一种利用工业废热的热膜耦合海水淡化系统的制作方法

本实用新型涉及汽车座椅的技术领域，尤其是一种利用工业废热的热膜耦合海水淡化系统，特别涉及其机械连接结构。

背景技术：

伴随全球气候变暖的趋势愈发显著，淡水资源短缺已成为威胁人类生存发展的关键问题，而海水淡化被认为是解决今后全球淡水危机的重要途径，但就目前来讲，海水淡化仍属于能源密集型产业。大规模成熟商用的多效蒸发技术需要消耗大量热能，而且过程的海水利用率极低，一般仅为20%～30%，输送大量冷却海水本身也消耗了大量的电能。而反渗透技术则会受到海水温度的影响，通常来讲水温降低1℃，膜通量下降3%左右，低温运行时为了维持产水量将付出大量额外的电能成本。虽然目前大量科学家和工程师在探索利用可再生能源进行海水淡化，例如风能、太阳能、地热能等，但由于技术应用场景的限制，以及技术本身稳定性方面的缺陷，最终导致产出的淡水成本高昂，对于工业应用来讲增加了大量的附加成本，更是大量缺水地区普通民众所难以承受的。

工业废热指工业生产中各种热能装置所排出的气体、液体和固体物质所载有的热量。废热属于二次能源，是燃料燃烧过程所发出的热量在完成某一工艺过程后所剩余的热量，工业废热的排放不仅是对能源的极大浪费，而且极有可能对环境造成热污染等更大的危害。很多大型工业企业均会产生大量的一次废热，例如石化、电力、钢铁等行业，如何充分利用好自身所产生的废热，减排或不排是提高企业自身能源利用率，提升企业效益的重要途径，更是减少环境热污染，维护环境可持续发展所必须解决的重大问题。

大量实践证明，上述石化、电力、钢铁行业企业是废热产出大户，更淡水消耗大户，如果可以将废热利用和解决淡水短缺的海水淡化相结合，同时充分利用海水淡化中热法膜法各自的技术特点，将开辟一条节能减排、淡水开源的绝佳途径。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种利用工业废热的热膜耦合海水淡化系统。克服了现有技术中存在的缺点和不足。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种利用工业废热的热膜耦合海水淡化系统，所述系统包括由一级换热器和二级换热器组成的工业废热利用单元，由闪蒸器、蒸发器和冷凝器组成的热法海水淡化单元，由一级反渗透和二级反渗透组成的膜法海水淡化单元，所述工业废热利用单元分别与热法海水淡化单元和膜法海水淡化单元连接，还包括一根总进水管，该总进水管通过支线管路与蒸发器连接，总进水管的出水端与一级反渗透的入水端连接。

本实用新型公开了一种利用工业废热的热膜耦合海水淡化系统，其具有以下优点：优点在于提出一种利用工业废热的热膜耦合海水淡化系统，可利用气态或液态的工业废热，例如电力行业的锅炉烟气或石化行业的芳烃热水等，向热法海水淡化系统提供热能，减少化石燃料消耗和二氧化碳排放；一次利用后的工业废热仍具有一定的热量，还可以预热膜法海水淡化的部分进水，进一步降低废热排放；预热后的原海水、热法海水淡化的浓盐水与冷却水混合作为膜法海水淡化的进水，提高系统整体的海水利用率，另可通过膜法高温运行来降低由于进水盐度升高所带来的电耗增加；在一级反渗透产水仍含有一定盐分的情况下，采用二级反渗透对其进一步处理，最终热法和膜法的产水混合形成高品质除盐水。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图，对本实用新型进一步进行描述。

本实用新型公开了一种利用工业废热的热膜耦合海水淡化系统，其区别于现有技术在于：所述系统包括由一级换热器1和二级换热器2组成的工业废热利用单元，由闪蒸器3、蒸发器4和冷凝器5组成的热法海水淡化单元，由一级反渗透6和二级反渗透7组成的膜法海水淡化单元，所述工业废热利用单元分别与热法海水淡化单元和膜法海水淡化单元连接，还包括一根总进水管12，该总进水管12通过支线管路13与蒸发器4连接，总进水管12的出水端与一级反渗透6的入水端连接。

在具体实施时，所述工业废热利用系统由一级换热器1和二级换热器2组成，可实现气-水和水-水形式的废热回收利用，一级换热器1的热侧和二级换热器2的热侧通过第一管道8，废热工质依次通过一级换热器1和二级换热器2，一级换热器1的冷侧通过第二循环管道9与闪蒸器3连接，闪蒸器3、蒸发器4和冷凝器5依次通过内部管路11连接，二级换热器2的冷侧通过第三管路10分别与一级反渗透6入水端处的总进水管12和冷凝器5连接，冷凝器5处设有冷却水出口，该冷却水出口通过冷却水管路14与总进水管12连接，蒸发器4处分别设有浓盐水出口和蒸馏水出口，浓盐水出口通过浓盐水管路15与总进水管12连接，一级反渗透6和二级反渗透7之间通过第四管路16连接，二级反渗透7的出水口与除盐水管路17的一端连接，上述蒸馏水出口通过蒸馏水管路18与除盐水管路17连接。

在具体实施时，所述冷凝器5和蒸发器4之间设有冷凝水管路19，末效最终的蒸汽进入冷凝器5冷凝为淡水（冷凝水），该冷凝水通过冷凝水管路19回流入蒸发器4内。

工业废热利用系统由一级换热器1和二级换热器2组成，可实现气-水和水-水形式的废热回收利用，两级换热器热侧通过管道相连，废热工质依次通过一级换热器1和二级换热器2，一级换热器1用于加热冷侧的闪蒸循环水，为热法海水淡化系统；二级换热器2用于加热冷侧的原海水，为膜法海水淡化系统提供热量。

热法海水淡化系统是闪蒸器3、蒸发器4和冷凝器5共同组成的一体化系统，经一级加热器1加热的闪蒸循环水在闪蒸器3中产生蒸汽，蒸汽通过内部通道，直接进入蒸发器4进行多效蒸馏海水淡化，末效最终的蒸汽进入冷凝器5冷凝为淡水，将热量传递给物料水和冷却水，冷却水通过管道被输送至膜法海水淡化系统总进水管，同时多效蒸馏过程产生的浓盐水也通过管道连接至膜法海水淡化系统的总进水管。

膜法海水淡化系统由一级反渗透6和二级反渗透7组成，膜法海水淡化的总进水是由经二级换热器2加热的原海水、热法海水淡化系统排放的冷却水和浓盐水共同混合形成，较高温度的进水经一级反渗透6初步除盐后，再经二级反渗透7进一步除盐，形成的产品水与热法海水淡化的产品水混合，最终形成高品质的除盐水。

以7.5万吨/天热法与7.5万吨/天膜法的耦合海水淡化系统为例，利用石化行业的芳烃热水废热，热水温度通常为90～95℃，经一级换热后热水还保持约68～70℃左右的高温，经二级换热后可以降低至40～45℃，输送回石化工艺系统作为冷却水。热膜耦合系统相比两独立系统最多可减少取水2416（冬季）～6654（夏季）m³/h，提高海水利用率26～65%，大幅降低综合电耗，体现废热利用热膜耦合系统的节能减排、高效生产等特点。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。