[发明专利]海水发电的综合利用工艺和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的海水发电的综合利用工艺和装置。具体说，以海水为原料，采用自主研发的成熟提钙技术，去除海水中的钙离子，再采用自主研发的蒸汽发生器（以天然气、煤炭、风能、太阳能等为能源）对海水进行蒸发。产生的0.8~1.0MPa蒸汽，供发电机发电，发电后余热蒸汽压力0.1~0.2 Mpa，供海水淡化。蒸汽发生器产155- 165℃浓盐水通过浓盐水蒸发器蒸发，产生0.1~0.2 Mpa的低压蒸汽，继续供海水淡化使用。整套装置产生的高浓盐水直接进行综合利用，该技术将为电厂提供低成本、零排放、高附加值副产品的发电模式。

背景技术

燃煤发电作为我国最传统、规模最大的发电方式，近年来其弊端和不足之处得以充分暴露：煤炭燃烧排放的CO2、SO2、NOX等气体不断增长，使得我国环境不断恶化；粉尘污染对人们的生活及植物的生长造成不良影响；PM2.5污染的频发与煤炭消耗量的增长也有直接关系，这些现象使得发电行业“以气代煤”的呼声越来越高。天然气作为清洁能源，燃烧后无废渣、废水产生。而且相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。但不论是燃煤还是燃气，火力发电都是通过水体受热产生蒸汽从而推动汽轮机转动开始发电，此过程需消耗大量的循环冷却水、工业冷却水和化学补充水。而我国又是一个人均水资源相对匮乏的国家(人均2200m³/年)，只相当于世界人均占有水资源的1/4，预测到2030年人均用水量将接近世界用水的紧张线(1700m³/年)，全国需水量已接近可利用水量的极限。“节能、环保、节水”已成为21世纪中国发电的主题，因此，在保证电力供应的前提下，最大限度的节约水资源及能源的发电技术的研发势在必行。

目前国家要求新建电厂必须自己解决水源，面对水资源短缺的局面，电厂一方面采用海水作为冷却水，另一方面通过建设海水淡化厂解决锅炉补给水，海水淡化成了新建电厂必须配套的建设项目。然而淡化投资和淡水成本较高，淡化后浓盐水的处理尚无成熟技术，成为制约海水淡化发展的瓶颈；燃煤发电已成为国家限制发展的产业，燃气发电替代燃煤发电已成为发展趋势，然而燃气发电的高成本需要政府付出高额的补贴，尚不能按照市场机制运行，如能使燃气发电和海水淡化结合，采用天然气对海水蒸发，产生蒸汽推动发电机发电，发电后余热低压蒸汽供海水淡化，不但可以将天然气热能充分利用，而且节省大量水资源，且可与海水综合利用技术紧密衔接，最终实现零排放，极大节省发电投资和运行成本，使燃气发电不再依靠政府补贴，靠市场机制运行。目前国内外尚无任何海水发电的成功案例，开发海水发电技术，将极大地降低投资和运行成本，将会使惠及民生的电价得到大幅度降低，将产生极大的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的海水发电的综合利用工艺和装置。以海水为原料，去除海水中的钙离子，再采用蒸汽发生器（以天然气、煤炭、风能、太阳能等为能源）对海水进行蒸发，产生蒸汽，供螺杆膨胀动力机发电。发电后余热蒸汽供海水淡化使用。蒸汽发生器产浓盐水通过浓盐水蒸发器蒸发，继续供海水淡化使用。整套装置产生的高浓盐水直接进行综合利用，使海水发电、淡化、盐化工三大高耗能企业紧密结合，能量合理利用，实现三大行业整体循环经济零排放。

本发明提供的海水发电的综合利用工艺包括的步骤：

1）在蒸汽发生器中以天然气燃烧产生的高温烟气为热源，以除钙后海水为原料，对除钙后海水进行直接蒸发；

2）经蒸汽发生器蒸发产生的蒸汽进入发电系统，蒸汽供发电机进行发电，产生电能；

3）海水经蒸汽发生器蒸发后产生的浓盐水进入浓盐水多效蒸发器，经浓盐水多效蒸发器蒸发后产生淡水，低压蒸汽及高浓盐水；

4）发电后产生的余热低压蒸汽和浓盐水多效蒸发器产生的低压蒸汽进入热法海水淡化系统进行海水淡化，产生淡水、冷凝水及高浓盐水；

5）步骤3）和步骤4）产生的高浓盐水直接供综合利用。

步骤1）所述的除钙海水中钙离子的浓度小于50mg/l。

步骤1）所述的高温烟气的温度为650～800℃。

步骤1）所述的蒸汽发生器的换热面积需通过热量衡算进行计算。

步骤2）所述的蒸汽发生器产生蒸汽压力为0.8~1.0MPa，温度为160~175℃。

步骤2）所述的发电机发电量依据蒸汽量确定。

步骤3）所述的浓盐水温度为155~165℃，浓度为：60000~65000mg/l。

步骤3）所述的低压蒸汽的压力为0.1~ 0.2 MPa。