Способ и устройство для производства электрической энергии и холода с использованием низкопотенциальных тепловых источников - RU2015156984A
Код документа: RU2015156984A
Формула
1. Способ производства электрической энергии и холода с использованием низкопотенциальных тепловых источников, включающий
- циркуляцию раствора, состоящего из хладагента и абсорбента, при его периодическом нагревании и охлаждении,
- выпаривание раствора высокой концентрации при его нагревании с образованием потоков пара хладагента и слабого раствора повышенной температуры и давления,
- расширение (использование) образовавшегося при выпаривании потока пара хладагента в тепловом двигателе (турбине) с образованием на выходе из турбины отработанного пара пониженной температуры и давления,
- снижение температуры и давления слабого раствора,
- абсорбцию (поглощение) отработанного пара охлаждаемым слабым раствором с образованием крепкого раствора,
- повышение давления крепкого раствора и подачу раствора для выпаривания, отличающийся тем, что
крепкий раствор разделяется фильтрацией на потоки повышенной концентрации абсорбента и потоки повышенной концентрация хладагента, причем первые из которых используются в качестве слабого раствора в процессе абсорбции,
а вторые после дополнительного повышения давления и температуры используются в процессе выпаривания в качестве раствора высокой концентрации.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разделение крепкого раствора на потоки с различной концентрацией осуществляется его фильтрацией с использованием полупроницаемой мембраны.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разделение крепкого раствора на потоки с различной концентрацией осуществляется его фильтрацией с использованием электродиализа и/или шоковый электродиализа.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что давление пара хладагента в процессе абсорбции повышается за счет использованием потенциальной энергии слабого раствора в парожидкостном эжекторе.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор высокой концентрации, подаваемый для выпаривания, нагревается, а слабый раствор, образующийся в процессе выпаривания, охлаждается за счет рекуперативного теплообмена между этими потоками.
6. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что для фильтрации крепкого раствора используются мембраны с селективностью не более 0,75.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слабый раствор, образовавший в процессе выпаривания, после понижения его давления и температуры смешивается с раствором высокой концентрации, образующемся в процессе фильтрации.
8. Способ п. 1, отличающийся тем, что в качестве абсорбента применяются смеси компонентов, различающиеся своей способностью прохождения (проницаемостью) через полупроницаемую мембрану.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанный пар перед его абсорбцией используется для охлаждения внешних объектов.
10. Устройство для производства электрической энергии и холода, включающее
- замкнутый цикл (контур) движения раствора с расположенными в нем последовательно абсорбером, насосом, теплообменником растворов, генератором пара и сепаратором, подключенным в цикле движения раствора как к генератору пара, так и к абсорберу с терморегулирующим вентилем,
- и турбину с электрогенератором, подключенную на входе к сепаратору для подачи пара и к абсорберу на выходе из турбины,
отличающееся тем, что
- в цикле движения раствора между абсорбером и генератором пара установлены фильтрующие элементы, подключенные с одной стороны к абсорберу с возможностью подачи к фильтрующим элементам крепкого раствора и возвращения в абсорбер слабого раствора,
а с другой стороны к генератору пара с возможностью поступления в него раствора более высокой концентрации, пропускаемого фильтрующими элементами.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что сепаратор на выходе слабого раствора подключен с помощью регулировочного клапана и дополнительного расширительного вентиля к фильтрующим элементам для ввода в него слабого раствора.
12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что после фильтрующих элементов установлен дополнительный насос, а рекуперативный теплообменник растворов установлен между дополнительным насосом и генератором пара.
13. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что между турбиной и абсорбером установлен парожидкостный эжектор.
14. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что в качестве фильтрующих элементов используются мембраны для нанофильтрации.
