[发明专利]无电耗太阳能压汽沸腾蒸馏系统

说明书

技术领域

本发明属于可再生能源利用及水净化领域，具体涉及一种太阳能压汽沸腾蒸馏系统。

背景技术

水是世界上最普遍的物质之一，总体积为14.1亿立方公里，其中只有2％是淡水。淡水的87％又被封冻在两极及高山的冰层和冰川中，难以利用。便于人类利用的淡水资源只有21000立方公里左右。这些资源在时空上分布不均，加上人类的不合理利用，使世界上许多地区面临着严重的水资源危机。

据有关国际组织预测，到2050年，预测生活在缺水国家中的人口将增加到10.6亿和24.3亿之间，约占全球预测人口的13％-20％。

水污染有三个主要来源，生活废水、工业废水和含有农业污染物的地面径流。中国是世界13个缺水国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水，水污染尤其严重，更使水短缺雪上加霜。我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75％的湖泊出现了不同程度的富营养化；90％的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60％-70％是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40％。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。

有些工业领域生产过程中会排出废液，其直接排放不但严重污染环境，而且浪费了其中的可回收物质或者原料，同时国家和地方政府法规具有严格排放标准和惩罚措施，如果采用常规浓缩处理其成本过高，很多企业陷入进退两难地步。

压汽蒸馏是一种高效的水净化方式，压汽蒸馏又称MVR，是机械蒸汽再压缩技术(mechanical vapor recompression)的简称，是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。早在60年代，德国和法国已成功的将该技术用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化及污水处理等领域。其单位电耗产水量大，经济性高，一度电可以蒸发15-40kg水。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种采用模块化的太阳能高温沸腾蒸发系统，采用模块化设计，便于拆卸安装转移作业，具有产品率高、投资少、维护少的优点。

为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明的一种无电耗聚光太阳能中高温压汽沸腾蒸馏系统，包括主机模块、发电模块、聚光加热模块、动力控制模块和压缩模块，采用模块化方式，便于拆卸安装和运输，可根据时间、地域要求进行方便的转移作业。主机模块包括蒸发器、电加热器和换热器，换热器和电加热器位于蒸发器内靠近底部的侧壁上，蒸发器具有位于顶部的第一排气口、靠近顶部侧壁上的第二排气口和位于底部的第一溶液出口，第一排气口连接有可控制排气的第一阀门，电加热器与动力控制模块电性连接；发电模块包括光伏发电模块，其与动力控制模块电性连接；聚光加热模块采用开放式循环管道结构与蒸发器连通以交换溶液；压缩模块包括由动力控制模块供电的压缩机、蒸汽管道和收集管道，蒸发器的第二排气口连接后压缩机，压缩机依次连通蒸汽管道、换热器和收集管道。

进一步，所述蒸馏系统还包括有热回收模块，第一溶液出口通过管道经过热回收模块，收集管道经过热回收模块，待处理溶液通过管道经过热回收模块后进入聚光加热模块。

进一步，所述聚光加热模块或者采用自循环管道结构与蒸发器连通以交换溶液。

所述采用开放式循环管道结构的聚光加热模块包括有太阳能聚光集热器、泵和第三阀门，太阳能聚光集热器的入口分为两路管道，一路管道与蒸发器具有的第二溶液出口连通，另一路管道依次经过第三阀门和热回收模块后，接入待处理溶液，太阳能聚光集热器的出口经过泵后进入蒸发器的第一溶液入口。

所述采用自循环管道结构的聚光加热模块包括太阳能聚光集热器、泵、第四阀门和第五阀门，太阳能聚光集热器的入口分两路管道，一路管道依次接通热回收模块和第四阀门后，接入待处理溶液，另一路接第五阀门后分为两路后，一路接入蒸发器的第一溶液入口，另一路通过泵后接入太阳能聚光集热器的出口。

所述光伏发电模块包括太阳能聚光光伏发电器、第一传动结构、第一支架支撑结构和第一跟踪系统，第一跟踪系统由动力控制模块供电，第一支架支撑结构支撑在太阳能聚光光伏发电器两端，第一传动结构设置于太阳能聚光光伏发电器的转动轴上。

所述聚光集热模块还包括第二传动结构、第二支架支撑结构和第二跟踪系统，第二跟踪系统由动力控制模块供电，第二支架支撑结构支撑在太阳能聚光集热器两端，第二传动结构设置于太阳能聚光集热器的转动轴上。