一种基于烟气处理的海水净化电解系统的制作方法

1.本实用新型涉及海水电解技术领域，尤其涉及一种基于烟气处理的海水净化电解系统。


背景技术：

2.地球整个环境中淡水和纯水资源十分有限，最为丰富的水资源是海水资源，如果能够直接电解海水能够制备氢气和烧碱，原料来源丰富，但是海水在电解过程中由于海水中含有大量的钙镁离子，直接电解容易造成离子膜或隔膜堵塞和损坏，因此在电解前通常需要对海水进行处理，现有的处理方法通过加药物进行净化，提高了处理成本。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本实用新型的目的在于提出一种基于烟气处理的海水净化电解系统，通过将烟气通入海水中，使得烟气中的二氧化碳和海水中的钙镁离子进行沉淀反应，除去海水中的钙镁离子，能够有效防止电解过程中离子膜或者隔膜的堵塞和损坏，并且烟气来源丰富，降低了处理成本，并且通过设置多个均布在海水喷淋塔顶部的喷淋管，使得海水能够均匀的喷淋在塔体中，使得烟气能够与海水充分反应。
5.为达到上述目的，本实用新型提出的一种基于烟气处理的海水净化电解系统，包括：
6.海水喷淋塔，所述海水喷淋塔包括塔体和设置在塔体内中部的连通件，所述连通件周侧等角度设置有若干与所述连通件相连通的若干喷淋管，所述塔体顶部设置有与所述连通件相连通的进水管，通过所述进水管将原料海水通入所述连通件中再通过所述喷淋管在塔体顶部喷淋；
7.所述塔体底部通入烟气，以使所述烟气与喷淋的所述原料海水反应生成钙镁沉淀物；
8.净化过滤组件，所述净化过滤组件与所述海水喷淋塔相连，用于从所述海水喷淋塔接收生成钙镁沉淀物的海水并对所述生成钙镁沉淀物的海水进行净化过滤；
9.海水蒸发浓缩组件，所述海水蒸发浓缩组件与所述净化过滤组件相连，用于从所述净化过滤组件接收净化过滤后的海水并对所述净化过滤后的海水进行浓缩处理；
10.电解槽，所述电解槽与所述海水蒸发浓缩组件相连，用于从所述海水蒸发浓缩组件接收浓缩后的海水并对所述浓缩后的海水进行电解。
11.优选地，所述海水喷淋塔还包括：设置在所述塔体底部的烟气进气管；与烟气曝气管，所述烟气曝气管设置在所述塔体内部下端，所述烟气曝气管与所述烟气进气管相连，以使所述烟气通过烟气曝气管以气泡的形式溢出，溶入所述塔体底部的海水中。
12.优选地，还包括烟气射流喷嘴，所述烟气射流喷嘴与所述烟气进气管相连，以使所述烟气通过所述烟气射流喷嘴喷入所述塔体底部的海水中。
13.优选地，所述塔体顶部设置有尾气排放管，以使与所述海水反应后的所述烟气通过所述尾气排放管排出。
14.优选地，所述净化过滤组件包括海水沉淀池，所述海水沉淀池与所述海水喷淋塔相连，用于接收所述海水喷淋塔中反应生成钙镁沉淀物的原料海水，并对所述反应生成钙镁沉淀物的原料海水进行沉淀；和海水过滤装置，所述海水过滤装置，用于对所述沉淀后的原料海水进行过滤以得到净化后的海水
15.优选地，所述喷淋管上设置有若干喷淋头，所述喷淋头朝向所述塔体下部设置，用于向所述塔体下方喷淋海水。
16.优选地，还包括：火电机组；烟气处理组件，所述烟气处理组件与所述火电机组和所述海水喷淋塔相连，所述烟气处理组件用于将净化处理后的至少一部分烟气通过所述烟气进气管通入所述海水喷淋塔中，以利用所述烟气中的二氧化碳与所述海水喷淋塔中喷淋的所述原料海水反应。
17.优选地，所述电解槽的功率可调以用于所述火电机组的调峰调频。
18.优选地，还包括氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件，所述氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件与所述电解槽相连，用于从所述电解槽接收所述氢氧化钠溶液并对所述氢氧化钠溶液进行浓缩以制备烧碱。
19.优选地，还包括水回收组件，所述水回收组件与所述氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件和所述海水蒸发浓缩组件相连，用于冷凝回收海水蒸发浓缩和氢氧化钠溶液蒸发浓缩过程中产生的水蒸汽。
20.优选地，所述海水蒸发浓缩组件和所述氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件均与所述火电机组的汽轮机相连，以便所述海水蒸发浓缩组件和所述氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件利用所述汽轮机的抽汽蒸汽作为热源。
21.本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
22.本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1是本实用新型一实施例提出的海水净化电解系统的示意图；
24.图2是本实用新型另一实施例提出的海水喷淋塔的结构示意图；
25.图3是图2的局部结构示意图；
26.图4是图2的局部结构示意图；
27.图5是本实用新型另一实施例提出的海水净化过滤示意图；
28.图6是本实用新型另一实施例提出的海水净化电解系统的示意图；
29.图7是本实用新型另一实施例提出的电解槽消耗火电机组调峰调频富余电力示意图；
30.图8是本实用新型另一实施例提出的海水净化电解系统的示意图；
31.图9是本实用新型另一实施例提出的海水净化电解系统的示意图；
32.图10是本实用新型另一实施例提出的海水蒸发浓缩和氢氧化钠溶液蒸发浓缩示
意图。
33.图中，100、海水净化电解系统；1、海水喷淋塔；11、塔体；12、连通件；121、连接管；13、喷淋管；131、喷淋头；14、进水管；15、尾气排放管；16、烟气曝气管；17、烟气射流喷嘴；2、净化过滤组件；21、海水沉淀池；22、海水过滤装置；3、海水蒸发浓缩组件；4、电解槽；5、火电机组；51、汽轮机；6、烟气处理组件；7、氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件；8、水回收组件
具体实施方式
34.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
35.图1是本实用新型一实施例提出的基于烟气处理的海水净化电解系统100示意图。
36.一种基于烟气处理的海水净化电解系统，包括海水喷淋塔1、净化过滤组件2、海水蒸发浓缩组件3、电解槽4；
37.参阅图2、图3和图4，海水喷淋塔1包括塔体11和设置在塔体11内中部的连通件12，连通件12周侧等角度设置有若干与连通件12相连通的若干喷淋管13，塔体11顶部设置有与连通件12相连通的进水管14，通过进水管14将原料海水通入连通件12中再通过喷淋管 13在塔体11顶部喷淋，塔体11底部通入烟气，以使烟气与喷淋的原料海水反应生成钙镁沉淀物。
38.具体来说，在塔体11的顶部固定进水管14，在进水管14的底端安装在连通件12的顶部，也就是说，在连通件12的顶部开设安装孔，进水管14底端固定在安装孔中，并且保障进水管14与连通件12之间相连通，同时在连通件12的侧壁周侧等角度设置有若干连接管121，连接管121套设在喷淋管13一端的外部，连接管121与喷淋管13之间密封连接，以使通入连通件中12的海水均匀分流在若干喷淋管13中，这样有助于大体积喷淋塔中海水的均匀喷淋，在海水喷淋的同时，塔体11底部通入喷淋塔中的烟气会向上升起，与喷淋的海水相遇，由于烟气中含有二氧化碳气体，能够与海水中的钙镁离子进行反应，生成碳酸钙和碳酸镁沉淀，海水落至塔体11底部时，其中含有沉淀物，沉淀物在后续处理中可以通过沉淀除去，而升至塔体11顶部的烟气中由于反应其中的二氧化碳气体则减少，进而有效防止海水电解过程中大量的钙镁离子，直接电解会导致离子膜或隔膜堵塞和损坏的情况，同时通过海水中钙镁离子与净烟气中co2反应，实现对净烟气中co2的捕捉，降低了净烟气中co2的含量，降低碳排放。
39.另外，净化过滤组件2与海水喷淋塔1相连，用于从海水喷淋塔1接收生成钙镁沉淀物的海水并对生成钙镁沉淀物的海水进行净化过滤；也就是说，海水通过与二氧化碳反应后落至塔体11的底部，然后从底部通入净化过滤组件2中，在净化过滤组件2中进行净化除去其中沉淀物。
40.同时，需要说明的是，海水蒸发浓缩组件3与净化过滤组件2相连，用于从净化过滤组件2接收净化过滤后的海水并对净化过滤后的海水进行浓缩处理，并且电解槽4与海水蒸发浓缩组件3相连，用于从海水蒸发浓缩组件3接收浓缩后的海水并对浓缩后的海水进行电
解，经过浓缩处理后能够提高海水中氯化钠的浓度，进而达到达到电解槽4电解氯化钠的浓度标准，通过电解槽4对浓缩后的海水电解产生氢气、氯气和氢氧化钠溶液，氢气和氯气通过收集后可以直接用于售卖，其中海水蒸发浓缩组件3为蒸发浓缩装置，蒸发浓缩装置和电解槽为现有技术设备。
41.在本实用新型的另一个实施例中，海水喷淋塔1还包括设置在塔体11底部的烟气进气管与烟气曝气管16，烟气曝气管16设置在塔体11内部下端，烟气曝气管16与烟气进气管相连，以使烟气通过烟气曝气管16以气泡的形式溢出，溶入塔体11底部的海水中；另外还包括烟气射流喷嘴17，烟气射流喷嘴17与烟气进气管相连，以使烟气通过烟气射流喷嘴17 喷入塔体11底部的海水中。
42.在上述实施例中，为了增大海水和烟气之间的反应，通入烟气进气管中的烟气通过两路进入塔体11底部的海水中，一路烟气经过烟气曝气管16曝气处理后，以气泡形式弥散逸出，在气液界面把烟气溶入海水中，同时另一路直接通过烟气射流喷嘴17喷入海水中，使得烟气和海水之间反应更充分，另外在塔体11顶部设置有尾气排放管15，以使与海水反应后的烟气通过尾气排放管15排出，烟气中二氧化碳与海水反应，剩余的其他气体则通过尾气排放管15排出。
43.参照图5，在本实用新型的一个实施例中，净化过滤组件2包括海水沉淀池21和海水过滤装置22，海水沉淀池21与海水喷淋塔1相连，用于接收海水喷淋塔1中反应生成钙镁沉淀物的原料海水，并对反应生成钙镁沉淀物的原料海水进行沉淀；海水过滤装置22用于对沉淀后的原料海水进行过滤以得到净化后的海水。
44.也就是说，海水在海水喷淋塔1中反应后从塔体11的底部排出，进入海水沉淀池21 中，在海水沉淀池21中进行初步沉淀，沉淀后的海水通入海水过滤装置22中，通过海水过滤装置22进一步进行过滤，能够防止海水中沉淀对后续电解造成离子膜或隔膜堵塞和损坏的情况，其中海水过滤装置22为现有技术装置。
45.另外，需要说明的是，喷淋管13上设置有若干喷淋头131，喷淋头131朝向塔体11下部设置，用于向塔体11下方喷淋海水。通过在喷淋管13朝下的侧壁上设置若干喷淋头131，将海水分散在塔体11顶部不同位置进行喷淋，进而使得喷淋更均匀。
46.在本技术的另一个实施例中，还包括火电机组5和烟气处理组件6，烟气处理组件6与火电机组5和海水喷淋塔1相连，烟气处理组件6用于将净化处理后的至少一部分烟气通过烟气进气管通入海水喷淋塔1中，以利用烟气中的二氧化碳与海水喷淋塔1中喷淋的原料海水反应。
47.具体来说，火电机组5在发电过程中会产生大量的烟气，其中的烟气中含有大量的烟尘和硫化物，直接通入原料海水中不仅造成原料海水的污染，并且烟尘的通入使得原料海水中杂质增多，应该后续电解过程，通过设置烟气处理组件6，能够实现脱硫和初级减碳效果，得到的净烟气达到排放标准，该烟气处理组件6为现有技术，在火力发电过程中通常将产生的烟气经过烟气处理组件6处理后才能达到排放标准，通过烟囱排放。
48.另外，参阅图7，在电解槽4电解过程中，电解槽4的功率可调以用于火电机组5的调峰调频，也就是说，由于火电机组5的调峰调频富余电力有所变化，而电解槽4电解过程中的功率可调，通过调节电解槽4电解过程中的功率实现对火电机组5的调峰调频富余电力的消耗，无需外挂电锅炉或者外挂储能电池来消耗多余的发电负荷，并且还能电解制备氢气和
氯气。
49.参阅图8，在本实用新型的一个实施例中，还包括氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件7，氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件7与所述电解槽4相连，用于从电解槽4接收氢氧化钠溶液并对氢氧化钠溶液进行浓缩以制备烧碱。由于电解槽4电解过程中产生的氢氧化钠溶液浓度低，需要进行浓缩才能方便制备固体烧碱，因此通过氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件7将低浓度的氢氧化钠溶液进行浓缩后得到高浓度的氢氧化钠溶液，之后可以再进行蒸发浓缩和干燥等系列处理，产出烧碱产品，其中氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件7为蒸发浓缩装置，为现有技术设备，此处不再详细赘述。
50.参阅图9，在本实用新型的一个实施例中，还包括水回收组件8，水回收组件8与氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件7和海水蒸发浓缩组件3相连，用于冷凝回收海水蒸发浓缩和氢氧化钠溶液蒸发浓缩过程中产生的水蒸汽，由于海水蒸发浓缩组件3和氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件7在蒸发浓缩过程中会产生水蒸汽，产生的水蒸汽直接排出造成浪费，此时通过水回收组件8对产生的水蒸汽进行冷凝成纯净水，最终纯净水的洁净度分为可饮用纯净水、可作为火电厂工业补水的纯净水，实现了节水性能，其中水回收组件8为冷凝水回收装置，为现有技术设备，此处不再详细赘述。
51.参阅图10，在本实用新型的一个实施例中，海水蒸发浓缩组件3和氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件7均与火电机组5的汽轮机51相连，以便海水蒸发浓缩组件3和氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件7利用汽轮机51的抽汽蒸汽作为热源。
52.具体来说，火电机组5的汽轮机51排出的蒸汽蒸汽可以为海水蒸发浓缩组件3和氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件7提供热量，便于海水蒸发浓缩组件3和氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件7直接进行蒸发浓缩，无需另外为海水蒸发浓缩组件3和氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件7的蒸发浓缩提供热量，另外两个蒸发浓缩装置(即海水蒸发浓缩组件3和氢氧化钠溶液蒸发浓缩组件 7)的热源供应管路与火电机组5中的汽轮机51蒸汽排放管道连接，汽轮机51蒸汽排放管道排出的高温蒸汽通过蒸汽排放管道输送至蒸发浓缩装置的热源供应管路，实现了火电机组 5中生成的高温蒸汽的能量合理利用，降低了能量损失，无需另外为蒸发浓缩装置提供热源，降低了成本。
53.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
54.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
56.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。