[发明专利]一种低温多效海水淡化及ORC发电系统

说明书

本发明公开了一种低温多效海水淡化及ORC发电系统，采用低温余热的回收和利用，通过组建闭式热水管网，串联钢铁冶炼区域区球团链篦机、焦化烟道、烧结机烟气及环冷机废气等多处不稳定的低温余热，集中制取高温热水，解决单一烧结工序低温余热不稳定，需补充高品位的蒸汽的现状；并且增加ORC发电系统，将回收的高温热水高温部分(≥130℃)用于ORC机组发电，经ORC机组利用后热水再用于驱动低温多效海水淡化装置制取淡水，在热水进ORC机组前设置热水调节阀，在调节补偿进入低温多效海水淡化装置的热水温度，解决低温多效海水淡化装置依赖于高品质蒸气轮机排排气为热源，低温余热量大面广，回收难的现状。

技术领域

本发明属于工业余热梯级利用的技术领域，尤其涉及一种低温多效海水淡化及ORC发电系统。

背景技术

钢铁工业是能源消耗的大户，我国钢铁工业的能耗约占全国总能耗的15％左右。钢铁工业从原料、焦化、烧结、炼铁、炼钢、连铸以及轧钢等生产过程中，产生了大量含有可利用热量的废气。其中绝大多数品位较高、腐蚀性弱、负荷较稳定、含尘较少的热源都已经被回收利用，如焦炉的干熄焦余热发电、烧结余热发电，高炉热风炉余热双预热，炼钢转炉、电炉余热回收产蒸汽，轧钢加热炉烟气余热回收等。而对于温度较低烟气、废气，由于其品位低、利用技术难度大及回收利周期长等因素往往被直接排放或被循环水、空冷器带走，散失到大气环境当中，造成了能源的极大浪费。如经脱硫脱硝环保处理后的烧结、焦炉及球团等烟气，环冷机低温段废气等。

近年来，随着我国人口的不断增长和经济的快速发展，人均用水量逐年提高，淡水资源的利用变得日趋紧张。在影响生态系统、社会经济发展和人民生活的各种要素中，淡水资源起着非常重要的作用。海水淡化是利用海水脱盐生产淡水，实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，有效解决淡水资源短缺的难题，改善水资源结构，对社会可持续发展具有深远意义。蒸馏法是目前投入工业化应用的主要海水淡化技术，其中低温多效蒸馏法海水淡化是一项具有明显技术优势和灵活装置的成熟技术，它的特点是主设备投资和运行费用较低、过程动力消耗小、操作安全可靠、热效率较高。

由于化石燃料和温室气体以及污染物排放给环境带来的巨大压力，使得我国面临着严重的能源利用危机和环境改善问题。提高能源利用效率和余热资源的品位成为解决目前问题的有效途径之一。

在目前的低温多效蒸馏法海水淡化系统中，该系统采用蒸汽作热源加热海水，多与电厂结合。大多数水电联产利用电厂的蒸汽和电力，为海水淡化装置提供动力，从而实现能源高效利用，降低海水淡化成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温多效海水淡化及ORC发电系统，在海水淡化系统和发电系统基础上，引入余热回收系统(热源来自烧结环冷机低温段废气余热)和有机朗肯循环(ORC)发电，将三个系统有机结合，既能充分进行海水淡化过程，又可以并网和为居民供电，提高发电效率。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种低温多效海水淡化及ORC发电系统，包括：余热回收系统、ORC发电系统及低温多效海水淡化系统；

所述余热回收系统用于收集烧结环冷机低温段的烟气余热，通过高效换热器将烟气余热转换成高温热水用于所述ORC发电系统及低温多效海水淡化系统；

所述ORC发电系统利用高温热水加热低沸点有机工质生成高压有机蒸汽，发电机发电，做功后的乏汽冷却为液态工质，所述液态工质由工质泵升压送入蒸发器内再吸热，实现低温余热有机朗肯循环发电；

所述低温多效海水淡化系统根据淡水需求及海水温度配置N效蒸发器，及末端冷凝器；海水提升泵抽取海水进入所述末端冷凝器内预热，余热后的海水进入N效蒸汽器内在负压条件下加热蒸发，第一效蒸发器输出低温蒸汽作为第二效蒸发器的热源，依次逐效蒸发及冷凝，得到淡水和浓缩盐水，第N效蒸发器输出的低温蒸汽直接进入末端冷凝器与海水热交换凝结为淡水，并汇总前N-1个蒸发器的输出，凝结为淡水；将逐级浓缩后的盐水由卤水泵送回至大海。