盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统及方法。系统包括：盐差能发电模块、海水淡化模块和控制模块；盐差能发电模块包括管道循环泵、料液集水罐、驱动溶液集水罐、增压泵、正渗透膜组和水轮发电机，料液集水罐通过管道循环泵与正渗透膜组的淡水通道连接，驱动溶液集水罐通过增压泵与正渗透膜组的海水通道连接，正渗透膜组的海水通道的出口连接水轮发电机；海水淡化模块包括产水水箱、反渗透膜组和海水淡化泵，海水淡化泵连接在水轮发电机和反渗透膜组的海水通道之间，反渗透膜组的淡水通道连接产水水箱；控制模块包括计算机，计算机分别与管道循环泵、增压泵、水轮发电机和海水淡化泵连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械设备，尤其涉及一种盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统及方法。
技术介绍
我国水资源的比重中，淡水资源仅为2.5%，海水资源则占到97.5%，大力发展海水淡化技术是解决沿海地区淡水资源短缺的新趋势。目前，海水淡化应用技术主要有：多级闪蒸法、低温多效蒸馏法、反渗透法和电渗析法。由于反渗透技术具有经济效益显著，系统应用灵活、操作维修方便，原水回收率高等特点，在海水淡化领域的应用最为广泛。在实际使用过程中，反渗透法需要采用渗透膜，并通过泵对渗透膜施加恒定水力压力输入，导致能耗较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统及方法，实现通过盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统降低能耗。本专利技术提供的技术方案是，一种盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统，包括：盐差能发电模块、海水淡化模块和控制模块；所述盐差能发电模块包括管道循环泵、料液集水罐、驱动溶液集水罐、增压泵、正渗透膜组和水轮发电机，所述料液集水罐通过所述管道循环泵与所述正渗透膜组的淡水通道连接，所述驱动溶液集水罐通过所述增压泵与所述正渗透膜组的海水通道连接，所述正渗透膜组的海水通道的出口连接所述水轮发电机；所述海水淡化模块包括产水水箱、反渗透膜组和海水淡化泵，所述海水淡化泵连接在所述水轮发电机和所述反渗透膜组的海水通道之间，所述反渗透膜组的淡水通道连接所述产水水箱；所述控制模块包括计算机，所述计算机分别与所述管道循环泵、所述增压泵、所述水轮发电机和所述海水淡化泵连接。进一步的，所述正渗透膜组的淡水通道的出口连接所述料液集水罐。进一步的，所述反渗透膜组的海水通道的出口通过电动阀连接所述驱动溶液集水罐，所述电动阀与所述计算机连接。进一步的，所述料液集水罐中设置有料液电导率传感器，所述驱动溶液集水罐中设置有驱动溶液电导率传感器，所述反渗透膜组的海水通道中设置有浓水电导率传感器，所述料液电导率传感器、所述驱动溶液电导率传感器和所述浓水电导率传感器分别与所述计算机连接。本专利技术还提供一种盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化方法，采用上述盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统，其中，料液集水罐中盛放有污水，驱动溶液集水罐中盛放有海水，具体方法包括：盐差能发电模式和海水淡化模式；盐差能发电模式为：料液集水罐中的污水通过管道循环泵泵入到正渗透膜组的淡水通道中，驱动溶液集水罐中的海水通过增压泵泵入到正渗透膜组的海水通道中，在渗透压的作用下，污水中的淡水渗透到海水侧，使得正渗透膜组的海水通道内的流体静压力上升，正渗透膜组的海水通道与水轮发电机相连，并利用上升的流体静压力驱动水轮发电机运转，以将盐差能转化为电能；海水淡化模式为：流经水轮发电机的海水被海水淡化泵泵入到反渗透膜组，在反渗透作用下，部分海水被淡化形成淡水。本专利技术提供的盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统及方法，通过利用生活或工业污水和海水在正渗透膜组中进行渗透，在渗透压的作用下将通过海水驱动水轮发电机转动发电，同时，流经水轮发电机的海水通过海水淡化泵泵入到反渗透膜组中进行反渗透便可以完成海水淡化的作用，在海水淡化的过程中，可以充分利用渗透压的作用，以减少不必要的压力输入，提高整个系统的能源利用效率，实现通过盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统降低能耗。另外，针对盐差能利用、海水淡化、废水资源化回收利用、以及节能减排而开发的，最后可以充分回收废水中的水资源用于稀释海水，降低RO阶段操作压力从而降低海水淡化整个的设备投资以及降低后续浓缩废水溶质资源回收的能量消耗，故具有较好的经济及社会效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统实施例的原理图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本实施例盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统，包括：包括：盐差能发电模块1、海水淡化模块2和控制模块；所述盐差能发电模块1包括管道循环泵12、料液集水罐11、驱动溶液集水罐14、增压泵15、正渗透膜组13和水轮发电机16，所述料液集水罐11通过所述管道循环泵12与所述正渗透膜组13的淡水通道连接，所述驱动溶液集水罐14通过所述增压泵15与所述正渗透膜组13的海水通道连接，所述正渗透膜组13的海水通道的出口连接所述水轮发电机16；所述海水淡化模块2包括产水水箱23、反渗透膜组22和海水淡化泵21，所述海水淡化泵21连接在所述水轮发电机16和所述反渗透膜组22的海水通道之间，所述反渗透膜组22的淡水通道连接所述产水水箱23；所述控制模块包括计算机3，所述计算机3分别与所述管道循环泵12、所述增压泵14、所述水轮发电机16和所述海水淡化泵21连接。具体而言，本实施例盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统包括管道循环泵12、料液集水罐11、料液电导率传感器31、驱动溶液集水罐14、 驱动溶液电导率传感器32、增压泵15、正渗透膜组13、水轮发电机16、海水淡化泵21、反渗透膜组22、浓水电导率传感器33、产水水箱23、计算机3、电动阀34。具体实施方式为：料液集水罐11中的料液通过管道循环泵12泵入到正渗透膜组13的淡水通道中，4中的海水通过6泵入到正渗透膜组13的海水通道中。在渗透压的作用下，淡水渗透到海水侧，使得该侧流体静压力上升。正渗透膜组海水侧出口与水轮发电机16相连，并利用上升的流体静压力驱动水轮发电机运转，从而将盐差能转化为电能。释放掉能量后的稀释海水被海水淡化泵21泵入到12反渗透膜组中，通过施加一定的压力，在反渗透作用下，该部分海水被淡化，进而产出可直接利用的淡水。料液电导率传感器31、驱动溶液电导率传感器32和浓水电导率传感器33可以实时监测溶液的浓度变化，并将结果反馈到计算机3；计算机3对反馈结果进行分析处理后，发出指令调控管道循环泵12、增压泵15和海水淡化泵21的转速，使其输出流量适应膜组需求，达到最佳状态。料液集水罐11和管道循环泵12通过管道相连，料液电导率传感器31安装在料液集水罐11中，探头沉入到料液中约5cm左右；管道循环泵12出口与正渗透膜组13淡水通道进口连接，污水经过正渗透膜组13发生渗透之后，又通过管道回到料液集水罐11中。增压泵15和驱动溶液集水罐14相连接，驱动溶液电导率传感器32安装在驱动溶液集水罐14中，探头沉入驱动溶液5cm左右用于监测驱动浓度变化。增压泵15出口与正渗透膜组13的海水通道进口连接，海水被泵入到正渗透膜组13之后，在渗透压的作用下，淡水通道中的水渗透到海水通道，渗透压差被转化为流体静压。正渗透膜组13海水通道的出口与水轮发电机16相连，在正渗透作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统，其特征在于，包括：盐差能发电模块、海水淡化模块和控制模块；所述盐差能发电模块包括管道循环泵、料液集水罐、驱动溶液集水罐、增压泵、正渗透膜组和水轮发电机，所述料液集水罐通过所述管道循环泵与所述正渗透膜组的淡水通道连接，所述驱动溶液集水罐通过所述增压泵与所述正渗透膜组的海水通道连接，所述正渗透膜组的海水通道的出口连接所述水轮发电机；所述海水淡化模块包括产水水箱、反渗透膜组和海水淡化泵，所述海水淡化泵连接在所述水轮发电机和所述反渗透膜组的海水通道之间，所述反渗透膜组的淡水通道连接所述产水水箱；所述控制模块包括计算机，所述计算机分别与所述管道循环泵、所述增压泵、所述水轮发电机和所述海水淡化泵连接。

【技术特征摘要】
1.一种盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统，其特征在于，包括：盐差能发电模块、海水淡化模块和控制模块；所述盐差能发电模块包括管道循环泵、料液集水罐、驱动溶液集水罐、增压泵、正渗透膜组和水轮发电机，所述料液集水罐通过所述管道循环泵与所述正渗透膜组的淡水通道连接，所述驱动溶液集水罐通过所述增压泵与所述正渗透膜组的海水通道连接，所述正渗透膜组的海水通道的出口连接所述水轮发电机；所述海水淡化模块包括产水水箱、反渗透膜组和海水淡化泵，所述海水淡化泵连接在所述水轮发电机和所述反渗透膜组的海水通道之间，所述反渗透膜组的淡水通道连接所述产水水箱；所述控制模块包括计算机，所述计算机分别与所述管道循环泵、所述增压泵、所述水轮发电机和所述海水淡化泵连接。2. 根据权利要求1所述的盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统，其特征在于，所述正渗透膜组的淡水通道的出口连接所述料液集水罐。3. 根据权利要求1所述的盐差能发电耦合超低压反渗透海水淡化系统，其特征在于，所述反渗透膜组的海水通道的出口通过电动阀连接所述驱动溶液集水罐，所述电动阀与所述计算机连接。4. 根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁鹏，王友东，王树杰，谭俊哲，梁兰健，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37