專利名稱：一種新型節(jié)能環(huán)保型海水淡化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于海水淡化領(lǐng)域，具體地說是一種新型節(jié)能環(huán)保型海水淡化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，全球范圍內(nèi)淡水資源緊缺狀況越來越嚴峻，淡水資源已經(jīng)成為制約全球經(jīng)濟發(fā)展的一大瓶頸，我國也是個嚴重缺水的國家之一，人均淡水資源僅為世界平均水平的1/4，且分布還很不平衡，解決淡水資源緊缺問題成為世界各國的重要任務(wù)之一。目前，在經(jīng)濟相對發(fā)展較快的沿海城市也是淡水資源最為緊缺的的地區(qū)，而解決這些地區(qū)淡水資源短缺的最佳方式就是海水淡化。海水淡化技術(shù)發(fā)展到今天已有幾十種淡化工藝，但真正能工業(yè)化的不多，主要以熱法(蒸餾法)和膜法(反滲透)為主。以目前全球的海水淡化技術(shù)水平，以國內(nèi)具體情況計算，熱法海水淡化的噸淡水成本大約6-8元，膜法海水淡化的噸淡水成本大約5-7元，這個價格與當前自來水價格相比還有一定差距，不具備強勢競爭力。海水淡化約50%的成本在能源(蒸汽和電力)消耗上，設(shè)備運行能源消耗成本高，在全球范圍倡導(dǎo)節(jié)能減排、綠色經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟的大環(huán)境下，如何降低能源消耗成本進行海水淡化成為目前亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種新型節(jié)能環(huán)保型海水淡化系統(tǒng)。本實用新型主要利用地球表面可再生的風能作為唯一能源消耗，已達到綠色、環(huán)保、節(jié)能的淡化海水的目的。本實用新型采用的技術(shù)手段如下:一種新型節(jié)能環(huán)保型海水淡化系統(tǒng)，包括主控系統(tǒng)和由主控系統(tǒng)控制的蓄電單元、風電單元、制氫單元 、發(fā)電單元和淡化單元，其特征在于:所述蓄電單元包括至少一個電池蓄電器和控制所述電池蓄電器工作的蓄電子控模塊；所述風電單元包括至少一個風電機組和控制所述風電機組工作的風電子控模塊；所述制氫單元包括至少一套電解制氫裝置和控制所述電解制氫裝置工作的制氫子控模塊；所述發(fā)電單元包括至少一套氫氣發(fā)電裝置和控制所述氫氣發(fā)電裝置工作的發(fā)電子控模塊；所述淡化單元包括至少一套海水淡化裝置和控制所述海水淡化裝置工作的淡化子控模塊；起到電力供應(yīng)的所述風電機組分別與所述主控系統(tǒng)、所述電池蓄電器、所述電解制氫裝置和所述海水淡化裝置單向連接；所述電池蓄電器與所述主控系統(tǒng)單向連接；所述海水淡化裝置與單向連接有所述電解制氫裝置的所述氫氣發(fā)電裝置單向連接，所述海水淡化裝置還與所述電解制氫裝置單向連接。優(yōu)選地，所述風電機組為離網(wǎng)永磁型風力發(fā)電機組，發(fā)電機采用直驅(qū)、半直驅(qū)或間接驅(qū)動的永磁發(fā)電機。優(yōu)選地，電解制氫裝置采用電解水的工藝制取氫氣。優(yōu)選地，所述氫氣發(fā)電裝置為以氫氣為燃料的內(nèi)燃式發(fā)電機或氫燃料電池。優(yōu)選地，所述海水淡化裝置采用反滲透工藝或電滲析工藝或兩者組合的工藝淡化海水。本實用新型利用地球表面的可再生的風能，通過風力發(fā)電機組將其轉(zhuǎn)化為電能供給海水淡化設(shè)備來完成海水的淡化進而為終端用戶提供淡水資源；采用離網(wǎng)永磁型風力發(fā)電機組為蓄電池設(shè)備、電解制氫設(shè)備、海水淡化設(shè)備以及主控制系統(tǒng)提供電能，在風力發(fā)電功率因波動或者間歇不能保持海水淡化設(shè)備正常運行時，由電解制氫設(shè)備提供電能制造氫氣，所制氫氣提供給氫氣發(fā)電設(shè)備進行發(fā)電，電解制氫、氫氣發(fā)電可看作是風力發(fā)電的蓄能裝置；蓄電池設(shè)備作為風機因風力不足停機時主控制系統(tǒng)的電源；采用二級或離子交換或EDI工藝為電解制氫補充純水；本系統(tǒng)最終能為海水淡化設(shè)備提供連續(xù)穩(wěn)定的電功率輸出，維持海水淡化設(shè)備24小時連續(xù)穩(wěn)定運行。本實用新型旨在為了解決上述技術(shù)中存在的高運行能源消耗所帶來的高成本問題，而提供不僅設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，既不需要任何外接能源供給，就可以連續(xù)不斷地生產(chǎn)各種純度淡水的系統(tǒng)設(shè)備；整套系統(tǒng)各級耦合單元配比合理，布局緊湊，零能源消耗，整體投資費用低，工作可靠穩(wěn)定，適應(yīng)性強，實用性高，便于維修及維護，操作安全，使用十分方便，是一種綠色環(huán)保節(jié)能型海水淡化系統(tǒng)和設(shè)備。較現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型不僅不需要任何外接電能，而且其自身系統(tǒng)配置相對靈活，具備極佳的可擴展性，比如可增加風力發(fā)電的功率從而能產(chǎn)生過剩的電解氫氣形成附加工業(yè)產(chǎn)品-高純度氫氣，另外還形成副產(chǎn)品高純度氧氣；若增加制氫設(shè)備以及氫氣發(fā)電設(shè)備規(guī)模，則可額外為社會提供穩(wěn)定電力輸出，形成水電聯(lián)產(chǎn)；若增加濃海水綜合利用設(shè)備可擴展鹽化工(海水提取鉀、溴、鎂、鹽石膏等)；風力發(fā)電機組、電解制氫機組、氫氣發(fā)電機組的配套擴容將能夠有一定規(guī)模的穩(wěn)定連續(xù)的電能輸出，能為海島、海上平臺、沿海等缺水缺電地區(qū)解決實際問題。綜以上所采取的技術(shù)方案，實現(xiàn)本實用新型的目的。本實用新型還可以用來淡化苦咸水、中水及湖泊河水等。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
如
圖1所示，一種新型節(jié)能環(huán)保型海水淡化系統(tǒng)，包括主控系統(tǒng)100和由主控系統(tǒng)100控制的蓄電單元200、風電單元300、制氫單元400、發(fā)電單元500和淡化單元600，所述蓄電單元200包括至少一個電池蓄電器202和控制所述電池蓄電器202工作的蓄電子控模塊201 ;所述風電單元300包括至少一個風電機組302和控制所述風電機組302工作的風電子控模塊301，所述風電機組302為離網(wǎng)永磁型風力發(fā)電機組，發(fā)電機采用直驅(qū)、半直驅(qū)或間接驅(qū)動的永磁發(fā)電機；所述制氫單元400包括至少一套電解制氫裝置402和控制所述電解制氫裝置402工作的制氫子控模塊401，電解制氫裝置402采用電解水的工藝制取氫氣；所述發(fā)電單元500包括至少一套氫氣發(fā)電裝置502和控制所述氫氣發(fā)電裝置502工作的發(fā)電子控模塊501，所述氫氣發(fā)電裝置502為以氫氣為燃料的內(nèi)燃式發(fā)電機或氫燃料電池；所述淡化單元600包括至少一套海水淡化裝置602和控制所述海水淡化裝置602工作的淡化子控模塊601，所述海水淡化裝置602采用反滲透工藝或電滲析工藝或兩者組合的工藝淡化海水；起到電力供應(yīng)的所述風電機組302分別與所述主控系統(tǒng)100、所述電池蓄電器202、所述電解制氫裝置402和所述海水淡化裝置602單向連接；所述電池蓄電器202與所述主控系統(tǒng)100單向連接；所述海水淡化裝置602與單向連接有所述電解制氫裝置402的所述氫氣發(fā)電裝置502單向連接，所述海水淡化裝置602還與所述電解制氫裝置402單向連接。在本系統(tǒng)冷啟動時，所述電池蓄電器202內(nèi)部儲存的電能為主控系統(tǒng)100提供電能，將這個系統(tǒng)驅(qū)動；電池蓄電器202作為風電機組302因風速變化導(dǎo)致風力發(fā)電機組不能開機時主控系統(tǒng)的電源；所述風電機組302發(fā)電可為電池蓄電器202充電，同時為電解制氫裝置402、海水淡化裝置602提供電力；電解制氫裝置402為氫氣發(fā)電裝置502制備并提供氫氣作為發(fā)電燃料；當風力發(fā)電功率充足時，通過主控系統(tǒng)100的智能轉(zhuǎn)換優(yōu)先供給主控系統(tǒng)100、電池蓄電器202和海水淡化裝置602，其次是電解制氫裝置402，以保證蓄電池滿容量狀態(tài)和海水淡化裝置602連續(xù)運行狀態(tài)，多余電力進行電解制氫作為能量存儲；當風力發(fā)電功率不夠充足時，通過主控系統(tǒng)100的智能轉(zhuǎn)換僅供給主控系統(tǒng)100、蓄電池充電和電解制氫設(shè)備，用于制備氫氣作為能量存儲，氫氣發(fā)電設(shè)備啟動，為海水淡化設(shè)備提供電力；當風力發(fā)電停機時，通過主控系統(tǒng)100的智能轉(zhuǎn)換由電池蓄電器202為主控系統(tǒng)100提供電能，電解制氫裝置402停機，氫氣發(fā)電系統(tǒng)啟動為海水淡化設(shè)備提供電力；同時海水淡化裝置602為電解制氫裝置402補充純水作為電解水制氫的基礎(chǔ)原料。海水淡化裝置602連續(xù)24小時運行(常規(guī)維護及停機檢修除外)，為電解制氫設(shè)備隨時補充純水原料；各相關(guān)設(shè)備單元間依靠主控制系統(tǒng)通過連鎖控制、智能控制密切配合。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種新型節(jié)能環(huán)保型海水淡化系統(tǒng)，包括主控系統(tǒng)(100)和由主控系統(tǒng)(100)控制的蓄電單元(200)、風電單元(300)、制氫單元(400)、發(fā)電單元(500)和淡化單元(600)，其特征在于:所述蓄電單元(200)包括至少一個電池蓄電器(202)和控制所述電池蓄電器(202)工作的蓄電子控模塊(201);所述風電單元(300)包括至少一個風電機組(302)和控制所述風電機組(302 )工作的風電子控模塊(301);所述制氫單元(400 )包括至少一套電解制氫裝置(402 )和控制所述電解制氫裝置(402 )工作的制氫子控模塊(401);所述發(fā)電單元(500)包括至少一套氫氣發(fā)電裝置(502)和控制所述氫氣發(fā)電裝置(502)工作的發(fā)電子控模塊(501);所述淡化單元(600)包括至少一套海水淡化裝置(602)和控制所述海水淡化裝置(602)工作的淡化子控模塊(601);起到電力供應(yīng)的所述風電機組(302)分別與所述主控系統(tǒng)(100 )、所述電池蓄電器(202 )、所述電解制氫裝置(402 )和所述海水淡化裝置(602 )單向連接；所述電池蓄電器(202)與所述主控系統(tǒng)(100)單向連接；所述海水淡化裝置(602)與單向連接有所述電解制氫裝置(402)的所述氫氣發(fā)電裝置(502)單向連接，所述海水淡化裝置(602 )還與所述電解制氫裝置(402 )單向連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能環(huán)保型海水淡化系統(tǒng)，其特征在于:所述風電機組(302)為離網(wǎng)永磁型風力發(fā)電機組，發(fā)電機采用直驅(qū)、半直驅(qū)或間接驅(qū)動的永磁發(fā)電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能環(huán)保型海水淡化系統(tǒng)，其特征在于:電解制氫裝置(402 )采用電解水的工藝制取氫氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能環(huán)保型海水淡化系統(tǒng)，其特征在于:所述氫氣發(fā)電裝置(502 )為以氫氣為燃料的內(nèi)燃式發(fā)電機或氫燃料電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能環(huán)保型海水淡化系統(tǒng)，其特征在于:所述海水淡化裝置(602 )采用反滲透工藝或電滲析工藝或兩者組合的工藝淡化海水。
專利摘要本實用新型公開了一種新型節(jié)能環(huán)保型海水淡化系統(tǒng)，包括主控系統(tǒng)和由主控系統(tǒng)控制的蓄電單元、風電單元、制氫單元、發(fā)電單元和淡化單元。本實用新型采用離網(wǎng)永磁型風力發(fā)電機組發(fā)電供給整個系統(tǒng)電能，蓄電池單元存儲部分電能供主控系統(tǒng)使用，制氫單元制備氫氣在風力不足時供給發(fā)電單元發(fā)電以備淡化單元使用，淡化單元作為終端可提供滿足居民生活用水以及各種工業(yè)用純水乃至超純水的各種淡水水源。本實用新型設(shè)計合理，利用地球表面可再生的風能為整個系統(tǒng)提供電力，不需依賴外接能源補充，純綠色環(huán)保節(jié)能型系統(tǒng)，有效解決海水淡化高運行成本、高局限性等問題。
文檔編號C02F1/44GK202936230SQ201220646290
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者張元奇, 王光儒, 黃維學(xué) 申請人:一重集團大連設(shè)計研究院有限公司, 中國第一重型機械股份公司