专利名称：一种将膜分离技术用于地热水除杂的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地热水的除杂系统，尤其是一种将膜分离技术用于地热水除 杂的系统。
背景技术：
上个世纪七十年代初以来，由于能源短缺，地热能作为一种具有广阔开发前景的 新能源日益受到关注。地热能除了用于发电之外，更为大量地直接用于采暖、制冷、医疗洗 浴和各种形式的工农业用热，以及水产养殖等。地热能的取用，通常以汽水混合物的形式被 直接从地下取出。地热水中由于含有大量的矿物杂质，如Ca2+、Mg2+、S2—、CO:等，很容易结 垢，给后续工艺和设备带来影响。膜分离技术，被认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一。由 于不需要使液体沸腾，也不需要使气体液化，与其他传统的分离方法相比，膜分离具有能耗 低、分离效率高、设备简单、无相变、无污染等优点。该技术已经在化工、医药、食品、生物、饮 用水、三废水处理等领域方面获得了广泛应用，并将对21世纪的工业技术改造产生深远的影响。
实用新型内容本实用新型的目的研制一种解决上述问题，结构简单，除杂效果佳，工艺成本低 的，无污染，绿色环保的将膜分离技术用于地热水除杂的系统。本实用新型通过以下技术方案实现本实用新型主要由汽水分离器、发电机组一、换热器、膜分离设备、闪蒸器、发电机 组二和用户供暖系统组成，其特片在于汽水分离器的进口端通过水管外接地热井，汽水分 离器的顶部出口端分支一与发电机组一的进口端相接，汽水分离器的顶部出口端分支二并 连换热器的进口端相接，换热器的出口端直接与用户供暖系统相连，冷凝水管一端和换热 器接通，另一端从换热器引出外接用户供暖系统，汽水分离器的底部出口端与膜分离设备 的进口端相连，膜分离设备的出口端分支一直接与用户供暖系统相连，膜分离设备的出口 端分支二和闪蒸器的入口端相连，闪蒸器的出口与发电机组二串联相接，其中，换热器是常 规的管壳式换热器，用冷水与蒸汽换热，蒸汽走壳程，冷水走管程，经换热后的热水即可直 接输送至用户供暖系统，膜分离设备所用的膜材料为无机亲水膜，能耐受热水高温、选择透 过水、吸附杂质，其材料为陶瓷吸附膜，膜分离设备的结构为板框式结构，达到设计目的。在系统应用时，本实用新型的汽水分离器的进口端通过水管外接地热井，其工作 进程是第一步，从地热井出口处的水蒸气经汽水分离器，实现蒸气和热水的分离。第二步，蒸气直接作用于发电机组一发电，同时，部分蒸气经换热器换热后输送至 用户供暖系统供暖。第三步，热水经膜分离设备，除去其中的杂质后，直接输送至用户端供暖系统供暖，同时，部分热水经闪蒸器蒸发后作用于发电机组二发电。在上述进程中，从地热井出口的水蒸气混合物，经过汽水分离器，轻组分蒸气向上 流动并从汽水分离器塔顶出，重组分水向下流动并从汽水分离器塔底出，实现汽水的两相 分离。从汽水分离器顶部出来的蒸汽可直接作用于发电机组一发电，也可经过换热器换 热后，将热水输送至用户供暖系统供暖。从汽水分离器底部出来的含杂质的地热水，经膜分离设备除杂后，可直接输送至 用户供暖系统供暖，也可经闪蒸汽蒸发后用于发电。经过膜分离设备处理前的热水富含Ca2+、Mg2+、S2-、C032-等杂质，热水的温度低于当 地大气压下水的沸点。膜为无机膜并具有亲水基团，能耐受热水的温度，并且能吸附热水中的杂质，其材 料可以是陶瓷吸附膜或者其他满足条件的膜材料。膜为亲水膜，膜下游的除去杂质的热水及时输送走，从而形成膜两侧的水势差，以 此为推动力，无需外加动力或只需很小的外加压力，即可实现地热水除杂。膜分离设备的结构可以使板框式、圆管式、螺旋卷式、中空纤维式或者其他满足条 件的结构。本实用新型具有以下优点1、经由本实用新型的实施，将地热井出口的汽水混合物进行汽水分离，热蒸汽直 接用于发电或者换热后用于供暖；热水经膜分离设备除杂后直接用于供暖或者经闪蒸用于 发电。经汽水分离，蒸汽和热水分别利用，一方面提高了热量的利用效率；另一方面，由于杂 质为重组分，在分离过程中随热水和蒸汽分离，从而使分离器顶部出去的蒸汽纯度高，不易 对后续的设备和管道造成结垢的影响。2、经由本实用新型的实施，膜分离设备，可除去地热水中的杂质，如Ca2+、Mg2+、S2_、 CO32-等，使得经膜分离后的热水可直接输送至用户供暖系统，不易在后续管道和设备中结垢。3、经由本实用新型的实施，膜分离设备采用以无机亲水膜为分离介质，以膜两侧 的水势差为推动力，无需外加动力或只需很小的外加压力，即可对混合物中的水和杂质进 行分离。与其他传统的分离方法相比，膜分离具有过程简单、经济性好、无相变、节能高效、 可连续操作等优点。4、经由本实用新型的实施，设备简单，与传统的机械分离技术相比，膜分离设备尺 寸小、效率高、占地面积少、能耗低，节约成本。
以下结合附图和实施实例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型实施例一的流程结构示意图。在图中，1汽水分离器、2发电机组一、3换热器、4膜分离设备、5闪蒸器、6发电机 组二、7用户供暖系统、8地热井、9冷凝水管
具体实施方式
图1中所示，本实用新型主要由汽水分离器1、发电机组一 2、换热器3、膜分离设备4、闪蒸器5、发电机组二 6和用户供暖系统7组成，其特片在于汽水分离器1的进口端 通过水管外接地热井8，汽水分离器1的顶部出口端分支一与发电机组一 2的进口端相接， 汽水分离器1的顶部出口端分支二连换热器3的进口端相接，换热器3的出口端直接与用 户供暖系统7相连，冷凝水管9 一端和换热器3接通，另一端从换热器3引出外接用户供暖 系统7，汽水分离器1的底部出口端与膜分离设备4的进口端相连，膜分离设备4的出口端 分支一直接与用户供暖系统7相连，膜分离设备4的出口端分支二和闪蒸器5的入口端相 连，闪蒸器5的出口与发电机组二 6串联相接，其中，换热器3是常规的管壳式换热器，用冷 水与蒸汽换热，蒸汽走壳程，冷水走管程，经换热后的热水即可直接输送至用户供暖系统7， 膜分离设备4所用的膜材料为无机亲水膜，能耐受热水高温、选择透过水、吸附杂质，其材 料为陶瓷吸附膜，膜分离设备4的结构为板框式结构，达到设计目的。在应用时，从地热井8出口的高温汽水混合物，首先进入汽水分离器1，根据比重 不同，重的水通过汽水分离器1的下部排水孔排出，轻的气通过汽体分离器1的顶部排气孔 排出，从而实现蒸气和热水的分离，从汽水分离器1顶部出口的干蒸汽可直接作用于发电 机组一 2发电，也可以和换热器3中的冷水进行热量交换，得到热水，直接输送至用户供暖 系统7用于供暖或者其它用途，从汽水分离器1底部排出的热水，输送至膜分离设备4，经膜 吸附除杂后，得到除去Ca2+、Mg2+、S2—、CO/—等杂质的干净地热水，从膜分离设备4出口的洁 净热水，可直接输送至用户供暖系统7用于供暖，也可经闪蒸器5蒸发后作用于发电机组二 6发电。本实用新型结构简单，除杂效果佳，工艺成本低的，无污染，绿色环保，广泛应用于 将膜分离技术用于地热水除杂的系统领域。
权利要求1.一种将膜分离技术用于地热水除杂的系统，主要由汽水分离器(1)、发电机组一 (2)、换热器C3)、膜分离设备、闪蒸器( 、发电机组二(6)和用户供暖系统(7)组成，其 特片在于汽水分离器⑴的进口端通过水管外接地热井(8)，汽水分离器⑴的顶部出口 端分支一与发电机组一 O)的进口端相接，汽水分离器(1)的顶部出口端分支二连换热器 ⑶的进口端相接，换热器⑶的出口端直接与用户供暖系统(7)相连，冷凝水管(9) 一端 和换热器C3)接通，另一端从换热器(3)引出外接用户供暖系统(7)，汽水分离器(1)的底 部出口端与膜分离设备的进口端相连，膜分离设备的出口端分支一直接与用户供 暖系统(7)相连，膜分离设备的出口端分支二和闪蒸器(5)的入口端相连，闪蒸器(5) 的出口与发电机组二(6)串联相接。
2.根据权利要求1所述的一种将膜分离技术用于地热水除杂的系统，其特征是所述换 热器C3)是管壳式换热器。
3.根据权利要求1所述的一种将膜分离技术用于地热水除杂的系统，其特征是所述膜 分离设备(4)是板框式结构，其膜材料是无机亲水膜。
专利摘要一种将膜分离技术用于地热水除杂的系统，主要由汽水分离器(1)、发电机组一(2)、换热器(3)、膜分离设备(4)、闪蒸器(5)、发电机组二(6)和用户供暖系统(7)组成，其特片在于汽水分离器(1)的进口端通过水管外接地热井(8)，汽水分离器(1)的顶部出口端分支一与发电机组一(2)的进口端相接，分支二连换热器(3)的进口端相接，换热器(3)的出口端直接与用户供暖系统(7)相连，冷凝水管(9)一端和换热器(3)接通，另一端从换热器(3)引出外接用户供暖系统(7)，汽水分离器(1)的底部出口端与膜分离设备(4)的进口端相连，膜分离设备(4)的出口端分支一直接与用户供暖系统(7)相连，分支二和闪蒸器(5)的入口端相连，闪蒸器(5)的出口与发电机组二(6)串联相接，达到设计目的。
文档编号C02F1/44GK201909485SQ20112000344
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者徐毅 申请人:徐毅