利用风能、太阳能及热泵技术进行海水淡化、制盐及其副产品综合利用的工艺

摘要

本发明属于一种利用风能、太阳能及热泵技术进行海水淡化、制盐及其副产品综合利用的工艺，其主要流程是海水→淡化→空气吹溴→除杂澄清→太阳池升温储卤→蒸发浓缩→压缩结晶制盐→卤水化工等。本发明利用风能、太阳能及热泵技术进行海水淡化、制盐及对其副产品进行综合利用，把海水淡化与制盐及废渣废液综合利用有机结合，把风能及太阳能，可再生能源，作为主要能源，改变海盐生产由露天滩晒作业，由手工操作提升为机械化和自动化作业，彻改变海盐企业的落后面貌。可节约能源，减少污染，节约投资50％左右，节约占地面积约95％，不仅降低了生产成本，更主要的是每产一吨盐能回收约35m2淡水，保护淡水资源。

主权项

一种利用风能、太阳能及热泵技术进行海水淡化、制盐及其副产品综合利用的工艺，其特征是按如下工艺步骤：(1)抽纳海水利用管道抽取海水，海水含盐度为3.5°Be；(2)海水物化预处理首先用pH值＞12的石灰乳调海水的pH值为8，再加入pH为4.5的聚合氯化铝溶液，使海水的pH值为6～6.5达到等电点，然后进行澄清，澄清后的水供下一步骤使用；沉渣水经无带真空过滤机脱水，水重复回用，滤饼作为复合肥原料；(3)采用反渗透海水淡化系统制饮用水及高浓卤水采用反渗透海水淡化系统，其流程为连续渐缩工艺，组体装置为三级，每级都有能量回收器及升压泵，各级工作压力在5.5～11MPa范围内，电耗控制在2～5kw·h/m3；海水经淡化后，卤水含盐度由3.5°Be上升至14°Be，1m3的3.5°Be海水浓缩为0.245m3的14°Be卤水；每立方米海水净化后能产淡水750kg，其中10％的淡水经超滤处理后作饮用水，其余90％作为生活和农业用水；(4)空气吹溴系统经反渗透系统淡化后卤水浓度为14°Be，在温度≥30℃，压力≤1.5Mpa的条件下，利用射流器加酸和氯气，使卤水酸化及氧化，使溴离子变为单体Br液体，从塔顶喷入往下流，将压缩空气从塔底鼓入，与溴液体在塔内逆向对流，把水蒸汽及溴带出塔外，经吸收、冷凝及分离工艺制溴，使卤水得到蒸发，浓度达到16°Be，蒸发淡水量55Kg/m3，1m3的3.5°Be海水浓缩为0.19m3的16°Be卤水；(5)析除Ca2+、Mg2+离子上一步骤来的卤水，加入与Mg2+当量石灰乳，反应生成氢氧化镁沉淀，把上清液抽到另一容器加入与Ca2+当量的纯碱反应生成碳酸钙沉淀，把上清液排入下工序的太阳池中储卤，以上两种沉淀物分开脱水处理，水重复利用，滤饼作为化工和复合肥原料；(6)太阳池集热、储热、蒸发浓缩及储卤利用太阳池中高盐度卤水的梯度差功能，吸收太阳能辐射，进行集热、储热，将卤水蒸化浓缩，使卤水浓度由16°Be升到18°Be，温度由常温升到≥45℃，蒸发淡水量22.7Kg/m3，1m3的3.5°Be海水浓缩为0.1673m3的18°Be卤水；(7)热泵低温蒸发浓缩系统利用低温高效节能蒸发工艺，用热泵压缩将低温热能变为高温热能，温度≥90℃，加热卤水进行蒸发，另外利用热泵制冷功能，降低水喷射冷凝器中水的温度≤15℃，提高蒸发效率，减少冷却水用量；从步骤(6)来的卤水温度≥45℃，浓度为18°Be，经过热泵低温蒸发浓缩系统后，卤水浓度升到25°Be，温度≥60℃，蒸发淡水量为55Kg/m3，1m3的3.5°Be海水浓缩为0.112m3的25°Be卤水；(8)压缩蒸发结晶制盐系统卤水浓度为25°Be时为饱和卤水，浓缩到26°Be时氯化钠就会结晶析出，采用N效二次蒸汽压缩蒸发结晶工艺，每效蒸发面积相等，首效加热蒸汽压力≥2.2MPa，温度到125℃，其余各效操作压力、温度根据生产能力、蒸汽压缩机技术参数及结晶器规格而定，本系统连续进排料，为顺流流程，排料温度≤65℃，卤水浓度为28°Be，各效压缩加热蒸汽，汇总经闪蒸发器后，水蒸汽再次压缩提高温度到140℃，又作为产品干燥的热源；(9)离子置换助晶调浆将步骤(8)排出的盐浆进行固液分离，固体盐加入新鲜卤水调浆，进行离子置换助晶，使原结晶颗粒增大，并增加产量，把28.5°Be的老卤水进行综合利用生产有机复合肥原料；(10)废渣废液处理实施步骤如下：①海水预处理的沉淀物经过滤后，滤饼作生产固态肥原料，按固态肥工艺技术标准生产；②除钙镁离子的沉淀物为氢氧化镁和碳酸钙，其处理方法如下：a：碳酸钙作为固态肥的填充料或填土硬化场地；b：氢氧化镁中和反应氢氧化镁与硫酸进行中和反应，生成硫酸镁液体，一部分为液态肥原料，其余部分作为硫酸镁产品；③利用卤水浓缩过程中产生的主要物质NaCl、Na2SO4和KCl，实施芒硝氯化钾法生产硫酸钾：(11)其他步骤：离心脱水、干燥、分筛、计量及包装按传统化工工艺进行。