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    一種電站溫排水海水淡化系統及資源化利用方法技術方案

    技術編號:29608415 閱讀:39 留言:0更新日期:2021-08-10 18:13
    本發明專利技術涉及海水淡化技術領域,具體涉及一種電站溫排水海水淡化系統及資源化利用方法。該電站溫排水海水淡化系統包括:淡化組件、礦物質提純組件和鹽差能發電組件。其中,淡化組件用于利用電站的溫排水熱能淡化海水以獲取淡水和濃縮液;礦物質提純組件用于從淡化組件留下的濃縮液中提取礦物質,并排出剩余的殘留液;鹽差能發電組件用于利用礦物質提純組件排出的殘留液與電站的溫排水發電,并將電能輸送給礦物質提純組件。能夠解決現有的電站直接排放溫排水,會對海洋生態環境形成“熱污染”沖擊,或者將濃鹽水進行攤曬制鹽,需占據大量的陸地面積、耗時費力、產品附加值低以及經濟效益不明顯的問題。

    【技術實現步驟摘要】
    一種電站溫排水海水淡化系統及資源化利用方法
    本專利技術涉及溫排水資源化利用與海水淡化
    ,具體涉及一種電站溫排水海水淡化系統及資源化利用方法。
    技術介紹
    沿海電力企業依賴海水為冷源,大量溫排水給近海海域帶來嚴重的熱沖擊,成為制約行業發展的瓶頸和沖擊海洋環境的共性問題。核電廠址的稀缺伴隨“一廠多堆”的必然性,進一步加劇海域熱影響的沖擊程度。核電站溫排水溫升僅6-11℃,單臺機組溫排水量約45~60m3/s,“量大質低”的特點使典型節能技術對其利用遠遠不夠,只能作為“廢熱”排放至大海,對海洋生態環境形成“熱污染”沖擊,但是由于其溫度低,利用和治理都非常困難。值得注意的是,電站溫排水排放除了攜帶大量的低溫余熱,直接排放還損失了近10m的水頭的壓力能,回收利用余壓余熱能可實現電站能量的綜合應用。近年來,低溫海水淡化的發展,使得電廠溫排水這樣的低溫熱源可能用于海水淡化,獲得了很多國內外科研單位及電力企業的廣泛關注。另一方面,大規模海水淡化增量獲得淡水同時,排放一半以上的濃鹽水,濃鹽水中蘊藏的鹽差能、礦物質等資源未充分利用。目前來看,工業界普遍采取的是濃鹽水為原料進行攤曬制鹽,該方法不僅需占據大量的陸地面積,耗時數月,更遺憾的是其獲得的產品附加值低,經濟效益不明顯。
    技術實現思路
    針對現有技術中存在的缺陷,本專利技術的目的在于提供一種電站溫排水海水淡化系統及資源化利用方法,利用電站溫排水余熱余壓能實現,能夠解決現有的電站直接排放溫排水,對海洋生態環境形成“熱污染”沖擊,或者將濃鹽水進行攤曬制鹽,需占據大量的陸地面積、耗時費力、產品附加值低以及經濟效益不明顯的問題。為達到以上目的,本專利技術采取的技術方案是:一方面,本專利技術提供一種電站溫排水海水淡化系統,其特征在于,包括:淡化組件,其用于利用電站的溫排水熱能淡化海水以獲取淡水和濃縮液;礦物質提純組件,其用于從淡化組件留下的濃縮液中提取礦物質,并排出剩余的殘留液;鹽差能發電組件,其用于利用所述礦物質提純組件排出的殘留液與電站的溫排水發電,并將電能輸送給所述礦物質提純組件。在一些可選的方案中,所述淡化組件包括至少一個無相變淡化裝置,所述無相變淡化裝置用于利用電站溫排水的熱能將海水淡化以獲取淡水和第一濃度的濃縮液。在一些可選的方案中,所述無相變淡化裝置包括:至少一個淡化機構,其用于浸泡在海水內,每一所述淡化機構包括:-內支撐,其內側形成儲水腔,所述內支撐上設有過水孔;-外支撐,所述外支撐上設有過水孔和半滲透膜,并與內支撐之間形成容納腔;溫敏水凝膠,所述溫敏水凝膠用于設在所述容納腔內,所述溫敏水凝膠在小于第一溫度時可經過所述半滲透膜從所述外支撐外側吸收淡水,在大于第一溫度時可排出淡水至儲水腔;換水機構,其與所述儲水腔連通,用于在所述儲水腔內的淡水降低至第二溫度或溫敏水凝膠排出淡水達到設定空隙程度時,將所述儲水腔內的淡水排出并收集,并在所述溫敏水凝膠吸水至設定飽和程度時,使所述儲水腔吸入大于第二溫度的淡水。在一些可選的方案中,所述換水機構包括:儲水箱;換水管路,其一端與所述儲水箱連通,另一端與所述儲水腔的端部連接;加熱器,其設在所述換水管路上,用于利用電廠汽輪機溫排水的熱能加熱換水管路內的淡水至大于第二溫度;活塞,其設于所述儲水腔內,用于在所述儲水腔內的淡水降低至第二溫度或溫敏水凝膠排出淡水達到設定空隙程度時,排出所述儲水腔內的淡水并收集,并在所述溫敏水凝膠吸水至設定飽和程度時,使所述儲水腔吸入第二溫度的淡水。在一些可選的方案中,所述換水管路包括:回水管路,其一端與所述儲水箱連通,另一端與所述儲水腔的端部連通,所述回水管路上設有第一閥門,所述第一閥門在排出所述儲水腔的淡水時打開,在吸入加熱至大于第二溫度的淡水時關閉;熱水供水管路,其一端與所述儲水箱連通,另一端和回水管路并聯后與所述儲水腔的端部連通,所述熱水供水管路上設有第二閥門,所述第二閥門在排出所述儲水腔里的淡水時關閉,在吸入加熱至大于第二溫度的淡水時打開。在一些可選的方案中,還包括驅動裝置,其與所述活塞連接,所述驅動裝置包括壓力能回收器和曲柄連桿機構,所述壓力能回收器用于回收電廠的汽輪機溫排水的壓力能,以驅動所述曲柄連桿機構,所述曲柄連桿機構用于驅動所述活塞在儲水腔內移動。在一些可選的方案中,所述淡化組件還包括熱法濃縮淡化機構,所述熱法蒸發濃縮組件用于利用第一濃度的濃縮液蒸發獲取淡水,并將剩余第二濃度的濃縮液提供給所述礦物質提純組件。另一方面,本專利技術提供一種海水淡化資源化利用方法,包括以下步驟:利用淡化組件將海水淡化以獲取淡水和濃縮液;利用礦物質提純組件從淡化組件留下的濃縮液中提取礦物質,并排出剩余的殘留液;鹽差能發電組件利用所述礦物質提純組件排出的殘留液與降溫后的溫排水發電,并將電能輸送給所述礦物質提純組件。在一些可選的方案中,所述的利用淡化組件將海水淡化以獲取淡水和濃縮液,具體包括:利用無相變淡化裝置將海水淡化以獲取淡水和第一濃度的濃縮液;通過熱法蒸發濃縮組件利用第一濃度的濃縮液蒸發獲取淡水,并將剩余第二濃度的濃縮液提供給所述礦物質提純組件。在一些可選的方案中,所述的利用無相變淡化裝置將海水淡化以獲取淡水和第一濃度的濃縮液,具體包括:A:利用位于低于第一溫度的海水中的溫敏水凝膠吸入經半滲透膜過濾后的淡水;B:在所述溫敏水凝膠吸水至設定飽和程度時,輸入大于第二溫度的淡水至儲水腔,以將所述溫敏水凝膠內的淡水排出至所述儲水腔;C:當所述儲水腔內的淡水的溫度低于第二溫度或溫敏水凝膠排出淡水后達到設定空隙程度時,排出所述儲水腔內的淡水并收集,返回步驟A。與現有技術相比,本專利技術的優點在于:利用電站的溫排水熱能淡化海水以獲取淡水和濃縮液;利用礦物質提純組件從淡化組件留下的濃縮液中提取礦物質,并排出剩余的殘留液;鹽差能發電組件利用礦物質提純組件排出的殘留液與降溫后的溫排水發電,并將電能輸送給礦物質提純組件。本專利技術利用海水淡化產生大量的濃鹽水,提出海水提取礦物質技術(例如鋰和鎂)與鹽差發電耦合利用。將鹽差能發電組件產生的電力一部分直接為礦物質提純組件用,實現自能源供電,促進電力企業向發電、供水和資源化利用方向拓展。附圖說明為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例中電站溫排水海水淡化系統的結構示意圖;圖2為本專利技術實施例中無相變海水淡化裝置的結構示意圖;圖3為本專利技術實施例中電站溫排水海水淡化資源利用方法的流程圖;圖4為本專利技術實施例中無相變海水淡化的流程圖。圖中:10、淡化組件;1、海水池;2、淡化機構;21、內支撐;22、外支本文檔來自技高網...

    【技術保護點】
    1.一種電站溫排水海水淡化系統,其特征在于,包括:/n淡化組件(10),其用于利用電站的溫排水熱能淡化海水以獲取淡水和濃縮液;/n礦物質提純組件(6),其用于從淡化組件留下的濃縮液中提取礦物質,并排出剩余的殘留液;/n鹽差能發電組件(7),其用于利用所述礦物質提純組件(6)排出的殘留液與電站的溫排水發電,并將電能輸送給所述礦物質提純組件(6)。/n

    【技術特征摘要】
    1.一種電站溫排水海水淡化系統,其特征在于,包括:
    淡化組件(10),其用于利用電站的溫排水熱能淡化海水以獲取淡水和濃縮液;
    礦物質提純組件(6),其用于從淡化組件留下的濃縮液中提取礦物質,并排出剩余的殘留液;
    鹽差能發電組件(7),其用于利用所述礦物質提純組件(6)排出的殘留液與電站的溫排水發電,并將電能輸送給所述礦物質提純組件(6)。


    2.如權利要求1所述的電站溫排水海水淡化系統,其特征在于,所述淡化組件(10)包括至少一個無相變淡化裝置,所述無相變淡化裝置用于利用電站溫排水的熱能將海水淡化以獲取淡水和第一濃度的濃縮液。


    3.如權利要求2所述的電站溫排水海水淡化系統,其特征在于,所述無相變淡化裝置包括:
    至少一個淡化機構(2),其用于浸泡在海水內,每一所述淡化機構(2)包括:
    -內支撐(21),其內側形成儲水腔(23),所述內支撐(21)上設有過水孔;
    -外支撐(22),所述外支撐(22)上設有過水孔和半滲透膜(25),并與內支撐(21)之間形成容納腔(24);
    溫敏水凝膠(3),所述溫敏水凝膠(3)用于設在所述容納腔(24)內,所述溫敏水凝膠(3)在小于第一溫度時可經過所述半滲透膜(25)從所述外支撐(22)外側吸收淡水,在大于第一溫度時可排出淡水至儲水腔(23);
    換水機構(4),其與所述儲水腔(23)連通,用于在所述儲水腔(23)內的淡水降低至第二溫度或溫敏水凝膠(3)排出淡水后達到設定空隙程度時,將所述儲水腔(23)內的淡水排出并收集,并在所述溫敏水凝膠(3)吸水至設定飽和程度時,使所述儲水腔(23)吸入大于第二溫度的淡水。


    4.如權利要求3所述的電站溫排水海水淡化系統,其特征在于,所述換水機構(4)包括:
    儲水箱(41);
    換水管路(42),其一端與所述儲水箱(41)連通,另一端與所述儲水腔(23)的端部連接;
    加熱器(43),其設在所述換水管路(42)上,用于利用電廠汽輪機溫排水的熱能加熱換水管路(42)內的淡水至大于第二溫度;
    活塞(44),其設于所述儲水腔(23)內,用于在所述儲水腔(23)內的淡水降低至第二溫度或溫敏水凝膠(3)排出淡水達到設定空隙程度時,排出所述儲水腔(23)內的淡水并收集,并在所述溫敏水凝膠(3)吸水至設定飽和程度時,使所述儲水腔(23)吸入第二溫度的淡水。


    5.如權利要求4所述的電站溫排水海水淡化系統,其特征在于,所述換水管路(42)包括:
    回水管路(421),其一端與所述儲水箱(41)連通,另一端與所述儲水腔(23)的端部連通,所述回水管路(421)上設有第一閥...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:胡雪蛟章先濤劉抗江海峰劉翔
    申請(專利權)人:深圳潤德工程有限公司
    類型:發明
    國別省市:廣東;44

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