一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，包括通过管道依次连接的能量俘获装置、蓄能稳压装置、反渗透装置和余能回收装置；蓄能稳压装置包括依次并排的M级蓄能稳压管路，相邻级的两个蓄能稳压管路的进口端通过连接管相连接，各个连接管形成N级连接管；每级连接管上设有顺序阀，M级蓄能稳压管路的出口端汇集到一个稳压出水总管上，通过稳压出水总管将稳定压力的海水输入到反渗透装置；各级蓄能稳压管路上设有蓄能器和减压阀；M级蓄能稳压管路的M个减压阀的设定输出压力依次递增。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点：实现了产水量稳定且节能的效果。

A device for seawater desalination and salt making with wave energy and solar energy

【技术实现步骤摘要】
一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置
本专利技术涉及海水淡化领域，尤其涉及的是一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置。
技术介绍
世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。根据最新统计数据，全世界有超过20亿人口淡水资源不足。到2025年，将有超过40亿人口缺乏淡水，淡水短缺是当今影响数十亿人口的问题。与此同时，工业化、城镇化建设的不断完善，沿海土地资源日趋紧张，传统海盐产业土地面积利用率低、受气候影响因素影响大、效益产值低下的问题日趋明显，未来盐田面积将会不断减少，海盐工业的技术革新也势在必行。目前海水淡化和制盐技术的主要缺点是：能耗高、受污染高浓度盐水的排放对水生生物的负面影响、化石燃料的使用对环境的污染，且使用化石燃料驱动液压泵来增压海水时，需要先将化石燃料的热能转化为电能，然后再利用电能驱动液压泵，转化为液压能，能量转换次数多。波浪能和太阳能同其他新能源一样，属于可再生资源，取之不尽用之不竭，尤其波浪能具有能量密度高的特点；除此之外，波浪能和淡化原料海水同样来自海洋，可就地取材，减少了运输成本和发电设备的成本投入，其次占地面积小，节省了土地成本；但波浪能同时也存在着脉动性大，不稳定的缺点，太阳能也存在着受气候影响大的缺点。因此克服波浪能和太阳能自身缺点对海水淡化和制盐对于全球淡水供应以及能源节约方面具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，以期实现产水量稳定且节能的目的。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，所述装置包括能量俘获装置、反渗透装置，所述装置还包括蓄能稳压装置、余能回收装置，所述能量俘获装置、蓄能稳压装置、反渗透装置和余能回收装置通过管道依次相连接；所述能量俘获装置用于将海水转化为高压海水并输入到蓄能稳压装置的稳压进水总管，所述蓄能稳压装置将能量波动大的高压海水转化为稳定压力的海水输入到反渗透装置，所述反渗透装置再进行海水淡化处理，处理后输出淡水和高压浓盐水，所述高压浓盐水进入余能回收装置进行余能回收利用；所述蓄能稳压装置包括依次并排的M级蓄能稳压管路，第一级蓄能稳压管路的进口端连接所述稳压进水总管，相邻级的两个蓄能稳压管路的进口端通过连接管相连接，各个连接管形成N级连接管，其中，N＝M-1；每级连接管上设有顺序阀，M级蓄能稳压管路的出口端汇集到一个稳压出水总管上，通过所述稳压出水总管将稳定压力的海水输入到反渗透装置；各级蓄能稳压管路上设有蓄能器和减压阀，所述蓄能器位于对应减压阀的进口端一侧；M级蓄能稳压管路的M个减压阀的设定输出压力依次递增，M级蓄能稳压管路的M个蓄能器的设定压力依次递增，且同一级蓄能稳压管路上的蓄能器的设定压力大于减压阀的设定输出压力；N级连接管上的N个顺序阀的设定开启压力依次递增，且每个顺序阀的设定开启压力大于与所述顺序阀出口端相连接的减压阀的设定输出压力。进一步的，所述余能回收装置包括余能发电装置和余能增压装置，从反渗透装置出来的高压浓盐水进入余能回收装置的回收进水管，所述回收进水管末端连接第一换向阀的进口端，所述第一换向阀的两个出口端分别连接余能发电装置和余能增压装置，所述余能发电装置利用高压浓盐水带动发电机进行发电，所述余能增压装置利用高压浓盐水对海水增压，并将增压后的高压海水通过回收出水管重新汇入到所述蓄能稳压装置的稳压进水总管内；所述蓄能稳压装置的稳压进水总管上设有压力传感器，通过压力传感器采集的压力值大小来控制第一换向阀的换向，当压力传感器的压力值大于最后一级蓄能稳压管路上减压阀的设定输出压力时，第一换向阀接通余能发电装置；当压力传感器的压力值不大于最后一级蓄能稳压管路上减压阀的设定输出压力时，第一换向阀接通余能增压装置。进一步的，所述高压浓盐水经过余能回收装置利用后排出的低压浓盐水排出到一个浓盐水回收箱中，通过蒸发结晶装置对所述浓盐水回收箱中的低压浓盐水进行蒸发结晶制盐。进一步的，所述余能增压装置包括双作用增压器，所述双作用增压器包括位于中间的两个大活塞腔以及位于两端的两个小活塞腔，两个大活塞腔分别连接各自的增压进水支管，所述第一换向阀其中一个出口连接增压进水总管，所述增压进水总管通过第二换向阀连接两个增压进水支管；两个小活塞腔分别连接各自的增压出水支管，两个增压出水支管末端汇集到所述回收出水管上，两个小活塞腔还分别连接有海水进水管，所述海水进水管分别向两个小活塞腔提供海水；通过高压浓盐水注入任一个大活塞腔，推动双作用增压器内的活塞移动，从而对小活塞腔内的海水进行增压后，汇入到所述蓄能稳压装置的稳压进水总管内。本专利技术相比现有技术具有以下优点：1、本专利技术提供的一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，本专利技术的能量俘获装置可采用多种结构形式，如筏式，浮子式，摆式等结构形式。2、本专利技术的液压系统直接用海水代替液压油，利用波浪能转化为液压能来使海水增压，然后高压海水进入蓄能稳压装置，然后再进入反渗透装置中进行淡化，避免了传统使用化石能源驱动液压泵来增压海水带来的污染；且直接将波浪能转化为液压能来增压海水，减少了能量转换次数，提高了能量利用率；此外，相对于昂贵的化石燃料，采用波浪能成本低。3、本专利技术的蓄能稳压装置，大大减小了因波浪能而导致的压力脉动性，提高了产水量的稳定性，减小了对反渗透装置的疲劳损伤，提高了产水质量；其中蓄能稳压管路上的减压阀将脉动的压力调定成稳定的输出压力；其中M级蓄能稳压管路上的减压阀设定输出压力依次增高，减小了因减压阀稳压造成的能量损失；其中蓄能器用来减小或消除能量俘获装置的流量脉动，第三换向阀换向与顺序阀和减压阀打开关闭造成的液压冲击，压力升高时储存多余的海水，压力降低时排出弥补压差，起到“削峰填谷”的效果；其中M级蓄能稳压管路上的蓄能器预设压力依次增高，可减小稳压造成的能量损失；其中蓄能稳压管路的级数M可根据具体海况进行调整，级数M越多，可调控工作压力的范围越大，可以适用于不同的海域情况，装置适应性强。4、本专利技术的余能回收装置，通过余能增压装置对流出反渗透装置的高压浓盐水进行能量再提取，既避免了高压浓盐水直接排除造成能量浪费，又避免了浓盐水直接返回反渗透装置进行海水淡化使淡水质量下降。5、本专利技术的余能回收装置，通过余能发电装置对流出反渗透装置的高压浓盐水进行能量再提取，既避免了第M级蓄能稳压管路已经工作时，余能增压装置继续增压海水造成能量浪费，又利用高压浓盐水带动发电机进行发电，可为蒸发结晶装置提供了电能，实现自供能。6、本专利技术的能量俘获装置，可收集太阳能转化成热能对余能回收装置排出的浓盐水进行蒸发结晶制盐，避免了使用化石能源带来污染。7、本专利技术的蒸发结晶装置，既避免了浓盐水的直接排放对环境造成污染，又利用浓盐水进行了制盐制淡，降低了盐水浓度再排放。8、本专利技术采用余能回收装置的余能发电装置对蒸发结晶装置提供电能，减小了太阳能受气候的影响，阴天或夜晚依然有能量可供蒸发结晶装置工作。附图说明图1是本专利技术的结构原理图。图2是本专利技术的整体结构示意图。图3是本专利技术在Amesim软件下仿真得到的无蓄能稳压装置情况下产水量与时间关系的曲线图。图4是本专利技术在Amesim软件下仿真得到的有蓄能稳压装置情况下产水量与时间关系的曲线图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，所述装置包括能量俘获装置、反渗透装置，其特征在于：所述装置还包括蓄能稳压装置、余能回收装置，所述能量俘获装置、蓄能稳压装置、反渗透装置和余能回收装置通过管道依次相连接；所述能量俘获装置用于将海水转化为高压海水并输入到蓄能稳压装置的稳压进水总管，所述蓄能稳压装置将能量波动大的高压海水转化为稳定压力的海水输入到反渗透装置，所述反渗透装置再进行海水淡化处理，处理后输出淡水和高压浓盐水，所述高压浓盐水进入余能回收装置进行余能回收利用；所述蓄能稳压装置包括依次并排的M级蓄能稳压管路，第一级蓄能稳压管路的进口端连接所述稳压进水总管，相邻级的两个蓄能稳压管路的进口端通过连接管相连接，各个连接管形成N级连接管，其中，N＝M‑1；每级连接管上设有顺序阀，M级蓄能稳压管路的出口端汇集到一个稳压出水总管上，通过所述稳压出水总管将稳定压力的海水输入到反渗透装置；各级蓄能稳压管路上设有蓄能器和减压阀，所述蓄能器位于对应减压阀的进口端一侧；M级蓄能稳压管路的M个减压阀的设定输出压力依次递增，M级蓄能稳压管路的M个蓄能器的设定压力依次递增，且同一级蓄能稳压管路上的蓄能器的设定压力大于减压阀的设定输出压力；N级连接管上的N个顺序阀的设定开启压力依次递增，且每个顺序阀的设定开启压力大于与所述顺序阀出口端相连接的减压阀的设定输出压力。...

【技术特征摘要】
1.一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，所述装置包括能量俘获装置、反渗透装置，其特征在于：所述装置还包括蓄能稳压装置、余能回收装置，所述能量俘获装置、蓄能稳压装置、反渗透装置和余能回收装置通过管道依次相连接；所述能量俘获装置用于将海水转化为高压海水并输入到蓄能稳压装置的稳压进水总管，所述蓄能稳压装置将能量波动大的高压海水转化为稳定压力的海水输入到反渗透装置，所述反渗透装置再进行海水淡化处理，处理后输出淡水和高压浓盐水，所述高压浓盐水进入余能回收装置进行余能回收利用；所述蓄能稳压装置包括依次并排的M级蓄能稳压管路，第一级蓄能稳压管路的进口端连接所述稳压进水总管，相邻级的两个蓄能稳压管路的进口端通过连接管相连接，各个连接管形成N级连接管，其中，N＝M-1；每级连接管上设有顺序阀，M级蓄能稳压管路的出口端汇集到一个稳压出水总管上，通过所述稳压出水总管将稳定压力的海水输入到反渗透装置；各级蓄能稳压管路上设有蓄能器和减压阀，所述蓄能器位于对应减压阀的进口端一侧；M级蓄能稳压管路的M个减压阀的设定输出压力依次递增，M级蓄能稳压管路的M个蓄能器的设定压力依次递增，且同一级蓄能稳压管路上的蓄能器的设定压力大于减压阀的设定输出压力；N级连接管上的N个顺序阀的设定开启压力依次递增，且每个顺序阀的设定开启压力大于与所述顺序阀出口端相连接的减压阀的设定输出压力。2.如权利要求1所述的一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，其特征在于：所述余能回收装置包括余能发电装置和余能增压装置，从反渗透装置出来的高压浓盐水进入余能回收装置的回收进水管，所述回收进水管末端连接第一换向阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾亿山，黄河，刘常海，刘睿，刘旺，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34