太阳能发电海水淡化综合一体化新工艺制造技术

本发明专利技术是一种太阳能发电海水淡化综合一体化新工艺，它是海水淡化和太阳能发电领域中的新型工艺。在太阳热能的作用下蒸发海水生产淡水，同时产生水蒸汽推动水轮机进行发电。由于它的投资及运行成本较低，可适应工业化规模生产，也可建成小型装置为家庭供应淡水和电力。将液体介质加热储存，夜间也可发电，使发电可以连续进行，为人类开发利用太阳能找到一条新路，既能缓解能源紧张、改善环境污染，同时解决了淡水不足的问题。由于此工艺可以在常压与低温(50℃以上)热源条件下正常运行发电，所以它可以利用干热岩这一新能源进行发电。 1

【技术实现步骤摘要】
太阳能发电海水淡化综合一体化新工艺
：本专利技术属于海水淡化领域蒸馏法(热法)中的一种新型生产工艺，也同样属于太阳能热发电领域。
技术介绍
：现有的海水淡化主要是蒸馏法和反渗透膜法，反渗透膜法对海水预处理要求高，蒸馏法相对来讲能耗较高，本专利技术是在利用太阳能在进行发电的同时将热能传递给海水，使海水得以蒸发，即得到清洁的电能，又得到纯度较高的淡水，并生产出干净的食盐，所以总体成本低廉，在我国沿海一带具有较高的实用价值。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于用更新颖的工艺原理及环保理念，更低的生产成本和投资来为人类更好地开发利用太阳能开辟一条新路径，即解决了日趋紧张的能源问题又解决了淡水不足的问题。本专利技术的目的是这样实现的，我们由三个小实验将本专利技术的工艺原理揭示说明。实验一，我们用图1这样一个下方带有旋塞1的玻璃U形管来做一个常识性的简单实验。实验步骤如下：1.先将U形管下方的旋塞1关闭2.往左侧竖管和右侧竖管分别注入同等高度的水3.打开旋塞1我们观察到U形管左右竖管中的水是不动的，两个液面仍然是同等高度，这是因为U形管两边在旋塞1处的压强是相等的，所以左右液面没有变化。实验二，我们把U形管中的水倒掉，再做下面的实验，实验步骤如下：1.先将U形管下方的旋塞1关闭2.向左侧竖管中注入水3.向右侧竖管中注入水银至左侧竖管中水的液面相同处4.打开旋塞1我们观察到两边管中的液体产生了流动，右侧竖管中的水银向左侧竖管流动，当两边液体流动到一定位置后便不再流动液面稳定在一个固定的位置。两边的液体之所以产生了流动是因为左右竖管中液体的密度不同，造成旋塞1点处两边压强不同而产生了压差，右侧竖管由于水银密度大而在旋塞1点压强大于左侧竖管的水在旋塞1点处的压强，从而右侧竖管的水银向左侧竖管流动，当液体流动到一定位置的时候，水银和水相交的地方压强相等，两边压力达到了新的平衡，所以液面又稳定不动了。这就使我们想到了如果我们能人为的造成左右竖管中这种不平衡一直存在下去，并将U形管上方也连通起来，那么管中的液体就会一直流动下去。本专利技术就是能够人为的破坏U形管中的平衡，让管中的液体一直流动，从而使水轮机带动发电机发电的。那么怎样才能使这种不平衡一直存在下去呢？我们再看一下第三个实验。实验三，图2是一个上部被连通起来的U形管，上方的联通部分要粗一些并在上部带有排气管3，在左侧竖管下方安装了一个进气管，由进气阀1控制气体流量，在2处安装一个小叶轮。实验部骤如下：1.先由进气阀1缓缓注入清水使水面达到两侧竖管管口处(两边液面高度相同)后关闭进气阀1，将1的进口接到微型气泵上，这时我们看到左右竖管的液面是稳定不动的。2.实验开始，打开微型气泵缓缓打开进气阀逐渐调整进气阀1，观察左侧竖管中汽泡量使左侧竖管中汽泡体积和水的体积相同并保持U形管上部连通部分有水流动，这时我们看到U形管下方2处小叶轮在不停地转动。由此证明了整个封闭的管道中水是由右侧竖管顺时针流过叶轮再进入左侧竖管然后流进上部的连通管，最后流回到右侧竖管，不断往复循环，只要气泵不停水就会一直流动。将微型实验工业化放大做成配套设备即可推动水轮机带动发电机进行发电。当然，如果用气泵使左侧竖管中产生气泡进行发电显然得不偿失，但如果能利用太阳能来代替气泵，完成气泵所做的工作，就能使太阳能转化为电能，这就是本专利技术的最终目的。那么如何利用太阳能来完成取代实验三中气泵的工作呢？又是怎样用太阳能将海水淡化的呢？我们根据上面三个实验的原理设计出了如图3的利用太阳能完成海水淡化并代替实验三中的气泵实现环形管路中液体不断循环流动的工艺系统，并通过流动的液体推动水轮机带动发电机发电。为了提高能源转化率增设了风力发电单元及阶梯发电方式，更多技术细节请参看具体实施方式。附图说明：1.图1为实验一和实验二的示意图2.图2为实验三的示意图3.图3是太阳能发电海水淡化综合一体化新工艺流程示意图，它包括环形管(1)气液分离器(2)排气阀(3)风力管(4)风力发电单元(5)冷凝器(6)冷凝水槽(7)槽式太阳能加热器(8)水力发电单元(9)油泵(10)油阀(11)油阀(12)食盐绞笼(13)接盐槽(14)进液阀(15)淡水泵(16)淡水阀(17)淡水阀(18)海水泵(19)进液阀(20)冷却水阀(21)冷却水阀(22)冷却水泵(23)分配板(24)具体实施方式：如图3所示，整个系统在启动前要充水打压排气实验，确认设备完好后将水排空，向环形管1中充入食用油，以色拉油为好(粘度低，流动性好)充至气液分离器2底部以上1管半径高度，开启油泵(10)，油阀(11)油阀(12)，经槽式太阳能加热器(8)加热进入环形管循环，待到环形管中油温升至180摄氏度时(油性应该说没有沸点之说，应该是烟点215度，燃点240-260左右，密度0.91克/毫升-0.93克/毫升之间，1m3大豆色拉油密度是920kg)，打开海水阀(15)，启动海水泵(19)打开海水阀(20)调节流量(海水阀开度由小到大逐渐调节，依温度变化及发电机发电量控制海水阀(20))同时启动水力发电单元(9)及风力发电单元(5)并开动冷却用海水系统(21)(22)(23)，在左右环形管设有温度监测点(热电偶)，左侧竖管安有视孔，定期启动食盐绞笼(13)和冷凝水淡水泵(16)，收集食盐和蒸馏水。在净化好的海水通入180度的食用油内海水瞬间被快速汽化(这和实验三中用气泵充气有着异曲同工的效果，环形管中的食用油把不断通入的海水不断的汽化使得左右两侧竖管的压力不平衡持续存在，实现了用太阳能代替实验三中的气泵的作用，实现了太阳能发电海水淡化综合一体化新工艺，汽化后的海水产生大量气泡，海水中的盐同时析出，这样左侧竖管(1)中就是由油，水蒸汽，盐同时並存，我们控制海水的进入量使得汽泡的体积和油的体积相等，由于汽泡的存在就使得左侧竖管与右侧竖管之间产生了很大的压差，这样环形管中的液体便产生了顺时针流动，推动水力发电单元(9)中的水轮机带动发电机发电。当水蒸汽到了上方的汽液分离器(2)后汽和油自行分离，汽经由风力管(4)推动风力发电单元(5)进行发电后进入冷凝器(6)被普通海水冷凝成蒸馏水进入冷凝水槽(7)，再经活性炭处理经检验合格后进入成品库，海水汽化过程中消耗的能量，设备散热损失的能量是由槽式太阳能加热器(8)在油泵(10)的作用下进行补充。净化后的海水汽化后析出的盐被左侧竖管中的油和汽裹挟着带到汽液分离器(2)靠重力沉降后被绞笼带出收集清洗后包装。下面我们按水蒸汽在左侧竖管中所占体积为左侧竖管容积的一半进行计算，那么两侧竖管之间产生的压差为环形管高度的一半。1mol的水蒸气＝18克，常态下体积为22.4升，22.4L/18克＝1.2444L/克(0℃101KPa为22.4L/mol，在25℃，101KPa时气体摩尔体积约为24.5L/摩尔。18克/24.5L＝0.8036克/L每m3＝1000L每m3重＝0.8036克×1000＝803.6克＝0.8036Kg即0.8036Kg水产蒸汽1m3。我们再按照附图3的流程示意图将环形管的高度和直径以具体数据进行计算，假设环形管的，高度为40米，直径为2米。那么，当左侧竖管中气泡体积和液体体积相等时，左右竖管产生的压差为20米，我们可算出竖管中液体的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能发电，海水淡化综合一体化新工艺。它包括：环形管(1)气液分离器(2)排气 阀(3)风力管(4)风力发电单元(5)冷凝器(6)冷凝水槽(7)槽式太阳能加热器(8)水力发电 单元(9)油泵(10)油阀(11)油阀(12)食盐绞笼(13)接盐槽(14)进液阀(15)淡水泵(16)淡水 阀(17)淡水阀(18)海水泵(19)进液阀(20)冷却水阀(21)冷却水阀(22)冷却水泵(23)分配 板(24)。 其特征在于： 水轮机的做功是靠太阳能将环形管(1)中的液体加热，使其将进液阀(15)送来的另

【技术特征摘要】
1.一种太阳能发电，海水淡化综合一体化新工艺。它包括：环形管(1)气液分离器(2)排气阀(3)风力管(4)风力发电单元(5)冷凝器(6)冷凝水槽(7)槽式太阳能加热器(8)水力发电单元(9)油泵(10)油阀(11)油阀(12)食盐绞笼(13)接盐槽(14)进液阀(15)淡水泵(16)淡水阀(17)淡水阀(18)海水泵(19)进液阀(20)冷却水阀(21)冷却水阀(22)冷却水泵(23)分配板(24)。其特征在于：水轮机的做功是靠太阳能将环形管(1)中的液体加热，使其将进液阀(15)送来的另一种液体在环形管(1)左侧竖管中迅速汽化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青山，李光中，
申请(专利权)人：李青山，李光中，
类型：发明
国别省市：北京,11