本發(fā)明屬于海水淡化技術領域，特別是涉及一種熱膜耦合海水淡化進水調配系統(tǒng)。

背景技術：

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源的日趨短缺和污染，在北方沿海地區(qū)，優(yōu)先采用反滲透脫鹽技術開辟新水源已成為全球公認的解決淡水資源匱乏的有效方法。最近二十年，雖然能耗和成本已經(jīng)降低，但其較高的制水成本仍然是制約該技術大規(guī)模地普及應用在市政行業(yè)、鋼鐵行業(yè)等工業(yè)領域的因素，因此，面對日趨緊張的能源及環(huán)境危機，進一步開發(fā)及利用余熱余能，提高淡水回收率，從而降低淡化成本。

其中，海水溫度對反滲透系統(tǒng)的脫鹽率和產(chǎn)水量的影響非常大。對反滲透膜元件來說，當溫度升高時，由于水的粘度降低，產(chǎn)水量也隨之增加。通常在相同的壓力下，溫度每上升或下降1℃，產(chǎn)水量可增大或者降低3～4％。另一方面溫度對于脫鹽率的影響根據(jù)膜材質的不同而表現(xiàn)的大相徑庭。一般來講溫度增高，脫鹽率降低，這是由于當溫度上升時，鹽的擴散速度就會增大。一般海水溫度在20℃以上較適宜，最佳為25～30℃，然而由于我國北方沿海地區(qū)隨著地理位置和氣候條件不同，海水溫度相差很大，影響反滲透效率，造成反滲透系統(tǒng)能耗高、出水質量達不到預期要求。

在熱法MED工藝中，原海水先經(jīng)MED循環(huán)冷卻淡化處理，濃縮后的海水出水溫度能達到35～40℃，如果直接排放，不僅造成濃海水熱量的流失，造成能源浪費，還會對排放附近海域的環(huán)境造成影響。如果將濃海水的熱能進行利用或將濃海水經(jīng)過膜法的二次濃縮，可以作為鹽化工的原材料，進行提鉀，提溴，制堿，不僅減少了濃海水的排放量還能利用自身的余熱進行海水預熱，對攤薄平衡整個熱膜耦合系統(tǒng)的運行成本具有重要的作用。

目前，較常用的熱膜耦合淡化系統(tǒng)采用低溫多效海水淡化和反滲透海水淡化相耦合的技術，通過多種方式降低低溫多效海水淡化濃鹽水的溫度以達到反滲透海水淡化進水要求，實現(xiàn)了熱膜耦合，解決我國北方冬季海水溫度低造成的反滲透海水淡化不能正常運行的問題，到現(xiàn)在為止還未見到。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種熱膜耦合海水淡化進水調配系統(tǒng)。本海水通過熱膜耦合海水淡化，通過對MED濃鹽水余熱的利用，解決我國北方冬季海水溫度低造成的反滲透海水淡化不能正常運行的問題，降低了海水淡化的投資和運行成本。

原海水先經(jīng)MED循環(huán)冷卻淡化處理，淡化后濃鹽水具有一定的溫度，一般為35～40℃，利用該MED濃鹽水熱量解決RO冬季運行困難的問題，通過膜法濃縮后產(chǎn)生的高濃度濃鹽水有極高的綜合利用價值，這對攤薄整個熱膜耦合系統(tǒng)的投資發(fā)揮了極大的作用。本發(fā)明最大限度的利用余熱余能，解決我國北方冬季海水溫度低造成的反滲透海水淡化不能正常運行的問題，提高淡水回收率，為后續(xù)的鹽化工提供高濃度的濃鹽水打下基礎。

本發(fā)明包括海水提升泵1、低溫多效海水淡化裝置2、濃水提升泵3、海水反滲透裝置4、換熱器9、海水冷卻塔第一提升泵10、海水混配箱13、第一提升泵10，第二提升泵第二11，第三提升泵14、溫度傳感器15、第一控制閥5、第二控制閥6、第三控制閥7、第四控制閥8、第五控制閥12、第六控制閥18、第一切斷閥16、第二切斷閥17；包括如下四種連接方式：

其一，海水提升泵1布置在海水取水泵房內(nèi)，低溫多效海水淡化裝置2露天布置在熱法海水淡化廠區(qū)，濃鹽水提升泵3布置在熱法海水淡化提升泵房內(nèi)，換熱器9，海水反滲透裝置4，溫度傳感器15以及第一控制閥5、第二控制閥6布置在膜法海水淡化主廠房內(nèi)。海水提升泵1、低溫多效海水淡化裝置2通過玻璃鋼管道連接，低溫多效海水淡化裝置2、濃水提升泵3、第一控制閥5、換熱器9通過玻璃鋼管道連接，海水提升泵1、第二控制閥6、換熱器9、溫度傳感器15通過玻璃鋼管道連接，經(jīng)過換熱后的冷卻退水通過玻璃鋼管道外排，通過低溫多效海水淡化裝置2產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，海水反滲透裝置4產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，濃鹽水通過玻璃鋼管道送至堿廠。

其二，海水提升泵1、低溫多效海水淡化裝置2通過玻璃鋼管道連接，低溫多效海水淡化裝置2、濃鹽水提升泵3、海水冷卻塔第一提升泵10通過玻璃鋼管道連接，海水冷卻塔第一提升泵10、第二提升泵第二提升泵11、海水反滲透裝置4通過玻璃鋼管道連接，通過低溫多效海水淡化裝置2產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，海水反滲透裝置4產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，

其三，海水提升泵1、低溫多效海水淡化裝置2通過玻璃鋼管道連接，海水提升泵1、溫度傳感器15、第五控制閥12、海水混配箱13通過玻璃鋼管道連接，組件低溫多效海水淡化裝置2、濃鹽水提升泵3、第六控制閥18、海水混配箱13通過玻璃鋼管道連接，海水混配箱13、第三提升泵第三提升泵14、海水反滲透裝置4通過玻璃鋼管道連接，通過低溫多效海水淡化裝置2產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，海水反滲透裝置4產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶。

其四，海水提升泵1、低溫多效海水淡化裝置2通過玻璃鋼管道連接，海水提升泵1、溫度傳感器15、第四控制閥8、第一切斷閥16、換熱器9通過玻璃鋼管道連接，低溫多效海水淡化裝置2、濃鹽水提升泵3、第三第三控制閥7、換熱器9通過玻璃鋼管道連接，海水提升泵1、溫度傳感器15、第四控制閥8、第二切斷閥17、海水反滲透裝置4通過玻璃鋼管道連接，通過低溫多效海水淡化裝置2產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，海水反滲透裝置4產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，經(jīng)過換熱后的冷卻退水通過玻璃鋼管道外排。

本發(fā)明根據(jù)工藝要求和實際情況，該系統(tǒng)可有四種運行模式：

模式一：通過低溫原海水與MED濃海水換熱，降低MED濃海水的溫度

原海水經(jīng)過熱法蒸餾產(chǎn)生的濃鹽水，含鹽量46500mg/L，溫度為39.1℃，通過提升泵1，分成兩路供水，一路至換熱器9，提升泵1與換熱器9連接的玻璃鋼管路上設置先后設置溫度傳感器15，第二控制閥6，濃鹽水通過與原海水在換熱器9內(nèi)進行換熱，使?jié)恹}水降低到進海水反滲透裝置4的最佳溫度。換熱器9內(nèi)冷卻后的濃鹽水通過玻璃鋼管道進入提升泵，提升泵與高壓泵之前通過玻璃鋼管道連接，高壓泵將濃鹽水提升至反滲透裝置4，高壓泵與反滲透裝置通過雙相不銹鋼管道連接，進行二次脫鹽，裝置產(chǎn)生的濃鹽水含鹽量達到了堿廠生產(chǎn)要求標準要求。該模式包括以下組件：海水提升泵1，低溫多效海水淡化裝置2，濃鹽水提升泵3，換熱器9，海水反滲透裝置4，溫度傳感器15，第一控制閥5、第二控制閥6。其中，海水提升泵1布置在海水取水泵房內(nèi)，低溫多效海水淡化裝置2露天布置在熱法海水淡化廠區(qū)，濃鹽水提升泵3布置在熱法海水淡化提升泵房內(nèi)，換熱器9，海水反滲透裝置4，溫度傳感器15以及第一控制閥5、第二控制閥6布置在膜法海水淡化主廠房內(nèi)。海水提升泵1、低溫多效海水淡化裝置2通過玻璃鋼管道連接，低溫多效海水淡化裝置2、濃水提升泵3、第一控制閥5、換熱器9通過玻璃鋼管道連接，海水提升泵1、第二控制閥6、換熱器9、溫度傳感器15通過玻璃鋼管道連接，經(jīng)過換熱后的冷卻退水通過玻璃鋼管道外排，通過低溫多效海水淡化裝置2產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，海水反滲透裝置4產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，濃鹽水通過玻璃鋼管道送至堿廠。

模式二：通過冷卻塔，降低濃海水的

原海水經(jīng)過熱法蒸餾產(chǎn)生的濃鹽水，通過濃水提升泵直接提升至海水冷卻塔進行冷卻，冷卻后的濃鹽水達到進反滲透的最佳溫度范圍，通過玻璃鋼管道進入提升泵第二提升泵11，提升泵第二提升泵11與高壓泵之前通過玻璃鋼管道連接，高壓泵將濃鹽水提升至反滲透裝置4，高壓泵與反滲透裝置通過雙相不銹鋼管道連接，進行二次脫鹽，裝置產(chǎn)生的濃鹽水含鹽量達到了堿廠生產(chǎn)要求標準要求。此模式受到當?shù)叵募緷袂驕囟鹊南拗?。該模式包括以下組件：海水提升泵1，低溫多效海水淡化裝置2，第一提升泵10，海水反滲透裝置4，濃鹽水提升泵3、第二提升泵11。其中，海水提升泵1、低溫多效海水淡化裝置2通過玻璃鋼管道連接，低溫多效海水淡化裝置2、濃鹽水提升泵3、第一提升泵10通過玻璃鋼管道連接，第一提升泵10、第二提升泵11、海水反滲透裝置4通過玻璃鋼管道連接，通過低溫多效海水淡化裝置2產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，海水反滲透裝置4產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，濃鹽水通過玻璃鋼管道送至堿廠。海水提升泵1布置在海水取水泵房內(nèi)，低溫多效海水淡化裝置2露天布置在熱法海水淡化廠區(qū)，濃鹽水提升泵3、第二提升泵11布置在熱法海水淡化提升泵房內(nèi)，海水冷卻塔第一提升泵10布置在熱法海水淡化提升泵房外，海水反滲透裝置4布置在膜法海水淡化主廠房內(nèi)。

模式三：通過原海水與濃海水混配，降低濃海水的溫度

如果后續(xù)不考慮膜法濃鹽水進鹽化工，考慮設備投資成本，可考慮通過提升泵3，海水提升泵1分別將濃鹽水與原海水通過特定的比例，提升至海水混配箱13進行勾兌冷卻，達到進入海水反滲透裝置4的最適溫度范圍，通過玻璃鋼管道進入第三提升泵14，第三提升泵14與高壓泵之前通過玻璃鋼管道連接，高壓泵將濃鹽水提升至反滲透裝置4，高壓泵與反滲透裝置通過雙相不銹鋼管道連接，進行海水脫鹽淡化。該模式包括以下組件：海水提升泵1，低溫多效海水淡化裝置2，海水混配箱13，海水反滲透裝置4，濃鹽水提升泵3，提升泵第三提升泵14，溫度傳感器15，第五控制閥12、第六控制閥18。其中，海水提升泵1、低溫多效海水淡化裝置2通過玻璃鋼管道連接，海水提升泵1、溫度傳感器15、第五控制閥12、海水混配箱13通過玻璃鋼管道連接，低溫多效海水淡化裝置2、濃鹽水提升泵3、第六控制閥18、海水混配箱13通過玻璃鋼管道連接，海水混配箱13、第三提升泵14、海水反滲透裝置4通過玻璃鋼管道連接，通過低溫多效海水淡化裝置2產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，海水反滲透裝置4產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶。海水提升泵1布置在海水取水泵房內(nèi)，低溫多效海水淡化裝置2、海水混配箱13露天布置在熱法海水淡化廠區(qū)，濃鹽水提升泵3、第三提升泵14布置在熱法海水淡化提升泵房內(nèi)，海水反滲透裝置4、溫度傳感器15，第五控制閥12、第六控制閥18布置在膜法海水淡化主廠房內(nèi)。

模式四：通過低溫原海水與濃海水換熱，提升原海水的溫度

北方冬季海水溫度低，將濃鹽水通過濃鹽水提升泵3至換熱器9，與原海水進行換熱，利用濃鹽水的余熱對原海水進行加熱，使原海水達到進入反滲透的最佳溫度，溫度升高后的海水通過玻璃鋼管道進入提升泵，提升泵與高壓泵之前通過玻璃鋼管道連接，高壓泵將溫度升高后的海水提升至反滲透裝置4，高壓泵與反滲透裝置通過雙相不銹鋼管道連接，進行海水脫鹽淡化。通過對原海水和濃鹽水調節(jié)，利用板式換熱器9，通過原海水與濃鹽水進行換熱，使?jié)恹}水降低到進反滲透的最佳溫度。當夏季時，海水溫度升高，可以通過海水提升泵1直接進入反滲透裝置4，進行海水淡化。該模式包括以下組件：海水提升泵1，低溫多效海水淡化裝置2，濃鹽水提升泵3，換熱器9，海水反滲透裝置4，溫度傳感器15，第三控制閥7、第四控制閥8，第一切斷閥16、第二切斷閥17。其中，海水提升泵1、低溫多效海水淡化裝置2通過玻璃鋼管道連接，海水提升泵1、溫度傳感器15、第四控制閥8、第一切斷閥16、換熱器9通過玻璃鋼管道連接，低溫多效海水淡化裝置2、濃鹽水提升泵3、第三控制閥7、換熱器9通過玻璃鋼管道連接，海水提升泵1、溫度傳感器15、第四控制閥8、第二切斷閥17、海水反滲透裝置4通過玻璃鋼管道連接，通過低溫多效海水淡化裝置2產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，海水反滲透裝置4產(chǎn)出的除鹽水通過玻璃鋼管道送至用戶，經(jīng)過換熱后的冷卻退水通過玻璃鋼管道外排。海水提升泵1布置在海水取水泵房內(nèi)，低溫多效海水淡化裝置2露天布置在熱法海水淡化廠區(qū)，濃鹽水提升泵3布置在熱法海水淡化提升泵房內(nèi)，換熱器9，海水反滲透裝置4，溫度傳感器15、第三控制閥7、第四控制閥8以及第一切斷閥16、第二切斷閥17布置在膜法海水淡化主廠房內(nèi)。

本發(fā)明的優(yōu)點如下：

(1)溫度調節(jié)精度高，調節(jié)范圍大；全年均可對海水的溫度進行調節(jié)，不受季節(jié)變化的影響，尤其適合北方地區(qū)溫度變化大的氣候特點；

(2)無需利用高價值的能源對進入膜法的海水進行預熱，利用濃鹽水的余熱即解決了海水RO系統(tǒng)冬季運行困難的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的模式一的線路圖。

圖2為本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的模式二的線路圖。

圖3為本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的模式三的線路圖。

圖4為本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的模式四的線路圖。

圖5為本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的模式一的流程圖。

圖6為本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的模式二的流程圖。

圖7為本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的模式三的流程圖。

圖8為本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的模式四的流程圖。

圖中，海水提升泵1、低溫多效海水淡化裝置2、濃水提升泵3、海水反滲透裝置4、換熱器9、第一提升泵10、海水混配箱13、第一提升泵10，第二提升泵11，第三提升泵14、溫度傳感器15、第一控制閥5、第二控制閥6、第三第三控制閥7、第四控制閥8、第五控制閥12、第六控制閥18、第一切斷閥16、第二切斷閥17。

具體實施方式

本發(fā)明的目的是提供一種熱膜耦合海水淡化濃鹽水的冷卻方法，用于實現(xiàn)通過對低溫多效海水淡化系統(tǒng)濃鹽水的溫度調節(jié)，使之達到適合進反滲透進行二次脫鹽的溫度條件。它是通過下述方案實現(xiàn)的。

以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

圖1、2、3、4分別是本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的模式一、二、三、四的線路圖。

圖5、6、7、8分別是本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的模式一、二、三、四的流程圖。四種模式中的模塊A、B、C、D可以根據(jù)需要切換或者選擇其中一種或幾種進行組合實施。

如圖1、5所示，模式一中，原海水分為兩路，一路通過海水提升泵1進入低溫多效海水淡化裝置2，濃鹽水由于全年溫度、水量恒定，通過濃水提升泵3進入換熱器9，另外一路原海水通過換熱器3，與濃鹽水進行換熱。

設置于原海水進水管上的溫度傳感器15，運用檢測進入換熱器9的原海水的實測溫度。通過溫度與控制閥門6的連鎖，控制閥門6的開啟度，從而調配原海水的進水量，達到與濃海水換熱，降低濃海水水溫的目的。

如圖2、6所示，模式二中，原海水通過海水提升泵1進入低溫多效海水淡化裝置2，海水提升泵1進入低溫多效海水淡化裝置2，濃鹽水由于全年溫度、水量恒定，通過濃水提升泵3提升至海水冷卻塔第一提升泵10，濃鹽水通過與空氣中的水蒸氣換熱，達到降溫的目的，當將至進膜的適宜溫度范圍后，通過第二提升泵11進入膜法進行二次脫鹽。

如圖3、7所示，模式三中，原海水分為兩路，一路通過海水提升泵1進入低溫多效海水淡化裝置2，海水提升泵1進入低溫多效海水淡化裝置2，濃鹽水由于全年溫度、水量恒定，通過濃水提升泵3進入海水混配箱13，另外一路原海水也進入海水混配箱13，與濃鹽水進行混合后，通過熱量交換，使混合池的水溫達到進入進反滲透(RO)的最佳溫度范圍。

設置于原海水進水管上的溫度傳感器15，運用檢測原海水的實測溫度。通過溫度與控制閥門12的連鎖，控制閥門12的開啟度，從而調配原海水的進水量。

如圖4、8所示，模式四中，考慮到北方冬季海水溫度低，將濃鹽水通過濃鹽水提升泵3至換熱器9，開啟第三控制閥7、第四控制閥8，切斷閥門16，關閉切斷閥門17，溫度升高后的海水進入反滲透裝置4，通過對原海水和濃鹽水調節(jié)，利用板式換熱器9，通過原海水與濃鹽水進行換熱，使海水升高到進反滲透的最佳溫度。當夏季時，海水溫度升高，當達到進膜最適溫度范圍時，關閉第一切斷閥16，開啟第二切斷閥17，可以通過海水提升泵1直接進入反滲透裝置4，進行淡化處理。

設置于原海水進水管上的溫度傳感器15，運用檢測進換熱器9的原海水的實測溫度。通過溫度與第四控制閥門8的連鎖，第四控制閥門8的開啟度，從而調配原海水的進水量。