本实用新型专利技术涉及光催化净水技术领域，特别是一种面向净水系统ORC发电循环装置。由储热罐、蒸发器、膨胀机、交流发电机、风冷散热器、变频工质泵及净水系统组成。本装置利用高温印染废水为ORC发电循环装置中的有机工质加热，当遇到特殊情况时，印染废水产生的热量不足以维持系统稳定运送时，切换辅助电源为热罐中电加热器供电，保证了系统运行的稳定性。保证了系统运行的稳定性。保证了系统运行的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
面向净水系统ORC发电循环装置
[0001]本技术涉及光催化净水
，特别是一种面向净水系统ORC发电循环装置。
技术介绍
[0002]目前，印染废水日益增多，这些废水成分复杂，且随着工艺的多样化、纤维种类、季节等情况不断变化。在我国，每年都会有大量有机染料废水被排放在自然环境水体中，这不仅严重污染了环境，而且浪费了印染废水中的热量。有机肯朗循环(Organic Rankine Cycle，简称ORC)通过有机工质与其它热源换热后推动膨胀机发电做功的一种技术。中华人民共和国国家知识产权局于2022年2月18日公开了专利号为CN202121965693.X的专利文献，名称为一种光催化净水装置及其光
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电催化一体净水装置，该系统通过改变光催化活性固态版的运动轨迹，形成更多氧自由基，从而提高了光催化效率。但该系统只是达到了除污的目的，对于废水中的热量造成了浪费。中华人民共和国国家知识产权局于2022年1月14日公开了专利号为CN215523824U的专利文献，名称为一种集成式余热回收污水源热泵机组，该系统只是将热泵机组与净化器结合到一起，实现多个设备集成安装。但是该集成装置的净化器的除污效果并不高，对于有机污染物不能有效的进行降解。
[0003]实验室级别ORC低温发电装置在考虑提升设备发电效率的同时，很少对工业生产或商业化应用进行考虑。现有光催化污水处理系统催化过程中氧气的消耗会导致光催化过程越来越慢，需要定时的向污水中加入氧气，因而降低了光催化的效率。现有利用中高温污水进行ORC余热发电净水装置，对印染废水污水除污效果又不理想，且无法根据安装场地环境条件及应用所需进行快捷启动。
技术实现思路
[0004]本技术为了有效的解决上述
技术介绍
中的问题，提出了一种面向净水系统ORC发电循环装置。
[0005]具体技术方案如下：
[0006]一种面向净水系统ORC发电循环装置由储热罐(1)、蒸发器(2)、膨胀机(3)、交流发电机(4)、风冷散热器(5)、变频工质泵(6)及净水系统(7)组成；所述储热罐(1)上设有进液管和出液管，进液管一端与储热罐(1)的进液口连通，进液管另一端与废水收集池连接，通过废水回用水泵将所述印染废水收集池内的废水打入所述储热罐(1)中。出液管与储热罐(1)的出液口连通，出液管上安装第一水泵、闸阀、流量计、温度传感器与蒸发器(2)入口连通。所述储热罐(1)内底部设置两种不同功率的电加热器(8)、液位计(9)，电加热器(8)位于储热罐(1)底部并根据罐中的印染废水温度是否对热罐中的废水加热，以保证热源温度的稳定；所述蒸发器(2)进液口通过出液管与所述储热罐(1)链接，蒸发器(2)出液口通过第一管道与待净化水箱连接，高温印染废水在蒸发器(2)内与工质进行换热降温后通过第一管道流入待净化水箱等待净化；所述膨胀机(3)位于蒸发器(2)右侧并安装在固定框架，其特
征用于能量转换；所述交流发电机(4)位于膨胀机(3)一侧并安装在固定框架上，通过皮带轮与膨胀机(3)连接，工作时电机输出电力；所述风冷散热器(5)作用就是将工质热量吸收，然后传递到系统外，保证小型ORC系统中的工质到达工质泵(6)之前温度在工作范围内。变频工质泵(6)是为ORC系统提供所需流量的主要部件，工作时，工质泵(6)接受电力驱动，完成工质液体的变流量输送功能，工质的流速由变频器控制。所述变频工质泵(6)位于风冷散热器(5)右侧旁并安装在固定动框架。
[0007]净水系统(7)的上部完全暴露空气之中，目的是可以对太阳能更好的利用，有效节省能源，减少运行成本。所述净水系统(7)置于所述待净化水箱和循环水箱之间，将待净化水箱高于循环水箱，之间的高度可手动调节，保证水流从高出流下，冲刷催化薄膜的表面。净水系统(7)包括300W氙气灯(10)、光催化薄膜夹板(11)、污水槽(12)、光源支架(13)以及第二水泵(14)。所述氙气灯(10)位于所述污水槽(12)顶部并悬挂在光催化薄膜上方，在无太阳光源的情况下，能够模拟光源使照射膜光催化薄膜发生催化作用。所述光催化薄膜夹板(11)置于所述污水槽(12)中的污水内，使固态催化薄膜在污水冲刷的情况下保持固定，便于更换和回收光催化薄膜。所述污水槽(12)倾斜放置在光源下方，上端口与待净化水箱连接，使污水从高出流出沿着污水槽(12)流动动冲刷样固定在光催化薄膜夹板(11)的光催化薄膜表面，便于光催化剂震动并发生变形产生压电式。污水槽(12)安装有光照度传感器，实时检测光摧化反应过程中光照强度；所述光源支架(13)用于调节300W氙气灯(10)的高度与角度。所述第二水泵(14)通过第二管道将待净化水箱与循环水箱连接，将循环水箱内的循环水打入所待净化水箱中，保证循环水箱污水浓度达到规定标准。所述第二管道上依次安装第二水泵(14)、闸阀、流量计、温度传感器。
[0008]该系统通过利用印染废水余热经ORC装置产生电力，同时，产生的电能储存在蓄电池中，向净水装置提供所需电能。具体地说，高温印染废水通过废水回用水泵打入储热罐(1)中进行储热，然后经出液管进入蒸发器(2)内与工质换热。或者，印染废水在储热罐(1)中的电加热器(8)加热之后形成高温高压的蒸汽与蒸发器(2)内的工质进行换热；因为在动态运行中，储热罐(1)温度和印染废水的温度是可变的，当储热罐(1)内温度在设定温度之外时，为保证热源温度的稳定，三种功率不同的加热器依次开始/停止加热，并根据调压器微调加热器电压使罐内温度在设定温度的0.5℃范围内；当储热罐(1)内温度满足设定温度条件时，储热罐(1)内形成的高温高压印染废蒸汽通过水泵打入蒸发器(2)与其中的工质进行换热，同时，换热后的低温废水由第一管道流入待净化水箱。液态工质吸热蒸发为气态，进入膨胀机(3)，高压气态工质气体推动膨胀机(3)转子旋转，带动输出轴转动；做功后的气态工质温度、压力降低，进入风冷散热器(5)进行冷却，形成液态低温工质进入工质泵(6)，工质泵(6)完成冷凝液体的变流量输送功能，经过工质泵(6)后进入蒸发器(2)中，完成循环；在实际运行中，根据工质流量采取适当的控制策略来调节热量流量。具体地说，当ORC发电系统管路内工质流速在设定流速在之外时，可根据工资泵(6)的变频器微调频率使管路中的工质流速在设定范围之内，从而改变交流发电机(4)发电功率；交流发电机(4)发出的电能引入稳压器中使输出电压稳定，得到的稳定电压配合辅助电源为净水系统(7)中的300W氙气灯(10)、第二水泵(14)供能；在净水系统(7)运行过程中，高温印染污水通过蒸发器(2)换热后降低温度，降温后的废水经过第一管道注入待净化水箱等待净化。污水槽(12)上槽口与待净化水箱连通并倾斜置于光源下方，利用水的重力势能，印染废水沿污水槽
(12)向下不断冲刷样固定在光催化薄膜夹板(11)的光催化薄膜表面，最后注入循环水箱。循环水通过第二管道上的第二水泵(14)打入待净化水箱中循环除污。当检测到循环水箱内的污水浓度符合标准值时，循环水箱出液口开启，污水排除。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向净水系统ORC发电循环装置，其特征在于：由储热罐(1)、蒸发器(2)、膨胀机(3)、交流发电机(4)、风冷散热器(5)、变频工质泵(6)及净水系统(7)组成，所述储热罐(1)上设有进液管和出液管，进液管一端与储热罐(1)的进液口连通，进液管另一端与废水收集池连接，通过废水回用水泵将所述废水收集池内的废水打入所述储热罐(1)中，出液管与储热罐(1)的出液口连通，出液管上安装第一水泵、闸阀、流量计、温度传感器与蒸发器(2)入口连通，所述储热罐(1)内底部设置两种不同功率的电加热器(8)、液位计(9)，电加热器(8)位于储热罐(1)底部并根据罐中的印染废水温度是否对热罐中的废水加热；所述蒸发器(2)进液口通过出液管与所述储热罐(1)链接，蒸发器(2)出液口通过第一管道与待净化水箱连接，高温印染废水在蒸发器(2)内与工质进行换热降温后通过第一管道流入待净化水箱等待净化；所述膨胀机(3)位于蒸发器(2)右侧并安装在固定框架上，所述交流发电机(4)位于膨胀机(3)一侧并安装在固定框架上，通过皮带轮与膨胀机(3)连接，工作时电机输出电力；所述风冷散热器(5)作用是将工质热量吸收，然后传递到系统外，保证小型ORC系统中的工质到达...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝亮，马俊龙，张链，徐鑫，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：新型
国别省市：
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