[發明專利]海水發電的綜合利用工藝和裝置

有效

• 申請號: 201310649452.8
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103626250A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 趙祈涵
• 申請（專利權）人: 天津濱瀚海水淡化有限公司
• 主分類號: C02F1/16
• 分類號: C02F1/16;C02F103/08
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術領域

本發明涉及一種新型的海水發電的綜合利用工藝和裝置。具體說，以海水為原料，采用自主研發的成熟提鈣技術，去除海水中的鈣離子，再采用自主研發的蒸汽發生器（以天然氣、煤炭、風能、太陽能等為能源）對海水進行蒸發。產生的0.8~1.0MPa蒸汽，供發電機發電，發電后余熱蒸汽壓力0.1~0.2?Mpa，供海水淡化。蒸汽發生器產155-?165℃濃鹽水通過濃鹽水蒸發器蒸發，產生0.1~0.2?Mpa的低壓蒸汽，繼續供海水淡化使用。整套裝置產生的高濃鹽水直接進行綜合利用，該技術將為電廠提供低成本、零排放、高附加值副產品的發電模式。

背景技術

燃煤發電作為我國最傳統、規模最大的發電方式，近年來其弊端和不足之處得以充分暴露：煤炭燃燒排放的CO2、SO2、NOX等氣體不斷增長，使得我國環境不斷惡化；粉塵污染對人們的生活及植物的生長造成不良影響；PM2.5污染的頻發與煤炭消耗量的增長也有直接關系，這些現象使得發電行業“以氣代煤”的呼聲越來越高。天然氣作為清潔能源，燃燒后無廢渣、廢水產生。而且相較煤炭、石油等能源有使用安全、熱值高、潔凈等優勢。但不論是燃煤還是燃氣，火力發電都是通過水體受熱產生蒸汽從而推動汽輪機轉動開始發電，此過程需消耗大量的循環冷卻水、工業冷卻水和化學補充水。而我國又是一個人均水資源相對匱乏的國家(人均2200m³/年)，只相當于世界人均占有水資源的1/4，預測到2030年人均用水量將接近世界用水的緊張線(1700m³/年)，全國需水量已接近可利用水量的極限。“節能、環保、節水”已成為21世紀中國發電的主題，因此，在保證電力供應的前提下，最大限度的節約水資源及能源的發電技術的研發勢在必行。

目前國家要求新建電廠必須自己解決水源，面對水資源短缺的局面，電廠一方面采用海水作為冷卻水，另一方面通過建設海水淡化廠解決鍋爐補給水，海水淡化成了新建電廠必須配套的建設項目。然而淡化投資和淡水成本較高，淡化后濃鹽水的處理尚無成熟技術，成為制約海水淡化發展的瓶頸；燃煤發電已成為國家限制發展的產業，燃氣發電替代燃煤發電已成為發展趨勢，然而燃氣發電的高成本需要政府付出高額的補貼，尚不能按照市場機制運行，如能使燃氣發電和海水淡化結合，采用天然氣對海水蒸發，產生蒸汽推動發電機發電，發電后余熱低壓蒸汽供海水淡化，不但可以將天然氣熱能充分利用，而且節省大量水資源，且可與海水綜合利用技術緊密銜接，最終實現零排放，極大節省發電投資和運行成本，使燃氣發電不再依靠政府補貼，靠市場機制運行。目前國內外尚無任何海水發電的成功案例，開發海水發電技術，將極大地降低投資和運行成本，將會使惠及民生的電價得到大幅度降低，將產生極大的經濟效益和社會效益。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型的海水發電的綜合利用工藝和裝置。以海水為原料，去除海水中的鈣離子，再采用蒸汽發生器（以天然氣、煤炭、風能、太陽能等為能源）對海水進行蒸發，產生蒸汽，供螺桿膨脹動力機發電。發電后余熱蒸汽供海水淡化使用。蒸汽發生器產濃鹽水通過濃鹽水蒸發器蒸發，繼續供海水淡化使用。整套裝置產生的高濃鹽水直接進行綜合利用，使海水發電、淡化、鹽化工三大高耗能企業緊密結合，能量合理利用，實現三大行業整體循環經濟零排放。

本發明提供的海水發電的綜合利用工藝包括的步驟：

1）在蒸汽發生器中以天然氣燃燒產生的高溫煙氣為熱源，以除鈣后海水為原料，對除鈣后海水進行直接蒸發；

2）經蒸汽發生器蒸發產生的蒸汽進入發電系統，蒸汽供發電機進行發電，產生電能；

3）海水經蒸汽發生器蒸發后產生的濃鹽水進入濃鹽水多效蒸發器，經濃鹽水多效蒸發器蒸發后產生淡水，低壓蒸汽及高濃鹽水；

4）發電后產生的余熱低壓蒸汽和濃鹽水多效蒸發器產生的低壓蒸汽進入熱法海水淡化系統進行海水淡化，產生淡水、冷凝水及高濃鹽水；

5）步驟3）和步驟4）產生的高濃鹽水直接供綜合利用。

步驟1）所述的除鈣海水中鈣離子的濃度小于50mg/l。

步驟1）所述的高溫煙氣的溫度為650～800℃。

步驟1）所述的蒸汽發生器的換熱面積需通過熱量衡算進行計算。

步驟2）所述的蒸汽發生器產生蒸汽壓力為0.8~1.0MPa，溫度為160~175℃。

步驟2）所述的發電機發電量依據蒸汽量確定。

步驟3）所述的濃鹽水溫度為155~165℃，濃度為：60000~65000mg/l。

步驟3）所述的低壓蒸汽的壓力為0.1~?0.2?MPa。