[发明专利]太阳能PV/T脱硫废水处理系统

说明书

一种新型太阳能PV/T脱硫废水处理系统，属于太阳能热利用技术领域，该系统包括光伏光热发电集热系统和脱硫废水处理系统组成。本系统通过扩容蒸发器实现各系统的集成耦合，其中光伏光热组件发出的电能通过逆变器发电供给系统和并网发电，同时用低温进料海水冷却光伏电池，提高光伏光热组件的光电转换效率。扩容蒸发器产生的蒸被冷凝为淡水送入吸收塔中用石灰石‑石膏湿法去吸收通入烟气的硫分，从吸收塔产生的脱硫废水用海水对其进行酸碱中和并降低重金属等污染物，再经太阳能加热后扩容蒸发回收水分再次进入循环。本发明可实现太阳能的综合利用并为系统提供充足的电和水，减少一次能源和水的消耗，具有高度的自动化和独立性。

技术领域

本发明涉及一种将复合抛物面光伏光热组件和脱硫废水处理系统集成在一起的系统，属于太阳能热利用技术领域。

背景领域

传统的太阳能集热器从聚光类型上说分为两类：非聚光型和聚光型。非聚光型的典型代表是平板型和全玻璃真空管型两种。聚光型集热器从聚光类型上分为两类：成像聚光和非成像聚光。成像聚光器能严格聚光产生太阳能成像，而非成像聚光不能产生焦点，只能大致将太阳光汇聚。复合抛物面聚光器（Compound Parabolic Concentrator ，简写CPC），是一种依据边缘光线原理设计的低聚光度非成像聚光器，可将接收角范围内的入射光线按理想聚光比收集到吸收体上，最早由美国芝加哥大学Winston教授从高能物理实验研究中的辐射探测器改进而来的。CPC聚光器的显著的优点是聚光角大、无需实时跟踪太阳、可靠性高和结构简单，因而有一定市场。光伏/光热集热器（Photovoltaic /thermal collector，简写PVT）是利用层压或胶粘技术将太阳能电池与太阳能集热器有机结合起来。按照光生伏特原理，大约有10%～17% 的太阳光能被光伏电池直接转化为电能，剩下的大部分则被转化为热能，并且这部分能量在电池板上无法散出，提高了光伏电池的温度，经研究表明，光伏电池每提升1℃，光电转换效率则降低0.5％。PVT集热器采用强制循环流体（水或空气）来吸收太阳能电池板中未被转化成电能的热量，温度升高的水或空气可用于建筑采暖、生活热水、各种工质预热等。复合抛物面聚光器与光伏光热组件相结合，通过复合抛物面提高聚光比从而增加入射辐射能，一方面提高电池的电能输出功率，而通过光伏光热组件吸收电池背板热量，降低电池板温度，提高电效率。目前，对于CPC-PV/T系统的研究主要是集中在改进系统结构和建筑一体化的应用上，然而对于CPC-PV/T系统耦合海水淡化的工程示范鲜见报道。复合抛物面聚光器与太阳能集热组件相结合，吸收太阳辐射后并将产生的热能传递到传热工质，聚光的提升使工质可获得较大出口水温。太阳能集热器可以有多种分类方式，按集热器工作的温度范围可以将其分为低温集热器(工作温度<100℃)、中温集热器(工作温度在100~200℃之间)和高温集热器(工作温度>200℃)，等等，因此太阳能集热器可作为多种不同类型温度梯度的热源。

在众多烟气脱硫方法中，当前世界上最成熟、应用最广泛的一种是石灰石-石膏湿法烟气脱硫，其采用钙基吸收剂（石灰石或石灰）作为脱硫剂，通过吸收烟气中的二氧化硫，同时烟气中的一部分污染物，如金属、盐、氯离子等也会转移到脱硫浆液中。脱硫废水水质及水量主要受燃煤品质、石灰石品质、脱硫系统的设计及运行、脱硫塔前污染物控制设备以及脱水设备等的影响，一般其水质呈弱酸性，国内约在4.0～6.0之间，悬浮物含量高，其质量浓度可达数万mg/L，并且COD、氟化物、重金属等超标。由于脱硫废水水质的特殊性，脱硫废水处理难度较大；同时，由于金属离子对环境有很强的污染性，因此必须对脱硫废水进行单独处理。当前常用的脱硫废水处理主要是通过加药沉淀处理，简单沉淀无法达到化学标准，而化学沉淀对氯离子盐及硒等金属去除效率低，并且会产生污泥，因此需要研发新的脱硫处理方案。