CN204529533U - 一种反渗透海水淡化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种反渗透海水淡化系统，包括水循环混凝反应池、高压泵、第一增压泵、第二增压泵、水循环真空泵、机械滤水器、保安滤水器、反渗透膜组、淡水池、能量回收装置、若干传感器和若干阀门；本实用新型通过对现场数据的采集分析，将压力、流量、电导率、pH值、水泵的运行频率和功率作为系统的参数，调整高压泵的频率和功率、增压泵的频率和功率和阀门的开度，从而调节能量回收装置高压侧和低压侧流量的平衡，在满足淡水水质和产量要求的情况下，尽可能地使得能量回收装置工作在最佳状态，实现吨水能耗的有效降低。

Description

一种反渗透海水淡化系统

技术领域

本实用新型涉及新能源海水淡化领域，具体涉及一种反渗透海水淡化系统。

背景技术

    我国在“十二五”规划中，对海洋经济做出了战略要求。海水淡化是解决我国沿海城市和岛屿水资源短缺、增加淡水资源总量的一条重要途径。我国首部《海水利用专项规划》颁布实施后，我国海水淡化行业进入了一个快速发展阶段。

    目前，海水淡化主要方法有膜反渗透法(SWRO)、多级闪蒸法(MSF)、多效蒸发法(MED)、压气蒸馏法(MVC)和电渗析法(ED)等，而适用于大型的海水淡化方法只有膜反渗透法、多级闪蒸法和多效蒸发法。据统计，多级闪蒸法占62％，膜反渗透法占31％，电渗析法占3％，其它方法占4％。随着反渗透海水淡化的技术进步，近两年大型海水淡化厂的国际招标中，膜反渗透法以低投资费、低能耗、低产水价代表了行业发展的趋势。

近些年来，我国海水淡化的成本已经降至4～7元/m³。如果进一步优化控制，则其综合成本还可以大幅降低。为了实现这一目标，可以通过对海水淡化工艺流程的数据进行分析，完成自适应建模，并结合专家经验来实现对流程的优化控制，从而进一步提高能源利用效率、降低功耗和节约成本。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提出了一种反渗透海水淡化系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种反渗透海水淡化系统，包括：水循环混凝反应池、高压泵、第一增压泵、第二增压泵、水循环真空泵、机械滤水器、保安滤水器、反渗透膜组、淡水池、能量回收装置、第一压力变送器、第二压力变送器、第三压力变送器、第四压力变送器、第五压力变送器，第六压力变送器、第一电导率计、第二电导率计、第一pH计、第二pH计、第一流量变送器、第二流量变送器、第三流量变送器、第四流量变送器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门；

所述的水循环混凝反应池的进水口通过第一管道与未处理的海水相连，出水口通过第二管道与第一增压泵的一端相连，第一增压泵的另一端通过第三管道与机械滤水器的进水口相连，机械滤水器的出水口通过第四管道与保安滤水器的进水口相连；在第四管道上设置有第三压力变送器、第一电导率计和第一pH计；

所述的第一管道与第三阀门的出水口相连，第三阀门的进水口通过第十五管道与水循环真空泵相连；

所述的保安滤水器的出水口通过第十一管道与高压泵的一端及能量交换装置的低压进水口连接；高压泵的出水口通过第十二管道与第一阀门的进水口相连；在第十一管道上设置有第一压力变送器和第一流量变送器；

   所述的第一阀门的出水口、第二阀门的出水口和反渗透膜组的进水口通过第五管道相连；在第五管道上设置有第四压力变送器；

所述的反渗透膜组的淡水出水口通过第六管道与第四阀门的进水口相连，反渗透膜组的浓海水出水口通过第八管道与能量回收装置的高压进水口相连；第四阀门的出水口通过第七管道与淡水池相连；在第六管道上设置有第三流量变送器、第二电导率计和第二pH计；在第八管道上设置有第五压力变送器；

所述的能量回收装置的高压出水口通过第九管道与第五阀门的进水口相连，第五阀门的出水口通过第十管道排出；在第九管道上设置有第六压力变送器和第四流量变送器；

所述的第二增压泵的出水口通过第十四管道与第二阀门的进水口相连，第二增压泵的进水口通过第十三管道与能量回收装置的低压出水口相连；在第十三管道上设置有第二压力变送器和第二流量变送器。

本实用新型的有益效果是：传统的能量回收装置在很多工况下往往不能以最佳状态运行，甚至在某些场合下，由于对设备的控制不当导致能量回收装置工作在非正常状态，使得其节能效果大打折扣。本实用新型反渗透海水淡化系统能够通过对现场数据的采集分析，将压力、流量、电导率、pH值、水泵的运行频率和功率作为系统的参数，调整高压泵的频率和功率、增压泵的频率和功率和阀门的开度，从而调节能量回收装置高压侧和低压侧流量的平衡，在满足淡水水质和产量要求的情况下，尽可能地使得能量回收装置工作在最佳状态，实现吨水能耗的有效降低。本实用新型反渗透海水淡化系统已经在浙江舟山六横岛上的六横海水淡化厂进行试验性运行，试验结果表明，海水淡化吨水能耗相比原来降低了5%左右。

附图说明

图1是反渗透海水淡化系统示意图；

图中，第一管道1、水循环混凝反应池2、第二管道3、第一增压泵4、第三管道5、机械滤水器6、第四管道7、保安滤水器8、第五管道9、反渗透膜组10、第六管道11、第四阀门12、第七管道13、淡水池14、第八管道15、能量回收装置16、第十一管道17、高压泵18、第十二管道19、第一阀门20、第十三管道21、第二增压泵22、第十四管道23、第二阀门24、第九管道25、第五阀门26、第十管道27、第三阀门28、第十五管道29、水循环真空泵30、第三压力变送器31、第一电导率计32、第一pH计33、第四压力变送器34、第三流量变送器35、第二电导率计36、第二pH计37、第五压力变送器38，第六压力变送器39、第四流量变送器40、第二压力变送器41、第二流量变送器42、第一压力变送器43、第一流量变送器44。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，反渗透海水淡化系统包括水循环混凝反应池2、高压泵18、第一增压泵4、第二增压泵22、水循环真空泵30、机械滤水器6、保安滤水器8、反渗透膜组10、淡水池14、能量回收装置16、第一压力变送器43、第二压力变送器41、第三压力变送器31、第四压力变送器34、第五压力变送器38，第六压力变送器39、第一电导率计32、第二电导率计36、第一pH计33、第二pH计37、第一流量变送器44、第二流量变送器42、第三流量变送器35、第四流量变送器40、第一阀门20、第二阀门24、第三阀门28、第四阀门12和第五阀门26；

所述的水循环混凝反应池2的进水口通过第一管道1与未处理的海水相连，出水口通过第二管道3与第一增压泵4的一端相连，第一增压泵4的另一端通过第三管道5与机械滤水器6的进水口相连，机械滤水器6的出水口通过第四管道7与保安滤水器8的进水口相连；在第四管道7上设置有第三压力变送器31、第一电导率计32和第一pH计33；

所述的第一管道1与第三阀门28的出水口相连，第三阀门28的进水口通过第十五管道29与水循环真空泵30相连；

所述的保安滤水器8的出水口通过第十一管道17与高压泵18的一端及能量交换装置16的低压进水口连接；高压泵18的出水口通过第十二管道19与第一阀门20的进水口相连；在第十一管道17上设置有第一压力变送器43和第一流量变送器44；

   所述的第一阀门20的出水口、第二阀门24的出水口和反渗透膜组10的进水口通过第五管道9相连；在第五管道9上设置有第四压力变送器34；

所述的反渗透膜组10的淡水出水口通过第六管道11与第四阀门12的进水口相连，反渗透膜组10的浓海水出水口通过第八管道15与能量回收装置16的高压进水口相连；第四阀门12的出水口通过第七管道13与淡水池14相连；在第六管道11上设置有第三流量变送器35、第二电导率计36和第二pH计37；在第八管道15上设置有第五压力变送器38；

所述的能量回收装置16的高压出水口通过第九管道25与第五阀门26的进水口相连，第五阀门26的出水口通过第十管道27排出；在第九管道25上设置有第六压力变送器39和第四流量变送器40；

    所述的第二增压泵22的出水口通过第十四管道23与第二阀门24的进水口相连，第二增压泵22的进水口通过第十三管道21与能量回收装置16的低压出水口相连；在第十三管道21上设置有第二压力变送器41和第二流量变送器42。

本实用新型的工作原理如下：海水通过第一管道1进入混凝反应池2，完成海水原水与混凝剂及助凝剂的混合溶解；混凝过后的海水通过第一增压泵4首先进入机械滤水器6，然后进入保安滤水器8完成海水的过滤；过滤后的一部分海水通过高压泵18的加压后进入反渗透膜组10，另一部分则进入能量回收装置16的低压进水口，经过能量回收装置16和第二增压泵22的双重加压后进入反渗透膜组10；反渗透膜组10的淡水出水口产出的淡水由淡水池14进行储存；剩下的浓海水将会从反渗透膜组10的浓海水出水口进入能量回收装置16的高压进水口，最终的浓海水将从能量回收装置16的高压出水口排出；水循环真空泵30可以保证管道的真空度，从而保持系统压力的稳定。

本实用新型的关键点在于，能量回收装置16的低压进水口连接了高压泵18，高压泵18又配合安装了第一阀门20；能量回收装置16的低压出水口连接了第二增压泵22，第二增压泵22又配合安装了第二阀门24；能量回收装置16的高压出水口安装了第五阀门26；并在对应的连接管道上安装了必要的传感器。通过分析传感器采集过来的数据，将压力、流量、电导率、pH值、水泵的运行频率和功率作为系统的参数，调节第一阀门20、第二阀门24、第五阀门26的开度以及高压泵18和第二增压泵22的运行频率和功率，使得能量回收装置16的低压侧流量和高压侧流量达到动态平衡，在满足淡水水质和产量要求的情况下，最大程度发挥能量回收装置16的效率，从而进一步降低海水淡化的吨水能耗，提升海水淡化厂的经济效益。

Claims (1)

1.一种反渗透海水淡化系统，其特征在于，包括：水循环混凝反应池（2）、高压泵（18）、第一增压泵（4）、第二增压泵（22）、水循环真空泵（30）、机械滤水器（6）、保安滤水器（8）、反渗透膜组（10）、淡水池（14）、能量回收装置（16）、第一压力变送器（43）、第二压力变送器（41）、第三压力变送器（31）、第四压力变送器（34）、第五压力变送器（38），第六压力变送器（39）、第一电导率计（32）、第二电导率计（36）、第一pH计（33）、第二pH计（37）、第一流量变送器（44）、第二流量变送器（42）、第三流量变送器（35）、第四流量变送器（40）、第一阀门（20）、第二阀门（24）、第三阀门（28）、第四阀门（12）和第五阀门（26）；

所述的水循环混凝反应池（2）的进水口通过第一管道（1）与未处理的海水相连，出水口通过第二管道（3）与第一增压泵（4）的一端相连，第一增压泵（4）的另一端通过第三管道（5）与机械滤水器（6）的进水口相连，机械滤水器（6）的出水口通过第四管道（7）与保安滤水器（8）的进水口相连；在第四管道（7）上设置有第三压力变送器（31）、第一电导率计（32）和第一pH计（33）；

所述的第一管道（1）与第三阀门（28）的出水口相连，第三阀门（28）的进水口通过第十五管道（29）与水循环真空泵（30）相连；

所述的保安滤水器（8）的出水口通过第十一管道（17）与高压泵（18）的一端及能量交换装置（16）的低压进水口连接；高压泵（18）的出水口通过第十二管道（19）与第一阀门（20）的进水口相连；在第十一管道（17）上设置有第一压力变送器（43）和第一流量变送器（44）；

   所述的第一阀门（20）的出水口、第二阀门（24）的出水口和反渗透膜组（10）的进水口通过第五管道（9）相连；在第五管道（9）上设置有第四压力变送器（34）；

所述的反渗透膜组（10）的淡水出水口通过第六管道（11）与第四阀门（12）的进水口相连，反渗透膜组（10）的浓海水出水口通过第八管道（15）与能量回收装置（16）的高压进水口相连；第四阀门（12）的出水口通过第七管道（13）与淡水池（14）相连；在第六管道（11）上设置有第三流量变送器（35）、第二电导率计（36）和第二pH计（37）；在第八管道（15）上设置有第五压力变送器（38）；

所述的能量回收装置（16）的高压出水口通过第九管道（25）与第五阀门（26）的进水口相连，第五阀门（26）的出水口通过第十管道（27）排出；在第九管道（25）上设置有第六压力变送器（39）和第四流量变送器（40）；

    所述的第二增压泵（22）的出水口通过第十四管道（23）与第二阀门（24）的进水口相连，第二增压泵（22）的进水口通过第十三管道（21）与能量回收装置（16）的低压出水口相连；在第十三管道（21）上设置有第二压力变送器（41）和第二流量变送器（42）。