专利名称：热能与自然冷能相结合的水、电、盐联产装置的制作方法
热能与自然冷能相结合的水、电、盐联产装置技术领域
本发明属于可再生能源、工业余热和工业高盐水等废弃物回收综合利用等技术领域，主要涉及太阳能集热发电、工业余热以及自然冷能等可再生的清洁能源组合供热、供冷，及其支撑下的水、电、盐联产装置，特别是一种热能与自然冷能相结合的水、电、盐联产>J-U ρ α装直。
背景技术：
大力发展新能源、可再生能源和工业废弃物的回收利用已成为当今社会与经济可持续发展的重要内容。以循环经济为理念，从系统工程的角度出发，提出一套以可再生能源、工业废弃回收利用为架构支撑的综合循环的清洁的工业生产体系，对于当代社会、经济可持续发展模型的阶段提升具有重大意义。
在现有技术中，只是单独的使用一项利用可再生能源或工业排放的余热进行工业排放的高盐水处理以及用自然冷能进行工业排放的高盐水处理。存在的问题一是存在从系统工程角度出发设计循环经济项目技术的缺失；二是工业高盐水经处理后的高浓缩盐水仍有形成新的环境污染风险且造成资源的浪费。三是未能实现综合可再生资源基础上的淡水、粗盐回收并同时生产电能的循环经济模式下水、电、盐系列产品开发。
发明内容
本发明的目的是克服上现有技术之不足，提供一种热能与自然冷能相结合的水、电、盐联产装置。
本发明按照下述方案实现
一种热能与自然冷能相结合的水、电、盐联产装置，包括塔式太阳能集热装置、工业余热回收装置、换热装置、带发电机的汽轮机、盐水闪蒸装置、盐水冷冻浓缩装置，用于驱动汽轮机和盐水闪蒸装置的热能来自两部分太阳能集热装置的热能和工业余热回收的热能；塔式太阳能集热装置所获的太阳能直接加热储热介质，储热介质通过高温熔盐贮槽和低温熔盐贮槽形成热循环回路，并通过换热装置与驱动汽轮机的水介质进行热交换；工业余热回收装置通过热交换器产生的热水介质一部分用于盐水闪蒸装置加热，另一部分与汽轮机加热管路耦合；高盐水通过盐水闪蒸装置回收淡水，淡水入淡水贮槽，浓缩盐水通过盐水冷冻浓缩装置冷冻结冰，将高浓盐水和冰分离，获得淡水；
所述塔式太阳能集热装置由定日镜群、光热转换器、高低温熔盐贮槽、熔盐循环泵及相应组件构成，熔盐通过高温换热器间接加热热能循环系统工质；
所述盐水闪蒸装置至少有两级，在第一级，通过真空泵使闪蒸装置内处于负压状态，进入闪蒸罐的高盐水部分瞬间汽化，未汽化的浓缩液从底部排入下一级；被抽走的蒸汽作为第二级的预热热源，冷却后收入淡水贮槽；
所述盐水冷冻浓缩装置包括至少两个串联的冷冻浓缩池，相邻两池底部之间通过泵连接。
本发明具有以下优点塔式太阳能系统提供的高品质热量用于发电系统，发电系统排出的低品质热量与企业排放的工业余热耦合用于热能高盐水处理(淡/盐水分离)和制盐工艺，并用本装置生产的部分淡水补充发电系统所需水量；热能高盐水处理系统排出的高浓缩盐水进入系列冷能高盐水处理系统，在冬季利用自然冷源逐级冷冻方法进一步实施淡/盐水分离，并将超高浓缩盐水采取传统的方法制盐，生产回收盐类产品。
整个工艺使用低品位能源，并且容易获得，两种能源配合使用解决了单一能源带来的局限性，通过逐级冷冻进一步得到淡水，收集从浓缩液中析出的粗盐。
图1为本发明装置示意图中1_塔式太阳能集热装置；2_高温熔盐贮槽；3_低温熔盐贮槽；4、6_换热装置；5_带发电机的汽轮机；7、9-盐水闪蒸装置；8_淡水贮槽；10、11-冷冻浓缩池；12_制盐系统；13_定日镜；14、15、16-阀。箭头表不介质运行方向。
具体实施方式
如图1所示，一种热能与自然冷能相结合的水、电、盐联产装置，包括塔式太阳能集热装置(I)、工业余热回收装置、换热装置(4)、￠)、带发电机的汽轮机(5)、盐水闪蒸装置(7)、(9)、盐水冷冻浓缩装置(10)，用于驱动汽轮机和盐水闪蒸装置的热能来自两部分 太阳能集热装置的热能和工业余热回收的热能；塔式太阳能集热装置所获的太阳能直接加热储热介质，储热介质通过高温熔盐贮槽(2)和低温熔盐贮槽(3)形成热循环回路，并通过换热装置(4)与驱动汽轮机的水介质进行热交换；工业余热回收装置通过热交换器(6)产生的热水介质一部分用于盐水闪蒸装置(7)加热，另一部分与汽轮机加热管路耦合；高盐水通过盐水闪蒸装置(7)、(9)回收淡水，淡水入淡水贮槽(8)，浓缩盐水通过盐水冷冻浓缩装 置(10)冷冻结冰，将高浓盐水和冰分离，获得淡水。
定日镜群(13)的光斑投射到塔式太阳能装置⑴上的光热转换器上，通过熔盐把热量带到高温熔盐贮槽(2)中，通过与外界热量交换后的热工质进入低温熔盐贮槽(3)中， 调节熔盐流量通过动力阀(15)来实现。塔式太阳能集热装置的高品质热能用于带发电机的汽轮机(5)，发电系统的低品位余热结合工业余热作用于盐水闪蒸装置(7)、(9)处理高盐水，经过处理得到的淡水排入淡水贮槽(8)中，生产的一部分淡水用于发电系统。经过浓缩后的高盐水进入逐级冷冻浓缩池(10)、(11)，在外界冰点以下的环境下结晶析出部分淡水，最后的浓缩液经过制盐系统(12)得到粗盐。
盐水闪蒸装置至少有两级，在第一级，通过真空泵使闪蒸装置内处于负压状态，进入闪蒸罐的高盐水部分瞬间汽化，未汽化的浓缩液从底部排入下一级；被抽走的蒸汽作为第二级的预热热源，冷却后收入淡水贮槽(8)。
收集从闪蒸系统产生的浓缩液到冷冻池中，冬季利用自然冷能逐级冷冻，当第一级冷冻池表面冰层达到规定的厚度时，通过离心泵使底部的浓缩液输送至第二级浓缩冷冻池，再进行第二级冷冻浓缩达到规定的条件时将浓缩液抽走，得到的冰晶储存冷冻池中，溶化后即为淡化后的淡水，最后把经过逐级冷冻后得到的浓缩液通过制盐系统，提取粗盐。
权利要求
1.一种热能与自然冷能相结合的水、电、盐联产装置，包括塔式太阳能集热装置(I)、工业余热回收装置、换热装置(4)、￠)、带发电机的汽轮机(5)、盐水闪蒸装置(7)、(9)、盐水冷冻浓缩装置(10)，其特征在于用于驱动汽轮机和盐水闪蒸装置的热能来自两部分太阳能集热装置的热能和工业余热回收的热能；塔式太阳能集热装置所获的太阳能直接加热储热介质，储热介质通过高温熔盐贮槽(2)和低温熔盐贮槽(3)形成热循环回路，并通过换热装置(4)与驱动汽轮机的水介质进行热交换；工业余热回收装置通过热交换器(6)产生的热水介质一部分用于盐水闪蒸装置(7)加热，另一部分与汽轮机加热管路耦合；高盐水通过盐水闪蒸装置(7)、(9)回收淡水，淡水入淡水贮槽(8)，浓缩盐水通过盐水冷冻浓缩装置(10)冷冻结冰，将高浓盐水和冰分离，获得淡水。
2.如权利要求1所述的热能与自然冷能相结合的水、电、盐联产装置，其特征在于上述塔式太阳能集热装置(I)由定日镜群(13)、光热转换器、高低温熔盐贮槽(2)、(3)、熔盐循环泵及相应组件构成，熔盐通过高温换热器(4)间接加热热能循环系统工质。
3.如权利要求1所述的热能与自然冷能相结合的水、电、盐联产装置，其特征在于上述盐水闪蒸装置至少有两级，在第一级，通过真空泵使闪蒸装置内处于负压状态，进入闪蒸罐的高盐水部分瞬间汽化，未汽化的浓缩液从底部排入下一级；被抽走的蒸汽作为第二级的预热热源，冷却后收入淡水贮槽(8)。
4.如权利要求1所述的热能与自然冷能相结合的水、电、盐联产装置，其特征在于所述盐水冷冻浓缩装置(10)包括至少两个串联的冷冻浓缩池，相邻两池底部之间通过泵连接。
全文摘要
一种热能与自然冷能相结合的水、电、盐联产装置，包括塔式太阳能集热装置(1)、工业余热回收装置、换热装置(4)、(6)、带发电机的汽轮机(5)、盐水闪蒸装置(7)、(9)、盐水冷冻浓缩装置(10)，塔式太阳能集热装置所获太阳能直接加热储热介质，储热介质通过高温熔盐贮槽(2)和低温熔盐贮槽(3)形成热循环回路，并通过换热装置(4)与驱动汽轮机的水介质进行热交换；工业余热回收装置通过热交换器(6)产生的热水介质部分用于盐水闪蒸装置(7)加热，另一部分与汽轮机加热管路耦合；高盐水通过盐水闪蒸装置(7)、(9)回收淡水，淡水入淡水贮槽(8)，浓缩盐水通过盐水冷冻浓缩装置(10)冷冻结冰后分离，获得淡水。
文档编号C02F1/06GK103016074SQ201210458808
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者王涛明, 杨会军, 锁兴亚, 牛震宇, 马贵鹏, 刘晓光, 汪腾飞, 王泽华 申请人:宁夏光合能源科技有限公司, 宁夏大学, 宁夏三新热超导技术有限公司