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熱能與自然冷能相結(jié)合的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)裝置的制作方法

文檔序號:4824253閱讀:533來源:國知局
專利名稱:熱能與自然冷能相結(jié)合的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)裝置的制作方法
熱能與自然冷能相結(jié)合的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于可再生能源、工業(yè)余熱和工業(yè)高鹽水等廢棄物回收綜合利用等技術(shù)領(lǐng)域,主要涉及太陽能集熱發(fā)電、工業(yè)余熱以及自然冷能等可再生的清潔能源組合供熱、供冷,及其支撐下的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)裝置,特別是一種熱能與自然冷能相結(jié)合的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)
大力發(fā)展新能源、可再生能源和工業(yè)廢棄物的回收利用已成為當今社會與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。以循環(huán)經(jīng)濟為理念,從系統(tǒng)工程的角度出發(fā),提出一套以可再生能源、工業(yè)廢棄回收利用為架構(gòu)支撐的綜合循環(huán)的清潔的工業(yè)生產(chǎn)體系,對于當代社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展模型的階段提升具有重大意義。
在現(xiàn)有技術(shù)中,只是單獨的使用一項利用可再生能源或工業(yè)排放的余熱進行工業(yè)排放的高鹽水處理以及用自然冷能進行工業(yè)排放的高鹽水處理。存在的問題一是存在從系統(tǒng)工程角度出發(fā)設(shè)計循環(huán)經(jīng)濟項目技術(shù)的缺失;二是工業(yè)高鹽水經(jīng)處理后的高濃縮鹽水仍有形成新的環(huán)境污染風險且造成資源的浪費。三是未能實現(xiàn)綜合可再生資源基礎(chǔ)上的淡水、粗鹽回收并同時生產(chǎn)電能的循環(huán)經(jīng)濟模式下水、電、鹽系列產(chǎn)品開發(fā)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上現(xiàn)有技術(shù)之不足,提供一種熱能與自然冷能相結(jié)合的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)裝置。
本發(fā)明按照下述方案實現(xiàn)
一種熱能與自然冷能相結(jié)合的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)裝置,包括塔式太陽能集熱裝置、工業(yè)余熱回收裝置、換熱裝置、帶發(fā)電機的汽輪機、鹽水閃蒸裝置、鹽水冷凍濃縮裝置,用于驅(qū)動汽輪機和鹽水閃蒸裝置的熱能來自兩部分太陽能集熱裝置的熱能和工業(yè)余熱回收的熱能;塔式太陽能集熱裝置所獲的太陽能直接加熱儲熱介質(zhì),儲熱介質(zhì)通過高溫熔鹽貯槽和低溫熔鹽貯槽形成熱循環(huán)回路,并通過換熱裝置與驅(qū)動汽輪機的水介質(zhì)進行熱交換;工業(yè)余熱回收裝置通過熱交換器產(chǎn)生的熱水介質(zhì)一部分用于鹽水閃蒸裝置加熱,另一部分與汽輪機加熱管路耦合;高鹽水通過鹽水閃蒸裝置回收淡水,淡水入淡水貯槽,濃縮鹽水通過鹽水冷凍濃縮裝置冷凍結(jié)冰,將高濃鹽水和冰分離,獲得淡水;
所述塔式太陽能集熱裝置由定日鏡群、光熱轉(zhuǎn)換器、高低溫熔鹽貯槽、熔鹽循環(huán)泵及相應(yīng)組件構(gòu)成,熔鹽通過高溫換熱器間接加熱熱能循環(huán)系統(tǒng)工質(zhì);
所述鹽水閃蒸裝置至少有兩級,在第一級,通過真空泵使閃蒸裝置內(nèi)處于負壓狀態(tài),進入閃蒸罐的高鹽水部分瞬間汽化,未汽化的濃縮液從底部排入下一級;被抽走的蒸汽作為第二級的預(yù)熱熱源,冷卻后收入淡水貯槽;
所述鹽水冷凍濃縮裝置包括至少兩個串聯(lián)的冷凍濃縮池,相鄰兩池底部之間通過泵連接。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點塔式太陽能系統(tǒng)提供的高品質(zhì)熱量用于發(fā)電系統(tǒng),發(fā)電系統(tǒng)排出的低品質(zhì)熱量與企業(yè)排放的工業(yè)余熱耦合用于熱能高鹽水處理(淡/鹽水分離)和制鹽工藝,并用本裝置生產(chǎn)的部分淡水補充發(fā)電系統(tǒng)所需水量;熱能高鹽水處理系統(tǒng)排出的高濃縮鹽水進入系列冷能高鹽水處理系統(tǒng),在冬季利用自然冷源逐級冷凍方法進一步實施淡/鹽水分離,并將超高濃縮鹽水采取傳統(tǒng)的方法制鹽,生產(chǎn)回收鹽類產(chǎn)品。
整個工藝使用低品位能源,并且容易獲得,兩種能源配合使用解決了單一能源帶來的局限性,通過逐級冷凍進一步得到淡水,收集從濃縮液中析出的粗鹽。


圖1為本發(fā)明裝置示意圖中1_塔式太陽能集熱裝置;2_高溫熔鹽貯槽;3_低溫熔鹽貯槽;4、6_換熱裝置;5_帶發(fā)電機的汽輪機;7、9-鹽水閃蒸裝置;8_淡水貯槽;10、11-冷凍濃縮池;12_制鹽系統(tǒng);13_定日鏡;14、15、16-閥。箭頭表不介質(zhì)運行方向。
具體實施方式
如圖1所示,一種熱能與自然冷能相結(jié)合的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)裝置,包括塔式太陽能集熱裝置(I)、工業(yè)余熱回收裝置、換熱裝置(4)、¢)、帶發(fā)電機的汽輪機(5)、鹽水閃蒸裝置(7)、(9)、鹽水冷凍濃縮裝置(10),用于驅(qū)動汽輪機和鹽水閃蒸裝置的熱能來自兩部分 太陽能集熱裝置的熱能和工業(yè)余熱回收的熱能;塔式太陽能集熱裝置所獲的太陽能直接加熱儲熱介質(zhì),儲熱介質(zhì)通過高溫熔鹽貯槽(2)和低溫熔鹽貯槽(3)形成熱循環(huán)回路,并通過換熱裝置(4)與驅(qū)動汽輪機的水介質(zhì)進行熱交換;工業(yè)余熱回收裝置通過熱交換器(6)產(chǎn)生的熱水介質(zhì)一部分用于鹽水閃蒸裝置(7)加熱,另一部分與汽輪機加熱管路耦合;高鹽水通過鹽水閃蒸裝置(7)、(9)回收淡水,淡水入淡水貯槽(8),濃縮鹽水通過鹽水冷凍濃縮裝 置(10)冷凍結(jié)冰,將高濃鹽水和冰分離,獲得淡水。
定日鏡群(13)的光斑投射到塔式太陽能裝置⑴上的光熱轉(zhuǎn)換器上,通過熔鹽把熱量帶到高溫熔鹽貯槽(2)中,通過與外界熱量交換后的熱工質(zhì)進入低溫熔鹽貯槽(3)中, 調(diào)節(jié)熔鹽流量通過動力閥(15)來實現(xiàn)。塔式太陽能集熱裝置的高品質(zhì)熱能用于帶發(fā)電機的汽輪機(5),發(fā)電系統(tǒng)的低品位余熱結(jié)合工業(yè)余熱作用于鹽水閃蒸裝置(7)、(9)處理高鹽水,經(jīng)過處理得到的淡水排入淡水貯槽(8)中,生產(chǎn)的一部分淡水用于發(fā)電系統(tǒng)。經(jīng)過濃縮后的高鹽水進入逐級冷凍濃縮池(10)、(11),在外界冰點以下的環(huán)境下結(jié)晶析出部分淡水,最后的濃縮液經(jīng)過制鹽系統(tǒng)(12)得到粗鹽。
鹽水閃蒸裝置至少有兩級,在第一級,通過真空泵使閃蒸裝置內(nèi)處于負壓狀態(tài),進入閃蒸罐的高鹽水部分瞬間汽化,未汽化的濃縮液從底部排入下一級;被抽走的蒸汽作為第二級的預(yù)熱熱源,冷卻后收入淡水貯槽(8)。
收集從閃蒸系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮液到冷凍池中,冬季利用自然冷能逐級冷凍,當?shù)谝患壚鋬龀乇砻姹鶎舆_到規(guī)定的厚度時,通過離心泵使底部的濃縮液輸送至第二級濃縮冷凍池,再進行第二級冷凍濃縮達到規(guī)定的條件時將濃縮液抽走,得到的冰晶儲存冷凍池中,溶化后即為淡化后的淡水,最后把經(jīng)過逐級冷凍后得到的濃縮液通過制鹽系統(tǒng),提取粗鹽。
權(quán)利要求
1.一種熱能與自然冷能相結(jié)合的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)裝置,包括塔式太陽能集熱裝置(I)、工業(yè)余熱回收裝置、換熱裝置(4)、¢)、帶發(fā)電機的汽輪機(5)、鹽水閃蒸裝置(7)、(9)、鹽水冷凍濃縮裝置(10),其特征在于用于驅(qū)動汽輪機和鹽水閃蒸裝置的熱能來自兩部分太陽能集熱裝置的熱能和工業(yè)余熱回收的熱能;塔式太陽能集熱裝置所獲的太陽能直接加熱儲熱介質(zhì),儲熱介質(zhì)通過高溫熔鹽貯槽(2)和低溫熔鹽貯槽(3)形成熱循環(huán)回路,并通過換熱裝置(4)與驅(qū)動汽輪機的水介質(zhì)進行熱交換;工業(yè)余熱回收裝置通過熱交換器(6)產(chǎn)生的熱水介質(zhì)一部分用于鹽水閃蒸裝置(7)加熱,另一部分與汽輪機加熱管路耦合;高鹽水通過鹽水閃蒸裝置(7)、(9)回收淡水,淡水入淡水貯槽(8),濃縮鹽水通過鹽水冷凍濃縮裝置(10)冷凍結(jié)冰,將高濃鹽水和冰分離,獲得淡水。
2.如權(quán)利要求1所述的熱能與自然冷能相結(jié)合的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)裝置,其特征在于上述塔式太陽能集熱裝置(I)由定日鏡群(13)、光熱轉(zhuǎn)換器、高低溫熔鹽貯槽(2)、(3)、熔鹽循環(huán)泵及相應(yīng)組件構(gòu)成,熔鹽通過高溫換熱器(4)間接加熱熱能循環(huán)系統(tǒng)工質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1所述的熱能與自然冷能相結(jié)合的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)裝置,其特征在于上述鹽水閃蒸裝置至少有兩級,在第一級,通過真空泵使閃蒸裝置內(nèi)處于負壓狀態(tài),進入閃蒸罐的高鹽水部分瞬間汽化,未汽化的濃縮液從底部排入下一級;被抽走的蒸汽作為第二級的預(yù)熱熱源,冷卻后收入淡水貯槽(8)。
4.如權(quán)利要求1所述的熱能與自然冷能相結(jié)合的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)裝置,其特征在于所述鹽水冷凍濃縮裝置(10)包括至少兩個串聯(lián)的冷凍濃縮池,相鄰兩池底部之間通過泵連接。
全文摘要
一種熱能與自然冷能相結(jié)合的水、電、鹽聯(lián)產(chǎn)裝置,包括塔式太陽能集熱裝置(1)、工業(yè)余熱回收裝置、換熱裝置(4)、(6)、帶發(fā)電機的汽輪機(5)、鹽水閃蒸裝置(7)、(9)、鹽水冷凍濃縮裝置(10),塔式太陽能集熱裝置所獲太陽能直接加熱儲熱介質(zhì),儲熱介質(zhì)通過高溫熔鹽貯槽(2)和低溫熔鹽貯槽(3)形成熱循環(huán)回路,并通過換熱裝置(4)與驅(qū)動汽輪機的水介質(zhì)進行熱交換;工業(yè)余熱回收裝置通過熱交換器(6)產(chǎn)生的熱水介質(zhì)部分用于鹽水閃蒸裝置(7)加熱,另一部分與汽輪機加熱管路耦合;高鹽水通過鹽水閃蒸裝置(7)、(9)回收淡水,淡水入淡水貯槽(8),濃縮鹽水通過鹽水冷凍濃縮裝置(10)冷凍結(jié)冰后分離,獲得淡水。
文檔編號C02F1/06GK103016074SQ201210458808
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者王濤明, 楊會軍, 鎖興亞, 牛震宇, 馬貴鵬, 劉曉光, 汪騰飛, 王澤華 申請人:寧夏光合能源科技有限公司, 寧夏大學(xué), 寧夏三新熱超導(dǎo)技術(shù)有限公司
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