一种水处理排水的废热回收发电装置的制作方法

1.本实用新型涉及水污染控制技术领域，具体涉及一种水处理排水的废热回收发电装置。


背景技术：

2.近四十年来，随着我国工业的飞速发展，大量工业有机废水和废弃物无序排入水中，超出了水体自净能力，严重污染了水环境。由于工业废水中的有机污染成分复杂，且具有一定的生物毒性，人、畜若饮用污染水体，污染物会通过饮水摄入体内，会被显著影响内分泌系统，并于体内累积，难以快速代谢，久之会引起生物体的癌变、畸变和基因突变。因此需要对水体进行处理，去除水体中的有机污染物，以保障水体环境的安全。在现有水处理过程中，设备的耗电量较大，尤其在进行长期运转时需要有稳定的外界电网对其供电，因此对某些电网覆盖落后的地区，或供电稳定性较差的地区来说提高了系统运行的门槛，且用电不利于环保要求。
3.因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本实用新型所要研究解决的课题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种水处理排水的废热回收发电装置。
5.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种水处理排水的废热回收发电装置，包括温差发电单元，该温差发电单元包括电源输出，该电源输出电连接水处理设备的电源；
7.所述废热回收发电装置还包括热交换器，所述温差发电单元包括温差发电片组、控制系统以及蓄电池组；
8.水处理排水的一路进入所述热交换器，经该热交换器进行换热；
9.所述热交换器的出水流经所述温差发电片组的第一侧，一换热媒介流经所述温差发电片组的第二侧，所述换热媒介与所述热交换器的出水具有一温差，所述温差发电片组通过所述温差发电，并通过电源输出端与所述控制系统电连接；
10.所述控制系统电连接所述水处理的电源，并于一蓄电池组以及一外电连接。
11.上述技术方案中的有关内容解释如下：
12.1．上述方案中，所述废热回收发电装置还包括过滤装置和热泵；
13.所述水处理排水的一路经所述过滤装置过滤之后进入所述热交换器，热交换器包括两路出水，一路出水至所述热泵，热交换器的另一路出水流经所述温差发电片组的第一侧。
14.2．上述方案中，所述换热媒介为所述水处理的排水。
15.3．上述方案中，所述废热回收发电装置还包括太阳能发电单元，该太阳能发电单元包括反射镜、集热器、第二热交换器、汽轮发电机组以及冷凝器；
16.所述反射镜的反射光路对应所述集热器设置，所述集热器包括集热腔、高温媒介管路以及低温媒介管路，两媒介管路中流通有所述换热媒介，并均与所述第二热交换器连通，其中高温媒介管路中的换热媒介流经所述温差发电片组的第二侧；
17.所述第二热交换器包括气体管路以及液体管路，所述气体管路连通所述汽轮发电机组，所述液体管路连通所述冷凝器，该冷凝器与汽轮发电机组的液体流出管路连通；
18.所述汽轮发电机组电连接所述控制系统。
19.本实用新型的工作原理及优点如下：
20.本实用新型缓解了水处理的用电问题，降低了对外界电网的用电需求，一定程度上满足了用电自持，尤其在出水温度较高的夏季，自发电能力尤为突出。综上，本实用新型利用水处理的出水温度进行温差发电，通过清洁能源再生使用电自持成为可能，进而降低了对外电的依赖程度，使电能的消耗更加符合环保要求。
附图说明
21.附图1为本实用新型实施例废热回收发电装置方案一的结构框图；
22.附图2为本实用新型实施例废热回收发电装置方案二的结构框图。
23.以上附图中：1．热交换器；2．温差发电片组；3．控制系统；4．蓄电池组；5．过滤装置；6．热泵；7．外电；8．反射镜；9．集热器；10．第二热交换器；11．汽轮发电机组；12．冷凝器；13．高温媒介管路；14．低温媒介管路；15．气体管路；16．液体管路；17．液体流出管路；18．电源。
具体实施方式
24.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
25.实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。
26.本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。
27.关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。
28.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
29.关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。
30.参见附图1所示，一种水处理排水的废热回收发电装置，包括温差发电单元，该温差发电单元包括电源输出，该电源输出电连接水处理设备的电源18。
31.所述废热回收发电装置还包括热交换器1，所述温差发电单元包括温差发电片组2、控制系统3以及蓄电池组4。
32.沉淀池出水的一路进入所述热交换器1，经该热交换器1进行换热。所述热交换器1
的出水流经所述温差发电片组2的第一侧，一换热媒介流经所述温差发电片组2的第二侧，所述换热媒介与所述热交换器1的出水具有一温差，所述温差发电片组2通过所述温差发电，并通过电源输出端与所述控制系统3电连接。
33.所述温差发电片组2由热电材料所组成，以bi-te材料为代表。温差发电技术为现有技术，温差发电片组2的具体选型、实施为本领域技术人员所熟知，本领域技术人员可根据需要灵活选择和调整，由于并非本案发明点，故不做赘述。
34.其中，所述废热回收发电装置还包括过滤装置5和热泵6。
35.所述沉淀池出水的一路经所述过滤装置5过滤之后进入所述热交换器1，热交换器1包括两路出水，一路出水至所述热泵6，热交换器1的另一路出水流经所述温差发电片组2的第一侧。
36.通过热泵6可进行冬季供热或夏季制冷，在冬季制热时：热源为热交换器1出水，冷源为冷空气；在夏季制冷时：热源为热空气，冷源为热交换器1出水。
37.所述热交换器1的出水为与沉淀池出水温度不同的异温出水，夏季异温出水的水温高于沉淀池出水的水温，冬季异温出水的水温低于沉淀池出水的水温。由此，将沉淀池出水与异温出水分别流经温差发电片组2的两侧，分别构成温差发电片组2的冷源和热源，从而产生电流。
38.其中，所述控制系统3电连接所述蓄电池组4，并与一外电7（即外界电网，如220v市电）连接；通过所述控制系统3的控制将温差发电片组2的发电、蓄电池组4的放电以及外电7中的至少一者作为供电来源，以此实现多路供电，进而起到类似ups的工作效果。所述控制系统3可以是诸如单片机等微处理器，或pc等上位机。外电7所供交流电和蓄电池组4所提供的电流，经所述控制系统3变压、整流、滤波和稳压后，转换为直流电，用于为第一电源和第二电源供电。所述控制系统3的具体实施方式以及工作原理为本行业公知的现有技术。本领域技术人员可根据实际需要灵活选择所需要的控制系统3，并调整控制系统3的实施细节。由于控制系统3并非本案发明点，故本文不做赘述。
39.所述控制系统3控制蓄电池组4对温差发电片组2的发电进行储存。温差发电所产生的电流通过控制系统3中的检测模块检测其电压和电流大小，通过脉冲宽度调制模块对其进行调控，使其符合蓄电池组4的充电要求，以将电能储存于蓄电池组4内；该存储技术为本领域技术人员所掌握的现有技术，由于并非本案发明点，故不做赘述。
40.其中，当温差发电片组2两侧的温差不大时，控制系统3停止其供电工作，并开启蓄电池组4对温差发电片组2的发电进行储存，同时控制系统3开启外电7供电模式；当蓄电池组4充电完毕，可替代外电7进行供电。
41.其中，如图1所示，所述换热媒介可为所述沉淀池的出水。
42.或者，如图2所示，所述废热回收发电装置还包括太阳能发电单元，该太阳能发电单元包括反射镜8、集热器9、第二热交换器10、汽轮发电机组11以及冷凝器12。
43.所述反射镜8对太阳光进行反射，其反射光路对应所述集热器9设置，所述集热器9包括集热腔、高温媒介管路13以及低温媒介管路14，两媒介管路中流通有所述换热媒介，并均与所述集热腔及所述第二热交换器10连通，其中高温媒介管路13中的换热媒介流经所述温差发电片组2的第二侧，其温度高于所述热交换器1的出水温度。
44.所述第二热交换器10包括气体管路15以及液体管路16，所述气体管路15连通所述
汽轮发电机组11，所述液体管路16连通所述冷凝器12，该冷凝器12与汽轮发电机组11的液体流出管路17连通。
45.所述汽轮发电机组11电连接所述控制系统3。
46.其中，媒介管路中的换热媒介可使用如熔盐等载热工质，太阳光经反射镜8反射至集热器9后，对集热腔中的熔盐进行加温熔化，熔化后的熔盐经由高温媒介管路13进入第二热交换器10，通过换热将第二热交换器10中的液态水加热为水蒸气，一方面换热媒介随之温度下降、热量降低，然后进入低温媒介管路14中，并被泵送回集热器9中继续载热；另一方面水蒸气推动汽轮机旋转发电，产生的电流通过控制系统3变压、整流、滤波和稳压后转换为直流电，用于第一电源和第二电源的电解反应；水蒸气因温度下降、热量降低，进一步经冷凝器12冷凝为液态水，回流至第二热交换器10中继续载热。
47.现就本实用新型的工作原理说明如下：
48.本实用新型缓解了水处理的用电问题，降低了对外界电网的用电需求，一定程度上满足了用电自持，尤其在出水温度较高的夏季，自发电能力尤为突出。综上，本实用新型利用水处理的出水温度进行温差发电，通过清洁能源再生使用电自持成为可能，进而降低了对外电的依赖程度，使电能的消耗更加符合环保要求。
49.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。