17)的泵端、反渗透单元(12)的海水入口连接，多介质过滤器(9)连接有反冲洗水排放管(43)，反渗透单元(12)的产水口连接有反渗透产水管(38)；反渗透单元(12)的浓水口通过管道与带能量回收的高压泵(17)的能量回收端连接后分两路，一路通过管道依次与第十二阀门(30)、反渗透浓水泵(18)连接后再连接到第九阀门(27)和第十一阀门(29)之间的管路上，一路通过管道与第十三阀门(31)连接，第十三阀门(31)连接有反渗透浓水排放管(42)。

技术总结本发明公开了具有多种运行方式的热膜耦合海水淡化系统，通过热泵将低温热水的热量提升品质后加热循环水或高温蒸汽通过热交换器加热循环水作为造水机的热源，中温热水可直接作为造水机的热源，还设置有反渗透系统；可根据电力和热量条件调节运行方式，在冬季海水温度过低的情况下利用造水机的温排水与取到的海水混合后作为反渗透的原料水，提高反渗透运行的经济性和安全性；可以在海水悬浮物含量高时，将反渗透的浓水作为造水机的原料水，防止造水机污堵。技术研发人员：韩克鑫,谢春刚,苗超,孙靖,刘锡文,潘春佑,王可宁受保护的技术使用者：自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/23