[發(fā)明專利]一種電水聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410031259.2
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103775150A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牟大同
• 申請（專利權(quán)）人: 牟大同
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K17/04;C02F1/16;C02F1/04;C02F1/02
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火力發(fā)電技術(shù)和鹽水淡化技術(shù)，尤其涉及一種電水聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

如圖1所示，在現(xiàn)有火力發(fā)電技術(shù)中，燃料在鍋爐中燃燒將水加熱為過熱蒸汽，過熱蒸汽驅(qū)動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，過熱蒸汽釋放熱勢能做功后成為乏汽，乏汽傳至凝汽器中釋放熱能后生成凝結(jié)水，凝結(jié)水經(jīng)低壓加熱器加熱、除氧器除氧和高壓加熱器加熱后傳至鍋爐，并再次被鍋爐加熱為過熱蒸汽用于做功，從而形成汽水循環(huán)而持續(xù)發(fā)電，該過程中燃料的化學(xué)能約40%轉(zhuǎn)為電能，9%成為生產(chǎn)損耗，6%成為鍋爐排煙熱損失、45%成為凝汽器向環(huán)境排放乏汽的熱能而形成的冷端熱損失，這些熱損失造成了大量能源浪費。另外，該過程中還需要不斷向除氧器補充通過化學(xué)除鹽而制取的鍋爐補給水，成本高且設(shè)備復(fù)雜。

現(xiàn)有鹽水淡化技術(shù)主要包括蒸餾法、電滲析法和反滲透法，這些方法能耗大且成本高，并且在蒸餾法中，為了避免設(shè)備結(jié)垢不能采用高溫蒸餾法，而只能采用低溫多效法、多級閃蒸法等低溫蒸餾法，產(chǎn)水效率低。

因此，本發(fā)明針對上述火力發(fā)電和鹽水淡化中存在的問題，提出了一種電水聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電水聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及方法，以提高火力發(fā)電和鹽水水淡化的效率。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種電水聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括除垢器、混合式換熱器、余熱發(fā)電機和火力發(fā)電裝置；

所述除垢器，其用于通過乏汽加熱鹽水，使鹽水中的鈣鎂化合物快速結(jié)晶析出為鈣鎂水垢，再通過過濾獲得除垢水并將除垢水傳至所述混合式換熱器，并去除鈣鎂水垢；

所述混合式換熱器，其用于通過乏汽高溫蒸溜除垢水，生成飽和蒸汽和濃鹽水，并將飽和蒸汽傳至所述余熱發(fā)電機，且排出濃鹽水；

所述余熱發(fā)電機，其用于將飽和蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為電能，再將飽和蒸汽釋放熱能后生成的凝結(jié)水分為兩部分，一部分傳至所述火力發(fā)電裝置，另一部分作為淡水輸出；

所述火力發(fā)電裝置，其用于加熱凝結(jié)水生成過熱蒸汽，并將過熱蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為電能，再將過熱蒸汽釋放熱能后生成的乏汽分別傳至所述除垢器和混合式換熱器。

采用上述系統(tǒng)的有益效果是：利用高溫除垢和高溫蒸餾提高了鹽水淡化的效率，并降低了鹽水淡化的能耗和成本，利用余熱發(fā)電提高了火力發(fā)電的熱效率，并降低了火力發(fā)電的用水、能耗和成本。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述電水聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還可以做如下改進：

進一步，所述除垢器為壓力容器，其令乏汽與鹽水混合，并進行傳熱和傳質(zhì)，使鹽水升溫至120℃或120℃以上，從而使鹽水中的鈣鎂化合物快速結(jié)晶析出為鈣鎂水垢。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過高溫除垢使后續(xù)高溫蒸餾中避免了結(jié)垢。

進一步，所述除垢器采用超聲波法、干冰微粒噴射法、高壓水射流法、機械法和/或化學(xué)法去除鈣鎂水垢。

采用上述進一步方案的有益效果是：保證了除垢器正常運行。

進一步，所述混合式換熱器令乏汽與除垢水混合，并進行傳熱和傳質(zhì)，從而高溫蒸溜除垢水。

采用上述進一步方案的有益效果是：混合式換熱和高溫蒸餾，提高了鹽水淡化的效率。

進一步，所述余熱發(fā)電機將飽和蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為電能具體包括：所述余熱發(fā)電機中有制冷劑或低熔點金屬，制冷劑或低熔點金屬吸收飽和蒸汽的熱能后膨脹、揮發(fā)和/或暴沸而形成勢能，所述余熱發(fā)電機先將該勢能轉(zhuǎn)換為機械能，再將機械能轉(zhuǎn)換為電能。

采用上述進一步方案的有益效果是：根據(jù)已有的將熱能轉(zhuǎn)換為機械能的技術(shù)（參見美國專利No.2,402,463），將乏汽的熱能高效轉(zhuǎn)換為機械能，再轉(zhuǎn)換為電能，實現(xiàn)了高效率的余熱發(fā)電。

進一步，所述電水聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中還能設(shè)置凝汽器，用于令飽和蒸汽釋放熱能后生成凝結(jié)水。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過火力發(fā)電裝置中的凝汽器令飽和蒸汽生成凝結(jié)水，成本低且效率高。

進一步，所述鹽水包括海水、苦咸水、微咸水、劣質(zhì)水、工業(yè)廢水和/或生活污水；

進一步，所述除垢器采用壓力反應(yīng)釜；所述混合式換熱器采用冷卻塔、氣體洗滌塔/噴淋室、噴射式熱交換器或混合式冷凝器；所述火力發(fā)電裝置包括低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器、鍋爐、汽輪機和發(fā)電機，其采用本領(lǐng)域常用火力發(fā)電裝置即可，如圖1所示，即示意有一種火力發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)。

進一步，所述電水聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)制取的淡水能用作所述火力發(fā)電裝置的鍋爐補給水。

采用上述進一步方案的有益效果是：與化學(xué)除鹽制取鍋爐補給水相比，成本低且水質(zhì)更好。