[發明專利]海水淡化和廢水凈化的發電裝置

無效

• 申請號: 85106310.1
• 申請日: 1985-08-15
• 公開（公告）號: CN1012690B
• 公開（公告）日: 1991-05-29
• 發明（設計）人: 劉幸生
• 申請（專利權）人: 劉幸生
• 主分類號: E02B9/00
• 分類號: E02B9/00;F22B3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及的是利用低溫24℃以上的海水或廢水的熱能產生蒸氣，推動渦輪發電機轉動發電并將該蒸氣冷卻成淡水，并能回收或提煉海水（廢水）中的所含各種礦物的技術。能廉價發電、淡化海水、凈化廢水，并回收或提煉各種礦物。

美國的OTEC熱力工廠正在研究利用海水溫差發電的裝置。其原理是：利用海洋表層24～27℃的溫暖海水對沸點很低的液體（如氨、丙烷）加熱，使之汽化;其體積和壓強隨之增大，從而推動渦輪機葉片。通過渦輪機的氣態氨（或丙烷）再在低溫海水中冷卻，凝成液體，體積變小。管內壓強減小。從而不斷汽化的氨（或丙烷）則可以推動渦輪機連續作動，并帶動發電機發電。它所用的低溫海水是從1200米的深海處抽取。但這種方法僅局限于利用海水的溫差發電，不能進行海水蒸餾和淡化，且這種沸點低的液體在管道中形成復雜的回路。一旦回路漏氣，將會給環境和整個設備帶來不可設想的后果。另一方面，由于金屬管道長期浸在海水內，管子上會長出許多有機體，比如粘液和藤壺類的甲殼動物。這樣便會降低金屬管的熱交換作用。根據《知識就是力量》1984年第10期上《一舉兩得的發電裝置》報導，為了解決這些問題，最近美國專家正在研究利用24～27℃的海水取代氨這一類的低沸點的工作介質。其設想是在水溫24～27℃的海面上建造一個大圓筒，設法使圓筒內形成真空。那么，24℃以上的海水在這筒內可以沸騰而產生大量的蒸氣。利用該水蒸氣推動渦輪機作功并帶動發電。在渦輪機的尾部再用真空泵抽真空。這樣，便保證了水蒸氣能不斷地推動渦輪機作功。同時，除由真空泵抽走的水蒸氣外，其余均經熱交換器被冷凝成淡水。這一技術的缺點主要在于在汽輪機發電的同時，抽取深層冷水需要動力，把表層熱水送進蒸發器也需要動力，特別是蒸發器內真空度的形成和維持，都靠真空泵不停地工作，則消耗動力更大。所以它雖開發了新能源-利用表面24～27℃海水制取蒸氣，推動渦輪發電機發電，但投入太多而實際效益不高;雖能生產出淡水，但為了使海水不斷沸騰，必須隨時抽出真空室內的蒸氣，浪費很大。

在收集海水中的各種礦物方面，蘇聯已研制出一種新裝置。其主要原理是大量地抽取海水，用不同的吸附劑吸附不同的礦物，以提高被吸附礦物的濃度，從而收集之。

本發明的目的是設計一種既不需要低沸點的工作介質，也不需要真空泵抽真空，且能自動地匯集和利用24℃以上的海水（廢水）發電，同時淡化海水，凈化廢水，并收集海水（廢水）中各種礦物的裝置。即最經濟地（只需投入灌引水和抽取冷卻水或啟用制冷設備的功率）開發低溫能源和淡水源，以緩解當今世界能源緊張，污染嚴重，淡水奇缺之局勢。這種裝置同時還能專用于廢水的凈化和處理。

為達到上述目的，本發明采取了如下措施：利用水在低壓的條件下其沸點變低的現象及托里拆利真空原理，把能源激發器、汽輪機、熱交換器、蒸餾水收發器串聯成一個完整的真空容器。這個真空是兩個托里拆利真空的巧妙結合。即真空裝置--低溫（24～27℃）能源激發器，低溫（24～27℃）蒸餾器，即凡是用24℃以上海水（廢水）都能在能源激發器的作用下源源不斷地自動進入能源激發器內沸騰產生蒸氣推動汽輪發電機發電，該蒸氣后又經熱交換器冷凝成蒸餾水。整個過程全在該真空中進行和完成。又由于進入能源激發器內的海水（廢水）不斷蒸發，溫度降低，濃縮加快，比重增大，往下沉，在通過底部的各種礦物吸附裝置時，所含的各種礦物被吸附和收集。同樣，設置在熱交換器的排水管內的吸附和收集裝置，也可以大量地吸附和收集各種礦物。故能同時實現利用低溫能源24℃以上的海水（廢水）發電和制取蒸餾水并收集海水（廢水）中的各種礦物等目的。