一种热力水处理及循环系统技术方案

本发明专利技术提供了一种热力水处理及循环系统，由热力蒸馏单元、汽水输送单元组成，所述汽水输送单元的泵是热动力容积泵，所述热动力容积泵由吸热器、主气动容积泵、气动工质循环增压泵、散热器、循环工质及管阀组成，所述热动力容积泵的吸热器置于主热源或次热源内，散热器置于冷源内，由于采用待处理水溶液或其它低温环境作为散热冷源，采用主热源或次热源作为热动力容积泵的热动力源，不仅利用了水处理过程中的潜热，节约了高位能源，而且还提高了水处理的效率，降低水处理成本，特别适用于完全可再生能源驱动的水处理系统，减少二氧化碳的排放，减轻室温效应。

A thermodynamic water treatment and circulation system

The invention provides a thermodynamic water treatment and circulation system, which is composed of a thermodynamic distillation unit and a steam-water conveying unit. The pump of the steam-water conveying unit is a thermodynamic volumetric pump. The thermodynamic volumetric pump consists of a heat absorber, a main pneumatic volumetric pump, a pneumatic refrigerant cyclic booster pump, a radiator, a circulating refrigerant and a pipe valve. The heat absorber of the thermodynamic volumetric pump is placed in the main heat source or the secondary heat source, and the radiator is placed in the cold source. Because the water solution to be treated or other low temperature environment is used as the cooling source, and the main heat source or the secondary heat source is used as the thermal power source of the thermodynamic volumetric pump, the latent heat in the process of water treatment is utilized and the high potential energy is saved. It also improves the efficiency of water treatment and reduces the cost of water treatment. It is especially suitable for water treatment systems driven by completely renewable energy sources to reduce carbon dioxide emissions and reduce room temperature effects.

【技术实现步骤摘要】
一种热力水处理及循环系统
本专利技术属于水溶液处理领域，具体涉及热力水处理及循环系统。
技术介绍
现有热力水处理及循环系统主要包括：竖管蒸馏、多级闪蒸、蒸汽压缩蒸馏、负压抽气蒸馏、太阳能蒸馏、空气增湿减湿、吸收、吸附及纳米材料光吸收体等蒸馏分离方法。热力水处理及循环装置主要由热力蒸馏单元、汽水输送单元组成。热力蒸馏单元由主热源、一个以上蒸馏器（蒸发器）、冷凝器、管阀组成。汽水输送单元由泵、管阀组成，待处理水经泵输送到主热源加热或流经换热器预热后再流经主热源加热进入各蒸馏器内蒸馏，蒸馏获得的汽水经输送冷凝后变成清洁水输出，蒸馏器内剩余的处理后的浓液直接输出或经换热器吸热后输出。所采用的循环泵一般都是电动泵。热动力来源一般包括锅炉产生的热蒸汽、太阳能集热器加热（包括被动式太阳能蒸馏系统和主动式太阳能蒸馏系统）。为了提高产水率、降低投资和运行成本，科学家们从能源来源、装置结构、装置蒸发所用材料等方面采取了一系列措施，使得水处理的经济技术指标得到了不同程度的提高。但是，现有的热力水处理方法仍然存在着：一方面处理后的蒸汽的凝结潜热和浓水中的潜热大部分散失到大气中去了，不仅没有得到有效利用率，而且影响对水的处理效率。另一方面水溶液的循环需要通过电泵输送，消耗一定的电力，无法在无电的地方使用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：寻求一种能将被处理后的清洁热汽水中的热量和被处理后的浓溶液中的潜热作为泵的动力用于驱动水处理过程中的水溶液循环，在提高产水率的同时，节约运行费用，降低水处理成本，方便在无电条件下运行。为达到上述目的和解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案是：一种热力水处理及循环系统，由热力蒸馏单元、汽水输送单元组成，所述热力蒸馏单元由主热源、一个以上蒸馏器、冷凝器、管阀组成，所述汽水输送单元由泵、管阀组成，待处理水经泵输送到主热源加热或流经换热器预热后再流经主热源加热进入各蒸馏器内蒸馏，蒸馏获得的汽水经输送冷凝后变成清洁水输出，蒸馏器内剩余的处理后的浓液直接输出或经换热器吸热后输出，其特征在于：所述汽水输送单元的泵是热动力容积泵，所述热动力容积泵由吸热器、主气动容积泵、气动工质循环增压泵、散热器、循环工质及管阀组成，所述热动力容积泵的吸热器置于主热源或次热源内，散热器置于冷源内，吸热器的工质出口经管阀与主气动容积泵的工质进口连通，主气动容积泵的工质出口与散热器的工质进口连通，散热器的工质出口与气动工质循环增压泵的进液口连通，气动工质循环增压泵的出液口与吸热器的工质进口连通，气动工质循环增压泵的工质进口和工质出口并联在主气动容积泵的工质进口和工质出口上，主气动容积泵的进水口与待处理水源连通，主气动容积泵的出水口与散热器连通，散热器的出水口与主热源的进液口或先经预热器后再与主热源的进液口连通，预热器置于次热源中，所述次热源是指处理后的浓热水溶液或处理后的清洁热汽水或辅助加热装置或由上述三者串并联形成的热源，所述主热源是由一种主要热力源或由两种以上主要热力源串并联运行构成。主热源的能量一般大于辅助加热装置输出的能量，主热源和辅助加热装置的能量来源包括由化石能源转化的热能和由可再生能源转化的热能。上述热蒸馏单元包括现有竖管蒸馏、多级闪蒸、蒸汽压缩蒸馏、负压抽气蒸馏、太阳能蒸馏、空气增湿减湿、吸收、吸附及纳米材料光吸收体等蒸馏装置中的热蒸馏单元。主气动容积泵、气动工质循环增压泵、散热器及工质循环管阀与所使用循环工质相容。上述的一种热力水处理及循环系统，可供选择的技术方案是，在蒸馏器处理后的水蒸气输出管路上串接一辅助气动容积泵，该辅助气动容积泵的工质进口和工质出口并联在主气动容积泵的工质进口和工质出口上。该辅助气动容积泵可起到抽吸输送水蒸气的作用，该辅助气动容积泵也可以是一套独立运行的热动力容积泵。辅助气动容积泵及工质循环管阀与所使用循环工质相容。上述的一种热力水处理及循环系统，改进的技术方案是，在主气动容积泵上并联一热能平衡气动容积泵，该热能平衡气动容积泵的工质进口和工质出口并联在主气动容积泵的工质进口和工质出口上。该热能平衡气动容积泵可吸收平衡冷凝器内清洁热水或浓热水中的多余热能，提高循环效率。同时将热源内多余的热能转换成水的势能。热能平衡气动容积泵的结构原理与主气动容积泵、辅助气动容积泵的结构原理相同。热能平衡气动容积泵及工质循环管阀与所使用循环工质相容。上述的任一一种热力水处理及循环系统，可供选择的技术方案是，所述汽水输送单元的热动力容积泵的吸热器置于热源内，散热器置于冷源内，是指吸热器置于被处理后的浓热水溶液内且并联或串联一辅助加热装置，散热器置于被输送的待处理水溶液内，所述预热器置于热源中是指预热器置于被处理后的清洁热汽水中。上述的任一一种热力水处理及循环系统，可供选择的技术方案是，所述汽水输送单元的热动力容积泵的吸热器置于热源内，散热器置于冷源内，是指吸热器置于被处理后的清洁热汽水中且并联或串联一辅助加热装置，散热器置于被输送的待处理水溶液内，所述预热器置于热源中是指预热器置于被处理后的浓热水溶液中。上述的任一一种热力水处理及循环系统，可供选择的技术方案是，所述汽水输送单元的热动力容积泵的吸热器置于热源内，散热器置于冷源内，是指吸热器置于太阳能集热器中，散热器置于被输送的待处理水溶液内，所述预热器置于热源中是指预热器置于被处理后的浓热水溶液中或置于被处理后的清洁热水中，或由两个以上预热器分别置于被处理后的浓热水溶液中和被处理后的清洁热汽水中，各预热器之间并联或串联运行。上述的任一一种热力水处理及循环系统，可供选择的技术方案是，所述汽水输送单元的热动力容积泵的吸热器置于热源内，散热器置于冷源内，是指吸热器置于锅炉或锅炉余热的热汽水中，散热器置于被输送的待处理水溶液内，所述预热器置于热源中是指预热器置于被处理后的浓热水溶液中或被处理后的清洁热汽水中，或由两个以上预热器分别置于被处理后的浓热水溶液中和被处理后的清洁热汽水中，各预热器之间并联或串联运行。上述的任一一种热力水处理及循环系统，可供选择的技术方案是，所述汽水输送单元的热动力容积泵的吸热器置于热源内，散热器置于冷源内，是指两个以上吸热器分别置于被处理后的清洁热汽水中和被处理后的浓热水溶液中且串联或并联一辅助加热装置，各吸热器之间并联或串联运行，散热器置于被输送的待处理水溶液内，所述预热器置于热源中是指两个以上预热器分别置于被处理后的浓热水溶液中和被处理后的清洁热汽水中，各预热器之间并联或串联运行。上述的一种热力水处理及循环系统，改进的技术方案是，在主热源或辅助加热装置上并联有储热装置。该储热装置可在外部有强力能量时储热，在外部有较低能量时放热供应系统运行。上述的一种热力水处理及循环系统，改进的技术方案是，所述汽水输送单元的热动力容积泵的吸热器置于热源内，散热器置于冷源内，是指吸热器置于被处理后的浓热水溶液内且并联或串联一辅助加热装置，散热器置于一辐射降温箱内，所述辐射降温箱是一辐射制冷装置，所述预热器置于热源中是指预热器置于被处理后的清洁热汽水中。上述的一种热力水处理及循环系统，改进的技术方案是，在处理后的清洁水出口处串接一热动力容积泵。该方案可将热源内多余的热能用于提升清洁水。上述的任一一种热力水处理及循环系统，可供选择的技术方案是，浓热水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热力水处理及循环系统，由热力蒸馏单元、汽水输送单元组成，所述热力蒸馏单元由主热源、一个以上蒸馏器、冷凝器、管阀组成，所述汽水输送单元由泵、管阀组成，待处理水经泵流经主热源加热或流经换热器预热后再流经主热源加热进入各蒸馏器内蒸馏，蒸馏获得的汽水经输送冷凝后变成清洁水输出，蒸馏器内剩余的处理后的浓液直接输出或经换热器吸热后输出，其特征在于：所述汽水输送单元的泵是热动力容积泵，所述热动力容积泵由吸热器、主气动容积泵、气动工质循环增压泵、散热器、循环工质及管阀组成，所述热动力容积泵的吸热器置于主热源或次热源内，散热器置于冷源内，吸热器的工质出口经管阀与主气动容积泵的工质进口连通，主气动容积泵的工质出口与散热器的工质进口连通，散热器的工质出口与气动工质循环增压泵的进液口连通，气动工质循环增压泵的出液口与吸热器的工质进口连通，气动工质循环增压泵的工质进口和工质出口并联在主气动容积泵的工质进口和工质出口上，主气动容积泵的进水口与待处理水源连通，主气动容积泵的出水口与散热器连通，散热器的出水口与主热源的进液口或先经预热器后再与主热源的进液口连通，预热器置于次热源中，所述次热源是指处理后的浓热水溶液或处理后的清洁热汽水或辅助加热装置或由上述三者串并联形成的热源，所述主热源是由一种主要热力源或由两种以上主要热力源串并联运行构成。...

【技术特征摘要】
1.一种热力水处理及循环系统，由热力蒸馏单元、汽水输送单元组成，所述热力蒸馏单元由主热源、一个以上蒸馏器、冷凝器、管阀组成，所述汽水输送单元由泵、管阀组成，待处理水经泵流经主热源加热或流经换热器预热后再流经主热源加热进入各蒸馏器内蒸馏，蒸馏获得的汽水经输送冷凝后变成清洁水输出，蒸馏器内剩余的处理后的浓液直接输出或经换热器吸热后输出，其特征在于：所述汽水输送单元的泵是热动力容积泵，所述热动力容积泵由吸热器、主气动容积泵、气动工质循环增压泵、散热器、循环工质及管阀组成，所述热动力容积泵的吸热器置于主热源或次热源内，散热器置于冷源内，吸热器的工质出口经管阀与主气动容积泵的工质进口连通，主气动容积泵的工质出口与散热器的工质进口连通，散热器的工质出口与气动工质循环增压泵的进液口连通，气动工质循环增压泵的出液口与吸热器的工质进口连通，气动工质循环增压泵的工质进口和工质出口并联在主气动容积泵的工质进口和工质出口上，主气动容积泵的进水口与待处理水源连通，主气动容积泵的出水口与散热器连通，散热器的出水口与主热源的进液口或先经预热器后再与主热源的进液口连通，预热器置于次热源中，所述次热源是指处理后的浓热水溶液或处理后的清洁热汽水或辅助加热装置或由上述三者串并联形成的热源，所述主热源是由一种主要热力源或由两种以上主要热力源串并联运行构成。2.根据权利要求1所述的一种热力水处理及循环系统，其特征在于：在蒸馏器处理后的水蒸气输出管路上串接一辅助气动容积泵，该辅助气动容积泵的工质进口和工质出口并联在主气动容积泵的工质进口和工质出口上。3.根据权利要求1所述的一种热力水处理及循环系统，其特征在于：在主气动容积泵上并联一热能平衡气动容积泵，该热能平衡气动容积泵的工质进口和工质出口并联在主气动容积泵的工质进口和工质出口上。4.根据权利要求1、2、3所述的一种热力水处理及循环系统，其特征在于：所述汽水输送单元的热动力容积泵的吸热器置于热源内，散热器置于冷源内，是指吸热器置于被处理后的浓热水溶液内且并联或串联一辅助加热装置，散热器置于被输送的待处理水溶液内，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王政玉，王超颖，岑陈，张玉芹，
申请(专利权)人：王政玉，
类型：发明
国别省市：山东,37