CN108439675A - 一种太阳能咸水淡化综合利用系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能咸水淡化综合利用系统及方法。目前急需摸索出一种太阳能咸水淡化综合利用的方法，提高能源利用效率和项目经济性。本发明包括太阳池，其特点在于：还包括反渗透池、电渗析池、太阳能蒸馏池、太阳能电池组件和增压泵，所述反渗透池通过管路与太阳池连接，所述增压泵安装在反渗透池和太阳池之间的管路上，所述电渗析池通过管路和反渗透池连接，所述太阳能电池组件分别与增压泵、反渗透池和电渗析池连接，所述太阳能蒸馏池通过管路分别与太阳池、反渗透池和电渗析池连接。本发明充分利用多种咸水淡化技术及太阳能资源，降低能耗，增加淡水产出，提高项目经济可行性。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能咸水淡化综合利用系统及方法，属于太阳能综合利用领域。
背景技术
目前有蒸馏法、反渗透法、电渗析法等多种咸水淡化的方法，各自有优缺点，以及各自的适用范围。蒸馏法通过加热汽化冷凝获取淡水，不受咸水浓度限值，所得淡水纯度高，然而咸水汽化需要消耗较大能量，太阳能蒸馏池利用太阳能可较大程度降低能耗成本，但是占地面积大，产水效率低，如公开日为2015年09月30日，公开号为CN104944485A的中国专利中，公开的一种蒸馏法海水淡化系统及其淡化方法；反渗透法是利用反渗透膜，将高压的咸水反渗透生成淡水，由于没有发生相变，能耗较小，但是咸水浓度不能过高，且产生的淡水纯度不够，如公开日为2011年04月27日，公开号为CN102030391A的中国专利中，公开的一种风力发电反渗透法海水淡化系统；电渗析法的特点是从咸水中除去盐离子，能量转化方式合理，对于低盐度咸水淡化的效果好，但是不能去除不带电的杂质，且经济性随含盐量增加而降低。
我国西北干燥地区和东部沿海地区，淡水资源较为紧张，有大量海水或苦咸水，有咸水淡化的需求，然而单一种咸水淡化方法的经济性都受到客观条件限制。如何结合实际情况，利用几种咸水淡化方式，扬长避短，提高经济性，是目前要面对的课题，太阳能与咸水淡化结合是降低能耗的重要方式。急需摸索出一种太阳能咸水淡化综合利用的方法，提高能源利用效率和项目经济性，从而解决目前咸水淡化所遇到的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，充分利用多种咸水淡化技术及太阳能资源，降低能耗，增加淡水产出，能解决目前所遇到的问题，提高项目经济可行性的太阳能咸水淡化综合利用系统及方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该太阳能咸水淡化综合利用系统包括太阳池，其结构特点在于：还包括反渗透池、电渗析池、太阳能蒸馏池、太阳能电池组件和用于给反渗透池增压的增压泵，所述反渗透池通过管路与太阳池连接，所述增压泵安装在反渗透池和太阳池之间的管路上，所述电渗析池通过管路和反渗透池连接，连接电渗析池和反渗透池的管路上设置有一号淡水出口，所述电渗析池上设置有二号淡水出口，所述太阳能电池组件分别与增压泵、反渗透池和电渗析池连接，所述太阳能蒸馏池通过管路分别与太阳池、反渗透池和电渗析池连接，所述太阳能蒸馏池上设置有三号淡水出口。
作为优选，本发明所述增压泵与外部电网连接。
作为优选，本发明还包括蓄电池，所述蓄电池和太阳能电池组件连接。
作为优选，本发明所述太阳池和太阳能蒸馏池的底部均设置有黑漆层，以提高吸热效率。
一种利用所述的太阳能咸水淡化综合利用系统进行的太阳能咸水淡化综合利用方法，其特征在于：步骤如下：将咸水注入太阳池中，利用咸水随深度的自然分层，从太阳池的表面和底部分别导出低盐度水和高盐度水；高盐度水进入太阳能蒸馏池，通过蒸馏获取淡水，并定期从太阳能蒸馏池的底部导出接近饱和浓度的高浓度盐水，通过自然蒸发或加热对流蒸发获取盐类晶体；低盐度水进入反渗透池，在增压泵提供压力的条件下，通过反渗透膜产生淡水；反渗透池分离的咸水注入太阳能蒸馏池；充分利用太阳能电池组件所发的电力驱动增压泵，当太阳能电池组件电力不足的时候，增压泵采用电网供电；由于电渗析池的耗电量较大，只在太阳辐射较强，太阳能电池组件产生电量有富余的时候，才启动电渗析池；一号淡水出口、二号淡水出口和三号淡水出口均可导出淡水，其中一号淡水出口导出的淡水是经过反渗透法获取，盐分含量相对略高，可作为对盐分要求不高的生活或工业用水，以较低的价格供应；而二号淡水出口和三号淡水出口导出的淡水盐分含量低，可供居民饮用或高要求的工业用水，根据水质量定供水价格，降低成本，提高项目整体收益。
作为优选，本发明反渗透池出来的淡水再经过一次淡化，产生含盐度更低的高品质淡水。
作为优选，本发明蓄电池存储太阳能电池组件的余电，以备无太阳的时候使用。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：充分利用现有的海水淡化技术及太阳能利用技术，使之有机结合，扬长避短，提高综合利用率，降低能耗，产出不同纯度的淡水，以适应不同的应用需求，降低淡水的生产成本，提高项目经济性，使之可应用于西部苦咸水地区以及用地富余的沿海地区。综合以上看，本发明提供的咸水淡化综合利用系统及方法，为海水淡化在全国范围的商业化发展提供了有力的支持。
附图说明
图1是本发明实施例中太阳能咸水淡化综合利用系统的结构示意图。
图中：1—太阳池；2—反渗透池；3—电渗析池；4—太阳能蒸馏池；5—太阳能电池组件；6—增压泵；D1—一号淡水出口；D2—二号淡水出口；D3—三号淡水出口。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1，本实施例中的太阳能咸水淡化综合利用系统包括太阳池1、反渗透池2、电渗析池3、太阳能蒸馏池4、太阳能电池组件5和用于给反渗透池2增压的增压泵6。
本实施例中的反渗透池2通过管路与太阳池1连接，增压泵6安装在反渗透池2和太阳池1之间的管路上，电渗析池3通过管路和反渗透池2连接，连接电渗析池3和反渗透池2的管路上设置有一号淡水出口D1，电渗析池3上设置有二号淡水出口D2。
本实施例中的太阳能电池组件5分别与增压泵6、反渗透池2和电渗析池3连接，太阳能蒸馏池4通过管路分别与太阳池1、反渗透池2和电渗析池3连接，太阳能蒸馏池4上设置有三号淡水出口D3。
本实施例中的增压泵6可以与外部电网连接。太阳能咸水淡化综合利用系统还可以包括蓄电池，蓄电池和太阳能电池组件5连接。太阳池1和太阳能蒸馏池4的底部均可以设置有黑漆层，以提高吸热效率。
本实施例中利用太阳能咸水淡化综合利用系统进行的太阳能咸水淡化综合利用方法的步骤如下：将咸水注入太阳池1中，利用咸水随深度的自然分层，从太阳池1的表面和底部分别导出低盐度水和高盐度水；高盐度水进入太阳能蒸馏池4，通过蒸馏获取淡水，并定期从太阳能蒸馏池4的底部导出接近饱和浓度的高浓度盐水，通过自然蒸发或加热对流蒸发获取盐类晶体；低盐度水进入反渗透池2，在增压泵6提供压力的条件下，通过反渗透膜产生淡水；反渗透池2分离的咸水注入太阳能蒸馏池4；充分利用太阳能电池组件5所发的电力驱动增压泵6，当太阳能电池组件5电力不足的时候，增压泵6采用电网供电；由于电渗析池3的耗电量较大，只在太阳辐射较强，太阳能电池组件5产生电量有富余的时候，才启动电渗析池3；一号淡水出口D1、二号淡水出口D2和三号淡水出口D3均可导出淡水，其中一号淡水出口D1导出的淡水是经过反渗透法获取，盐分含量相对略高，可作为对盐分要求不高的生活或工业用水，以较低的价格供应；而二号淡水出口D2和三号淡水出口D3导出的淡水盐分含量低，可供居民饮用或高要求的工业用水，根据水质量定供水价格，降低成本，提高项目整体收益。
本实施例中反渗透池2出来的淡水再经过一次淡化，产生含盐度更低的高品质淡水。蓄电池存储太阳能电池组件5的余电，以备无太阳的时候使用。
本发明利用现有的太阳池、反渗透法、电渗析法等咸水淡化技术，有机结合了太阳能光伏和光热技术，形成一套高效、经济的综合利用系统。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种太阳能咸水淡化综合利用系统，包括太阳池，其特征在于：还包括反渗透池、电渗析池、太阳能蒸馏池、太阳能电池组件和用于给反渗透池增压的增压泵，所述反渗透池通过管路与太阳池连接，所述增压泵安装在反渗透池和太阳池之间的管路上，所述电渗析池通过管路和反渗透池连接，连接电渗析池和反渗透池的管路上设置有一号淡水出口，所述电渗析池上设置有二号淡水出口，所述太阳能电池组件分别与增压泵、反渗透池和电渗析池连接，所述太阳能蒸馏池通过管路分别与太阳池、反渗透池和电渗析池连接，所述太阳能蒸馏池上设置有三号淡水出口。
2.根据权利要求1所述的太阳能咸水淡化综合利用系统，其特征在于：所述增压泵与外部电网连接。
3.根据权利要求1所述的太阳能咸水淡化综合利用系统，其特征在于：还包括蓄电池，所述蓄电池和太阳能电池组件连接。
4.根据权利要求1所述的太阳能咸水淡化综合利用系统，其特征在于：所述太阳池和太阳能蒸馏池的底部均设置有黑漆层，以提高吸热效率。
5.一种利用如权利要求1～4任一权利要求所述的太阳能咸水淡化综合利用系统进行的太阳能咸水淡化综合利用方法，其特征在于：步骤如下：将咸水注入太阳池中，利用咸水随深度的自然分层，从太阳池的表面和底部分别导出低盐度水和高盐度水；高盐度水进入太阳能蒸馏池，通过蒸馏获取淡水，并定期从太阳能蒸馏池的底部导出接近饱和浓度的高浓度盐水，通过自然蒸发或加热对流蒸发获取盐类晶体；低盐度水进入反渗透池，在增压泵提供压力的条件下，通过反渗透膜产生淡水；反渗透池分离的咸水注入太阳能蒸馏池；充分利用太阳能电池组件所发的电力驱动增压泵，当太阳能电池组件电力不足的时候，增压泵采用电网供电；由于电渗析池的耗电量较大，只在太阳辐射较强，太阳能电池组件产生电量有富余的时候，才启动电渗析池；一号淡水出口、二号淡水出口和三号淡水出口均可导出淡水，其中一号淡水出口导出的淡水是经过反渗透法获取，盐分含量相对略高，可作为对盐分要求不高的生活或工业用水，以较低的价格供应；而二号淡水出口和三号淡水出口导出的淡水盐分含量低，可供居民饮用或高要求的工业用水，根据水质量定供水价格，降低成本，提高项目整体收益。
6.根据权利要求5所述的太阳能咸水淡化综合利用方法，其特征在于：反渗透池出来的淡水再经过一次淡化，产生含盐度更低的高品质淡水。
7.根据权利要求5所述的太阳能咸水淡化综合利用方法，其特征在于：蓄电池存储太阳能电池组件的余电，以备无太阳的时候使用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180824 |
|
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