[发明专利]一种利用太阳能的低污染水电联产系统及其运行方法

权利要求书

1.一种利用太阳能的低污染水电联产系统，其特征在于，太阳能蒸发器(1)的热蒸汽出口与各个加热器(2)相连，加热器出口淡水作为产品引出，太阳能蒸发器(1)的预浓缩海水经加热后与定向溶剂在一级搅拌混合器(3.1)中混合，一级搅拌混合器(3.1)出口与具有储能功能的一级高温分离罐(4.1)入口相连，一级高温分离罐(4.1)的溶剂出口经泵(5)、换热器(6)和热回收器(7)与一级低温分离罐(8.1)工质入口相连，一级低温分离罐(8.1)出口定向溶剂经泵(5)、换热器(6)后与一级高温分离罐(4.1)出口浓盐水进入二级搅拌混合器(3.2)中混合，二级搅拌混合器(3.2)出口与具有储能功能的二级高温分离罐(4.2)入口相连，二级高温分离罐(4.2)的溶剂出口经泵(5)、换热器(6)和热回收器(7)与二级低温分离罐(8.2)工质入口相连，二级低温分离罐(8.2)出口定向溶剂经泵(5)、换热器(6)后与一级高温分离罐(4.1)出口浓盐进入一级搅拌混合器(3.1)中；

二级高温分离罐(4.2)出口浓盐水通入浓盐水储罐(10)中，一级低温分离罐(8.1)和二级低温分离罐(8.2)出口淡水通入淡水储罐(9)中，一部分作为产品淡水引出，另一部分与浓盐水储罐(10)中浓盐水通入配有稳压器(12)的压力延迟渗透发电装置(11)中，压力延迟渗透发电装置(11)出口盐水重新通入太阳能蒸发器(1)中。

2.如权利要求1中所述的一种利用太阳能的低污染水电联产系统，其特征在于：在多级定向溶剂萃取过程中，循环流通于一级搅拌混合器(3.1)、二级搅拌混合器(3.2)、一级高温分离罐(4.1)、二级高温分离罐分离罐(4.2)与一级低温分离罐(8.1)和二级低温分离罐(8.2)中的定向溶剂为辛酸或离子液体；能够提高萃取效率，降低热损失。

3.如权利要求1中所述的一种利用太阳能的低污染水电联产系统，其特征在于：通过合理设计一级高温分离罐(4.1)、二级高温分离罐(4.2)、一级低温分离罐(8.1)和二级低温分离罐(8.2)的工作温度区间，提高整个系统的效率，实现定向溶剂的循环利用，节约成本；一级高温分离罐(4.1)和二级高温分离罐(4.2))工作温度区间处于50℃至80℃区间，实现浓盐水的分离，一级低温分离罐和二级低温分离罐工作温度区间处于30℃至40℃区间，实现淡水的分离。

4.如权利要求1中所述的一种利用太阳能的低污染水电联产系统，其特征在于：压力延迟渗透发电装置(11)采用逆流布置的方式，其中浓盐水与淡水的体积流量之比介于0.4至0.6之间，渗透过程结束后产生的盐水重新通入太阳能热蒸发器(1)中。

5.如权利要求1中所述的一种利用太阳能的低污染水电联产系统，其特征在于：在太阳能蒸发器(1)中为了保证蒸汽温度，采用太阳能集热器辅助加热的方式，使出口蒸汽温度达到80℃以上。

6.如权利要求1中所述的一种利用太阳能的低污染水电联产系统，其特征在于：一级高温分离罐(4.1)和二级高温分离罐(4.2)具有储能功能，可储存正常工况下运行过程中产生的热量，在太阳能能量密度较低的阴天或夜晚，通过调整系统运行工况，可以实现淡水和电能的连续生产。

7.如权利要求1中所述的一种利用太阳能的低污染水电联产系统，其特征在于：太阳能蒸发器(1)输出浓盐水已达饱和，能够直接利用于化工行业而避免排放。

8.权利要求1至7任一项所述的一种利用太阳能的低污染水电联产系统的工作方法，其特征在于：将海水通入太阳能蒸发器(1)，利用低品位太阳能加热产生蒸汽同时将海水浓缩，换热器(6)利用蒸汽潜热加热海水以及定向溶剂，同时收集冷凝淡水作为产物；加热后的海水与定向溶剂通入一级搅拌混合器(3.1)，经搅拌混合后通入具有储能功能的一级高温分离罐(4.1)，由于水在定向溶剂中溶解度升高导致大量水溶于定向溶剂中，分离出浓盐水通入一级搅拌混合器(3.2)，而水与定向溶剂混合液经过换热器(6)以及热回收器(7)进行热量回收利用后通入一级低温分离罐(8.1)和二级低温分离罐(8.2)，由于温度下降，溶解度下降，淡水析出，分离后通入淡水储罐(9)，定向溶剂经泵(5)和换热器(6)后通入二级搅拌混合器(3.2)中，与一级高温分离罐(4.1)出口浓盐水混合搅拌；二级搅拌混合器(3.2)出口与具有储能功能的二级高温分离罐(4.1)入口相连，二级高温分离罐(4.2)的溶剂出口经泵(5)、换热器(6)和热回收器(7)与二级低温分离罐(8.2)工质入口相连，二级低温分离罐(8.2)出口定向溶剂经泵(5)、换热器(6)后与一级高温分离罐(4.1)出口浓盐进入一级搅拌混合器(3.1)中；

二级高温分离罐(4.2)出口浓盐水通入浓盐水储罐(10)中，一级低温分离罐(8.1)和二级低温分离罐(8.2)出口淡水通入淡水储罐(9)中，一部分作为产品淡水引出，另一部分与浓盐水储罐(10)中浓盐水通入配有稳压器(12)的压力延迟渗透发电装置(11)中将盐差能转化为电能，压力延迟渗透发电装置(11)出口盐水重新通入太阳能蒸发器(1)中；收集汽化潜热与冷凝淡水，太阳能蒸发器(1)中浓缩达到饱和的盐水直接用于化工行业而避免排放；在太阳能能量密度较低的阴天或夜晚，利用具有储能功能的一级高温分离罐(4.1)和二级高温分离罐(4.2)中储存的热能，调整运行工况，达到连续产水产电的目的。