CN202936230U - 一种新型节能环保型海水淡化系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种新型节能环保型海水淡化系统，包括主控系统和由主控系统控制的蓄电单元、风电单元、制氢单元、发电单元和淡化单元。本实用新型采用离网永磁型风力发电机组发电供给整个系统电能，蓄电池单元存储部分电能供主控系统使用，制氢单元制备氢气在风力不足时供给发电单元发电以备淡化单元使用，淡化单元作为终端可提供满足居民生活用水以及各种工业用纯水乃至超纯水的各种淡水水源。本实用新型设计合理，利用地球表面可再生的风能为整个系统提供电力，不需依赖外接能源补充，纯绿色环保节能型系统，有效解决海水淡化高运行成本、高局限性等问题。

Description

一种新型节能环保型海水淡化系统
技术领域
本实用新型属于海水淡化领域，具体地说是一种新型节能环保型海水淡化系统。
背景技术
随着世界经济的发展，全球范围内淡水资源紧缺状况越来越严峻，淡水资源已经成为制约全球经济发展的一大瓶颈，我国也是个严重缺水的国家之一，人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4，且分布还很不平衡，解决淡水资源紧缺问题成为世界各国的重要任务之一。目前，在经济相对发展较快的沿海城市也是淡水资源最为紧缺的的地区，而解决这些地区淡水资源短缺的最佳方式就是海水淡化。海水淡化技术发展到今天已有几十种淡化工艺，但真正能工业化的不多，主要以热法（蒸馏法）和膜法（反渗透）为主。以目前全球的海水淡化技术水平，以国内具体情况计算，热法海水淡化的吨淡水成本大约6-8元，膜法海水淡化的吨淡水成本大约5-7元，这个价格与当前自来水价格相比还有一定差距，不具备强势竞争力。海水淡化约50％的成本在能源（蒸汽和电力）消耗上，设备运行能源消耗成本高，在全球范围倡导节能减排、绿色经济、循环经济的大环境下，如何降低能源消耗成本进行海水淡化成为目前亟待解决的问题。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种新型节能环保型海水淡化系统。本实用新型主要利用地球表面可再生的风能作为唯一能源消耗，已达到绿色、环保、节能的淡化海水的目的。
本实用新型采用的技术手段如下：
一种新型节能环保型海水淡化系统，包括主控系统和由主控系统控制的蓄电单元、风电单元、制氢单元、发电单元和淡化单元，其特征在于：所述蓄电单元包括至少一个电池蓄电器和控制所述电池蓄电器工作的蓄电子控模块；所述风电单元包括至少一个风电机组和控制所述风电机组工作的风电子控模块；所述制氢单元包括至少一套电解制氢装置和控制所述电解制氢装置工作的制氢子控模块；所述发电单元包括至少一套氢气发电装置和控制所述氢气发电装置工作的发电子控模块；所述淡化单元包括至少一套海水淡化装置和控制所述海水淡化装置工作的淡化子控模块；起到电力供应的所述风电机组分别与所述主控系统、所述电池蓄电器、所述电解制氢装置和所述海水淡化装置单向连接；所述电池蓄电器与所述主控系统单向连接；所述海水淡化装置与单向连接有所述电解制氢装置的所述氢气发电装置单向连接，所述海水淡化装置还与所述电解制氢装置单向连接。
优选地，所述风电机组为离网永磁型风力发电机组，发电机采用直驱、半直驱或间接驱动的永磁发电机。
优选地，电解制氢装置采用电解水的工艺制取氢气。
优选地，所述氢气发电装置为以氢气为燃料的内燃式发电机或氢燃料电池。
优选地，所述海水淡化装置采用反渗透工艺或电渗析工艺或两者组合的工艺淡化海水。
本实用新型利用地球表面的可再生的风能，通过风力发电机组将其转化为电能供给海水淡化设备来完成海水的淡化进而为终端用户提供淡水资源；采用离网永磁型风力发电机组为蓄电池设备、电解制氢设备、海水淡化设备以及主控制系统提供电能，在风力发电功率因波动或者间歇不能保持海水淡化设备正常运行时，由电解制氢设备提供电能制造氢气，所制氢气提供给氢气发电设备进行发电，电解制氢、氢气发电可看作是风力发电的蓄能装置；蓄电池设备作为风机因风力不足停机时主控制系统的电源；采用二级或离子交换或EDI工艺为电解制氢补充纯水；本系统最终能为海水淡化设备提供连续稳定的电功率输出，维持海水淡化设备24小时连续稳定运行。
本实用新型旨在为了解决上述技术中存在的高运行能源消耗所带来的高成本问题，而提供不仅设计合理，结构紧凑，既不需要任何外接能源供给，就可以连续不断地生产各种纯度淡水的系统设备；整套系统各级耦合单元配比合理，布局紧凑，零能源消耗，整体投资费用低，工作可靠稳定，适应性强，实用性高，便于维修及维护，操作安全，使用十分方便，是一种绿色环保节能型海水淡化系统和设备。
较现有技术相比，本实用新型不仅不需要任何外接电能，而且其自身系统配置相对灵活，具备极佳的可扩展性，比如可增加风力发电的功率从而能产生过剩的电解氢气形成附加工业产品-高纯度氢气，另外还形成副产品高纯度氧气；若增加制氢设备以及氢气发电设备规模，则可额外为社会提供稳定电力输出，形成水电联产；若增加浓海水综合利用设备可扩展盐化工（海水提取钾、溴、镁、盐石膏等）；风力发电机组、电解制氢机组、氢气发电机组的配套扩容将能够有一定规模的稳定连续的电能输出，能为海岛、海上平台、沿海等缺水缺电地区解决实际问题。综以上所采取的技术方案，实现本实用新型的目的。本实用新型还可以用来淡化苦咸水、中水及湖泊河水等。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，一种新型节能环保型海水淡化系统，包括主控系统100和由主控系统100控制的蓄电单元200、风电单元300、制氢单元400、发电单元500和淡化单元600，所述蓄电单元200包括至少一个电池蓄电器202和控制所述电池蓄电器202工作的蓄电子控模块201；所述风电单元300包括至少一个风电机组302和控制所述风电机组302工作的风电子控模块301，所述风电机组302为离网永磁型风力发电机组，发电机采用直驱、半直驱或间接驱动的永磁发电机；所述制氢单元400包括至少一套电解制氢装置402和控制所述电解制氢装置402工作的制氢子控模块401，电解制氢装置402采用电解水的工艺制取氢气；所述发电单元500包括至少一套氢气发电装置502和控制所述氢气发电装置502工作的发电子控模块501，所述氢气发电装置502为以氢气为燃料的内燃式发电机或氢燃料电池；所述淡化单元600包括至少一套海水淡化装置602和控制所述海水淡化装置602工作的淡化子控模块601，所述海水淡化装置602采用反渗透工艺或电渗析工艺或两者组合的工艺淡化海水；起到电力供应的所述风电机组302分别与所述主控系统100、所述电池蓄电器202、所述电解制氢装置402和所述海水淡化装置602单向连接；所述电池蓄电器202与所述主控系统100单向连接；所述海水淡化装置602与单向连接有所述电解制氢装置402的所述氢气发电装置502单向连接，所述海水淡化装置602还与所述电解制氢装置402单向连接。
在本系统冷启动时，所述电池蓄电器202内部储存的电能为主控系统100提供电能，将这个系统驱动；电池蓄电器202作为风电机组302因风速变化导致风力发电机组不能开机时主控系统的电源；所述风电机组302发电可为电池蓄电器202充电，同时为电解制氢装置402、海水淡化装置602提供电力；电解制氢装置402为氢气发电装置502制备并提供氢气作为发电燃料；当风力发电功率充足时，通过主控系统100的智能转换优先供给主控系统100、电池蓄电器202和海水淡化装置602，其次是电解制氢装置402，以保证蓄电池满容量状态和海水淡化装置602连续运行状态，多余电力进行电解制氢作为能量存储；当风力发电功率不够充足时，通过主控系统100的智能转换仅供给主控系统100、蓄电池充电和电解制氢设备，用于制备氢气作为能量存储，氢气发电设备启动，为海水淡化设备提供电力；当风力发电停机时，通过主控系统100的智能转换由电池蓄电器202为主控系统100提供电能，电解制氢装置402停机，氢气发电系统启动为海水淡化设备提供电力；同时海水淡化装置602为电解制氢装置402补充纯水作为电解水制氢的基础原料。海水淡化装置602连续24小时运行（常规维护及停机检修除外），为电解制氢设备随时补充纯水原料；各相关设备单元间依靠主控制系统通过连锁控制、智能控制密切配合。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新型节能环保型海水淡化系统，包括主控系统（100）和由主控系统（100）控制的蓄电单元（200）、风电单元（300）、制氢单元（400）、发电单元（500）和淡化单元（600），其特征在于：所述蓄电单元（200）包括至少一个电池蓄电器（202）和控制所述电池蓄电器（202）工作的蓄电子控模块（201）；所述风电单元（300）包括至少一个风电机组（302）和控制所述风电机组（302）工作的风电子控模块（301）；所述制氢单元（400）包括至少一套电解制氢装置（402）和控制所述电解制氢装置（402）工作的制氢子控模块（401）；所述发电单元（500）包括至少一套氢气发电装置（502）和控制所述氢气发电装置（502）工作的发电子控模块（501）；所述淡化单元（600）包括至少一套海水淡化装置（602）和控制所述海水淡化装置（602）工作的淡化子控模块（601）；起到电力供应的所述风电机组（302）分别与所述主控系统（100）、所述电池蓄电器（202）、所述电解制氢装置（402）和所述海水淡化装置（602）单向连接；所述电池蓄电器（202）与所述主控系统（100）单向连接；所述海水淡化装置（602）与单向连接有所述电解制氢装置（402）的所述氢气发电装置（502）单向连接，所述海水淡化装置（602）还与所述电解制氢装置（402）单向连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型节能环保型海水淡化系统，其特征在于：所述风电机组（302）为离网永磁型风力发电机组，发电机采用直驱、半直驱或间接驱动的永磁发电机。
3.根据权利要求1所述的一种新型节能环保型海水淡化系统，其特征在于：电解制氢装置（402）采用电解水的工艺制取氢气。
4.根据权利要求1所述的一种新型节能环保型海水淡化系统，其特征在于：所述氢气发电装置（502）为以氢气为燃料的内燃式发电机或氢燃料电池。
5.根据权利要求1所述的一种新型节能环保型海水淡化系统，其特征在于：所述海水淡化装置（602）采用反渗透工艺或电渗析工艺或两者组合的工艺淡化海水。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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