[發明專利]一種膜式熱滲透發電和液體除濕集成系統

有效

• 申請號: 202010188301.7
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111412555B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 閆軍威;楊宇;周璇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F24F3/14
• 分類號: F24F3/14;F25B41/00;F25B39/00;F01K27/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 謝靜娜

本發明公開了一種膜式熱滲透發電和液體除濕集成系統，系統包括除濕模塊、再生模塊、供冷模塊和發電模塊；所述除濕模塊用于利用除濕液進行除濕；所述再生模塊用于將除濕模塊中的低濃度除濕液再生成為高濃度的除濕液，并重新提供給除濕模塊；所述供冷模塊用于對除濕模塊供冷，并用于對再生模塊供熱；所述發電模塊用于利用再生模塊中的余熱進行發電；所述供冷模塊分別與除濕模塊和再生模塊連接，除濕模塊與再生模塊連接，發電模塊與再生模塊連接。本發明兼具了除濕和低溫發電的功能，其系統能源利用率高，提高了余熱利用效率。

技術領域

本發明涉及空氣濕度控制領域和低溫發電領域，具體涉及一種膜式熱滲透發電和液體除濕集成系統。

背景技術

在我國，空氣濕度一直是應該容易被忽視卻深刻影響著我們生活舒適的重要因素，尤其華南地區更加明顯。

空氣濕度是評價空氣質量的重要指標，其對人們的生活和工業生產有較大的影響。研究發現，最適合人體的相對濕度為40-60％，過高的空氣濕度會造成人產生不適感，誘發疾病，過高的空氣濕度還會導致建筑物內部某些病毒和細菌的大量繁殖，因此，必要時，需要對空氣進行除濕處理。

目前，常用的空氣除濕方法包括冷卻除濕、吸附除濕、吸收除濕和轉輪除濕。冷卻除濕是將濕空氣冷卻到露點溫度以下，使空氣中的水蒸氣冷凝后從空氣中脫除。該方法需將空氣降至露點溫度以下，除去水分后再升溫至送風狀態，能耗高。吸附除濕是利用某些固體吸附劑吸濕的方法來進行除濕。該方法的最大缺點是這些固體吸附劑再生困難，而且裝置復雜，設備的體積比較龐大，造價也高。吸收除濕是利用某些具有吸濕性的溶液來吸收空氣中的水分而達到除濕目的，除濕溶液再生容易，缺點是處理空氣與除濕溶液直接接觸，易引起空氣夾帶除濕溶液，進一步引起管道和設備的腐蝕。轉輪除濕主要由特殊陶瓷纖維載體和活性硅膠復合而成的蜂窩狀轉輪構成，除濕效率高，溫濕度控制范圍大，經配套組合使用處理后空氣露點可達-70℃以下，但缺點是價格非常昂貴。

上述除濕方法都存在一定的缺陷。而隨著膜材料的發展，基于膜除濕器的液體除濕技術也得到較快的發展。在這種膜除濕器內，使用了選擇透過膜將空氣和除濕液隔開，膜能防止除濕液的液滴進入處理空氣中，因此防止了傳統填料式液體除濕器中遇到的腐蝕性除濕液的液滴夾帶導致的嚴重危害，保證了空氣不受除濕液的污染，提高了空氣的品質。

同時，在現有的工業系統中，大量未開發的熱能以低于100℃的形式存在，余熱就是一個很好的例子，在美國，傳統發電廠和制造業每年的余熱損失都非常多，這引起了人們的重視，所以，許多人都在致力于解決余熱浪費的問題。

但是，盡管低溫熱量的豐富，從現有技術中提取這種熱量的能力仍然受到現有技術的限制。目前，人們開發了各種用于低檔熱動力發電的熱電化學系統，比如利用金屬絡合反應或與溫度相關的電子化學氧化還原反應進行低檔熱發電，然而，這些過程僅僅達到了小規模應用，他們的效率也通常被限制在低于2％的成本效率。此外，固態熱電器件已被用于低溫范圍，但材料的局限性導致效率低和成本效益低。

在這種情況下，熱滲透發電成為了一種有效的利用低溫熱能的手段。在熱滲透過程中，疏水膜利用溫度梯度驅動蒸汽，以克服液壓差，而蒸汽會流入低溫一側。由此產生的壓力流可用于驅動渦輪機，并在各種熱源溫度下發電，有效地將低溫熱能轉化為有用的功。

值得引起注意的是，在膜除濕系統中，也存在大量余熱，如果能夠將這部分余熱合理利用起來，會大大提高膜除濕系統中熱能的利用效率，防止浪費。目前，市場上還沒有一套集合除濕和熱滲透發電兩種功能的裝置。相關技術有待于進一步改進和完善。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種膜式熱滲透發電和液體除濕集成系統，提高除濕器中的低溫熱能利用效率，增強余熱的回收利用。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：