一种回收污水的系统，所述系统包括热交换器，所述热交换器接收所述污水并且将至少一部分所述污水转化成蒸汽，并且收集所述热交换器内的至少一部分污染物。在白天通过太阳能聚光器加热热传导流体，在夜间通过生物燃料燃烧装置加热所述热传导流体。被加热的液体循环通过所述热交换器以加热所述污水。蒸汽机连接于发电机，所述蒸汽机接收来自于所述热交换器的蒸汽以驱动所述发电机，从而为所述系统提供动力。将从所述蒸汽机排出的蒸汽供应给附加热负载。将所述收集的污染物引入蒸发装置以除去残留液体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域总体涉及在农业或生产过程中所用的水在返回到自然环境之前的 回收。更具体而言，本专利技术涉及通过利用可再生能源或其他环保的能源回收水的系统和方 法。更具体而言，本专利技术涉及回收水的系统和方法，该系统和方法用于处理生物质废弃物并 提供热能和/或电能作为副产品。
技术介绍
这部分意于提供权利要求书中记载的专利技术的背景知识或来龙去脉。此处的描述可 包括能实行的概念，但并不必然是以前已经表达过或实行过的概念。因此，除非在本文中另 做说明，则这部分所描述的内容不是本申请说明书和权利要求书中的现有技术，并且不能 因为他们包含在这部分中就认为他们是现有技术。工厂需要用水加工农产品或其他产品是众所周知的。农产品和/或畜产品的生产 场所(本文中一般统称为“农场”)也是众所周知的。当加工作业完成时，或者作为农业活 动的结果，水常常受到溶解性固体、微粒或其他污染物的污染，使得水无法以满足一些水洁 净度规章要求的方式重返自然环境。例如，规章通常限制从加工工厂或农场排放到自然环 境的水中的总溶解固体(TDQ的含量。由于溶解固体一般足够小，过滤后仍会存在，所以溶 解固体常常难以从水中除去。含有过量TDS的排出水会引起一些不良环境影响，并且会导 致对工厂的规章罚款，或者在将含有过量TDS的排出水排放到自然环境之前需要用昂贵和 /或能源密集型的系统处理或回收所述水。我们需要的是用于回收在工厂(例如食品加工、农业、酿酒、牛奶场、石油钻井等) 或农场作业中使用的水的系统和方法，以减少不良污染物(例如TDS)至满足或超过相关规 章要求的洁净等级。还需要的是利用可再生能源或其他环保的能源回收水的系统和方法。 还需要的是回收水的系统和方法，所述系统和方法有利于处理生物质废弃物并且还提供用 于其它用途的热能作为副产品。因此，理想的是提供回收来自于加工工厂、作业场所或农场的水的系统和方法，所 述系统和方法通过利用环保的能源处理生物质废弃物并且提供热能作为副产品以用于多 种多样的其他有益用途。
技术实现思路
在典型的实施方式中，所显示的包括六个基本部或功能部(例 如子系统等)‘水获取与输送部’、‘污染物收集与除去部’、‘发热部’、‘蒸汽能量转化与发 电部’、‘富余热回收部’和‘回收水储存与排放部’。水获取与输送部包括用于接收来自于工厂、作业场所或农场的污水的蓄水池或其 他储存装置。污染物收集与除去部包括用于过滤污水的过滤站和立式壳管式锅炉，该立式 壳管式锅炉接收来自‘发热部’的热能以蒸发污水，这样污染物被收集在锅炉的底部和管的 侧壁。在白天时‘发热部’利用抛物面式太阳能聚光板和矩形收集器管加热热传导流体，在 夜间时‘发热部’通过燃烧生物燃料(以生物质废弃物供应的形式)加热热传导流体。引导 来自于锅炉的蒸汽通过湿蒸汽分离器至蒸汽能量转化装置(例如活塞式蒸汽机或特斯拉 涡轮机)以驱动发电机产生用于系统的电力，并且将剩余的电力提供给工厂或农场。引导 来自于蒸汽机或涡轮机的排出蒸汽通过另一个湿蒸汽分离器，而后蒸汽进入‘富余热回收 部’，在富余热回收部中，蒸汽向一个或多个附加热负载(例如洗衣设备、农场设备、乙醇蒸 馏设备、加工工厂设备)提供热量和/或使用蒸汽对将返回发热部的热传导流体预热。将 附加热负载排出的蒸汽引入‘回收水储存与排放部’，蒸汽在所述回收水储存与排放部中被 冷凝、检测、过滤并且作为回收水以水汽或液体的形式排放到自然环境或返回到工厂或农 场重新使用。所述系统还包括控制系统，该控制系统监控表示与所述系统相关的各种参数 的信号，并且提供适当的输出信号以操作所述系统的各种部件。根据另一个典型的实施方式，提供一种系统和方法，该系统和方法通过多种可再 生能源应用的集合产生压力和热量来补贴费用高昂的污水蒸馏。通过在压力下汽化水以驱 动与发电机组合的本专利技术的蒸汽机，在一些应用中，本专利技术的热交换器能够将固体颗粒和 污染物减少大约97%。在一些应用中，用于汽化过程的大约50%的热能被回收，并且热能 的生产使用被优化。在一些应用中，本专利技术意于构建将可再生能源与水净化相结合的设施， 该设施在每天净化大约500万加仑(GPD)的水的同时，能够产生大约30MW每小时的电力并 且生产足够的热能以加工大约5000万加仑(GYP)每年的乙醇和/或其他生物燃料。电力 和燃料产品创造附带的收益渠道，每种收益渠道成比例的分担蒸发的能量消耗，从而把蒸 馏的能源消耗分成几个部分。所述系统和方法意于加工各种各样的水源，例如(但不限于) 天然海水、逆渗透盐水、农业耕作水、排泄废水、食品加工厂废水、牛奶厂废水和化学污水。根据另一个典型的实施方式，的部件可包括蓄水池或用于从工 厂或农场接收污水的其他储存装置。过滤站过滤污水，并且立式壳管式锅炉接收来自发热 装置(例如生物反应锅炉或太阳能阵列)的热能以汽化污水，从而将污染物收集在锅炉的 底部和管的侧壁。在白天，利用具有抛物面式太阳能聚光板和矩形收集管的太阳能阵列加 热热传导流体。在夜间，通过燃烧生物废弃材料(以生物质废弃物供应的形式)加热热传 导流体。引导来自于锅炉的蒸汽通过湿蒸汽分离器至蒸汽机(例如活塞式蒸汽机或特斯 拉涡轮机)以驱动AC发电机，从而产生用于所述系统的电力，并且将剩余的电力提供给所 述工厂。引导来自于蒸汽机和涡轮机的排出蒸汽通过另一个湿蒸汽分离器，而后送入其他 (例如附加的热负载等)热负载，该热负载例如乙醇蒸馏设备、无液体残留系统的干燥盘或 其他加工工厂设备。将热负载排出的蒸汽引入‘回收水储存与排放部’，蒸汽在回收水储存 与排放部中被冷凝、检测、过滤并且作为回收水以蒸汽或液体形式排放到自然环境或其他合适的场所重新使用。所述系统还包括控制系统，该控制系统监控表示与所述系统相关的 各种参数的信号，并且提供适当的输出信号以操作所述系统的各种部件。在另一个典型实施方式中，用于回收污水的水回收系统包括壳管式锅炉，该壳管式 锅炉煮沸污水以使蒸汽流出锅炉并将污染物收集在锅炉内。运行抛物面式太阳能聚光板和生 物质燃烧装置以加热热传导流体，热传导流体循环通过锅炉以提供热能，从而煮沸污水。蒸汽 能量转化装置接收来自锅炉的蒸汽并且驱动发电机。一个或多个热负载接收从蒸汽能源转换 装置排出的蒸汽。冷凝器接收并且冷凝从热负载排出的蒸汽。当太阳光的量足以充分加热热 传导流体从而煮沸锅炉内的污水时，控制系统运行太阳能板，而当太阳光的量不足以充分加 热热传导流体从而不能煮沸锅炉内的污水时，控制系统运行生物质燃烧装置。可提供过滤站 在煮沸锅炉中的水之前过滤污水。可提供燃烧天然气的加热装置作为太阳能板和生物质燃烧 装置的后备装置。太阳能板可包括用于加热热传导流体的矩形管，蒸汽能量转化装置可包括 活塞式蒸汽机或特斯拉涡轮机，热负载可包括洗衣设备、农场设备、乙醇蒸馏设备或加工工厂 设备。可提供藻类箱接收来自生物质燃烧装置的废气以促进藻类的生长，同时减少废气中的 二氧化碳量的排放。可提供一个或多个湿蒸汽分离器除去蒸汽中的污染物。在进一步典型的实施方式中，回收污水的方法包括提供壳管式锅炉；将污水引 至锅炉并且煮沸污水，这样蒸汽流出锅炉并且污染物被收集在锅炉里的；以及从锅炉中除 去所收集的污染物。所述方法还包括使热传导流体循环至锅炉以煮沸污水，当太阳光的量 足以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于回收污水的系统，所述系统包括： 污染物收集子系统，所述污染物收集子系统包括热交换器，所述热交换器配置为接收所述污水； 发热子系统，所述发热子系统包括热流体流网络，所述热流体流网络配置为循环热传导流体，所述发热子系统还包括太阳能聚光器和生物燃料燃烧装置，所述太阳能聚光器和所述生物燃料燃烧装置中的每一个都可操作地加热所述热传导流体； 蒸汽能量转化子系统，所述蒸汽能量转化子系统包括蒸汽机和发电机； 其中，所述热交换器被配置为接收被加热的热传导流体以煮沸所述污水，这样所述污水中的至少一部分污染物被保留在所述热交换器中，并且将蒸汽供应从所述热交换器引导至所述蒸汽机以用于驱动所述发电机。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克舒伯特，
申请(专利权)人：联合太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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