CN102295302A - 应用设置在太阳能风力发电站内的制盐设施的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用设置在太阳能风力发电站内的制盐设施的方法，其特别之处是在将制盐设施置于太阳能风力发电站内，在发电站风筒下部设置风动叶轮，风动叶轮连接离心喷雾甩盘；在离心喷雾甩盘上部设置一吸气罩和冷凝管；冷凝管的中段位于卤水池底部；冷凝管中设有一电动风扇；风动叶轮带动甩盘快速旋转，卤水被雾化迅速除去水分，含盐部分落入卤水池中；蒸发的水分形成水蒸气上升，进入吸气罩内，被电动风扇抽入冷凝管中；水蒸气经过位于卤水池底部的被海水冷却的冷凝管，遇冷凝结成蒸馏水，流入淡水池中；其中由水蒸气冷凝为蒸馏水的潜热通过冷凝管被卤水池中的海水吸收；本发明提高了制盐效率，并收集了蒸馏水。

Description

应用设置在太阳能风力发电站内的制盐设施的方法

技术领域

本发明属于生态工程技术领域，尤其是涉及一种利用自然能源制盐的方法。

背景技术

    制盐的方法有煮盐、太阳能蒸发晒盐、冷冻法、真空蒸发和热压蒸发等。除了太阳能蒸发晒盐，其余的方法几乎都要消耗大量能源。由于晒盐是利用太阳能和风能蒸发水分浓缩卤水，因此是最为经济和环保的传统制盐方式。然而，虽然目前晒盐采用了较先进的逐级浓缩的方法，使生产效率有所提高，但仍然是依靠各级卤水池水面的自然蒸发使卤水逐渐浓缩原理。其不足之处是水分蒸发慢，下雨天和晚上几乎不能作业，其效率低下，严重制约了晒盐企业的发展；而且其蒸发的水分白白浪费，也令人痛惜。探索一种太阳能风能高效晒盐方法，克服传统晒盐效率低的缺点，以及收集蒸发的水分为蒸馏水，对晒盐企业增效和低碳经济的发展都具有重大促进作用。

发明内容

本发明的目的是针对目前晒盐主要是利用卤水池水面自然蒸发，效率低的问题，以及不能收集蒸发的水分的现状，提出这样一种制盐方法：第一，在不改变各级卤水池面积和不消耗能源的情况下，扩大水分蒸发的面积，增加蒸发水分的温度和气流速度，提高水分蒸发的效率。第二，收集蒸发的水蒸气制作蒸馏水。第三，储存的太阳热能，可以在雨天和晚上继续蒸发水分制盐和制作蒸馏水。

本发明的主要技术方案：将制盐设施置于现有技术的太阳能风力发电站内，充分利用发电站的薄膜大棚内空气温度高、气流速度快的特点，将卤水雾化，加速水分蒸发和回收水蒸气成蒸馏水。

本发明的具体技术装置是这样实现的：它包括太阳能风力发电站的大棚、风筒和风筒中的多只风力发电机，其特征是制盐的各级卤水池置于大棚内；在风筒下部设置至少一只风动叶轮，风动叶轮下方用轴连接一离心喷雾甩盘；甩盘上部设置一水泵；

在离心喷雾甩盘上部设置一吸气罩和冷凝管；冷凝管的一端连通吸气罩，另一端与淡水池连通，中段位于卤水池底部；冷凝管中设有一电动风扇；

大棚的周边下部设有蒸馏水槽和盐库，盐库中设有黑色的金属吸热板；大棚与风筒连接处设有阻挡水蒸气的挡板；

本发明的制盐和收集蒸馏水的方法是这样实现的：

在卤水池中加入海水，太阳辐射进薄膜大棚内，大棚内的空气和卤水池中的海水吸收太阳热，生成水蒸气和热空气上升，其中的一部分水蒸气上升至大棚遇冷，凝结成水滴，沿大棚的斜面淌下，落入蒸馏水槽；其余的水蒸气和热空气流向风筒，再沿风筒上升，带动风筒中的多只风力发电机发电和风动叶轮转动；

风动叶轮带动离心喷雾甩盘快速旋转，水泵将卤水池中的卤水输送到甩盘上，卤水被快速旋转的甩盘甩出，使卤水分散成很细的像雾一样的微粒，热空气与微粒接触，瞬间将微粒中的一大部分水分蒸发除去，其余的含有盐和杂质部分以及残留水分落入卤水池中；

蒸发的水分形成水蒸气上升；由于电动风扇抽走了吸气罩内的空气，使吸气罩内形成负压，使上升的水蒸气进入吸气罩内，被电动风扇抽入冷凝管中；水蒸气经过位于卤水池底部的被海水冷却的冷凝管，遇冷凝结成蒸馏水，流入淡水池中；其中由水蒸气冷凝为蒸馏水的潜热通过冷凝管被卤水池中的海水吸收； 

外界的空气从大棚的多只进风口进入棚内；

同时，盐库中的黑色金属吸热板也吸收太阳辐射热，其热量传导于盐，使盐储存热量；

在无阳光的时间段内，盐和卤水池中的海水释放热量，加热大棚内的空气，海水继续蒸发，继续产生蒸馏水；一部分水蒸气和热空气继续流向风筒，再沿风筒上升，带动风筒中的多只风力发电机发电和风动叶轮转动；

如此周而复始地蒸发海水、产生蒸馏水和发电，直至海水浓缩结晶成盐，该盐输入棚内的盐库，成为储热材料。

本发明与现有技术相比的特点和有益效果是：

一、利用太阳能风力发电站大棚内的快速气流和较高的温度以及风筒，使卤水雾化，增大水分蒸发面积，使水分在热空气中快速蒸发，使得卤水池在雨天和无阳光时段也可作业，提高了产盐效率。

而卤水池的水分和盐分是比岩石和泥土储热性能更好的材料，有利于在无阳光时段释放热能，使风筒内的风力发电机继续发电，提高了发电效率。

上述两者相辅相成，起到了相互促进作用。

二、由于使用了吸气罩、冷凝管等组成的水蒸气回收装置，以及太阳能风力发电站的大棚，使原先浪费的水蒸气回收为蒸馏水，而且将由水蒸气冷凝为蒸馏水时放出的潜热回收在卤水池内。

三、盐就近入库于在大棚内，使盐这一优良的储热材料物尽其用，从而在阴雨天和晚上时，盐释放热量，有利于继续蒸发水分、生产蒸馏水和发电。而且盐就近入库，减少了运输费用。

附图说明

下面结合图和实施例对本发明进一步说明。

图1是现有技术的太阳能风力发电站剖面示意图。

图2是图1中的A局部放大视图。

图3是制盐设施设置在太阳能风力发电站大棚内的剖面示意图。

图4是图3中的B局部放大视图。

图5是图3中的C局部放大视图。

图6是图5中的D局部放大视图。

图7是插入盐中的金属吸热板的外形示意图。

具体实施方式

晒盐的效率主要由水分蒸发的快慢决定的，而水分的蒸发主要取决于温度，气流速度和蒸发面积，下面围绕这三个因素来实施提高晒盐效率。

图1和图2显示的是现有技术中的太阳能风力发电站，它是一种利用太阳能产生的热气流推动风力发电机发电的装置。在发电装置所在处铺设大面积的透明塑料薄膜大棚1，阳光透过薄膜，被棚内地面吸收。阳光充足时，薄膜大棚和地面之间的空气可加热到20-50℃，大棚中心建有塔状风筒2，被晒热的空气流向风筒2内，再沿风筒2上升，带动风筒中的多只风力发电机3。即使外界风力为零级，风筒内的气流速度也能达到80米/秒，相当于飓风的速度。功率为1000千瓦的这种发电站，需建造一个直径10米、高300 米的风筒，覆盖地面的薄膜大棚的直径为400 米。

这个薄膜大棚和棚内较高的温度和流速较快的气流，正好用来加快各级卤水池4的水分蒸发。特别是在雨天，大棚起到遮雨的作用。并且，蒸发的水蒸气会在大棚1上凝结成水滴，沿大棚的斜面淌下，成为蒸馏水。另一方面，水的热容量相当高，1kg水可储存4.19kJ/℃的热能，而固体地面约为1.7 kJ/℃，只有水的4/10左右。卤水中的盐分更是储热良好的材料。在无阳光的时间段内，水和盐分储存的热量反过来可以为风筒2中的风力发电机3提供发电的风能。

在增加蒸发面积方面：本发明在风筒2下部设置至少一只风动叶轮51（见图5），风动叶轮下方用轴52连接一离心喷雾甩盘53；甩盘上部设置一水泵54；风动叶轮带动离心喷雾甩盘快速旋转（可以用变速箱调节速度），水泵将卤水池4中的卤水输送到甩盘上，卤水被快速旋转的甩盘甩出，使卤水分散成很细的像雾一样的微粒，也就是增大水分蒸发面积，热空气与微粒接触，瞬间将微粒中的一大部分水分蒸发除去，其余的含有盐和杂质部分以及残留水分落入卤水池中；蒸发的水分形成水蒸气上升； 

为了收集水蒸气制成蒸馏水，本发明在离心喷雾甩盘53上部设置一吸气罩91和冷凝管92；冷凝管的一端连通吸气罩91，另一端与淡水池93连通（见图3），中段位于卤水池4底部；冷凝管中设有一电动风扇94（见图6）；

由于电动风扇94抽走了吸气罩91内的空气，使吸气罩91内形成负压，使上升的水蒸气进入吸气罩91内，被电动风扇94抽入冷凝管92中，水蒸气经过位于卤水池4底部的被海水冷却的冷凝管，遇冷凝结成蒸馏水，流入淡水池93中；其中由水蒸气冷凝为蒸馏水的潜热通过冷凝管被卤水池4中的海水吸收； 

（见图3和图4）大棚的周边下部设有蒸馏水槽6，从棚的斜面淌下来的蒸馏水可以流入蒸馏水槽内储存。

大棚的周边下部设有盐库7，因为盐是储存热的优良材料，但其热传导性较弱，所以本发明在盐上设有黑色的金属吸热板71（见图4和图7），黑色的金属吸热板吸收太阳热，通过其多只导热脚72，将热量分散传导给盐73；在无阳光的时间段内，盐反过来将热量传导给吸热板71，由吸热板在大棚中释放热量。

大棚与风筒的连接处设有阻挡水蒸气的挡板8（见图5）；这是为了让水蒸气能有更多的机会与大棚接触，产生蒸馏水。否则水蒸气很快会进入风筒2内，白白浪费。另一方面，水蒸气冷凝成水会放出潜热，其中的一部分潜热会返回在大棚内。水在蒸发时，要吸收汽化热，会损失大棚内的一部分温度，但只要适当增加大棚的面积，或者缩小卤水池的面积就可以了。

综上所述，本发明的制盐和收集蒸馏水的方法是这样实现的：

在卤水池4中加入海水，太阳辐射进薄膜大棚1内，大棚内的空气和卤水池中的海水吸收太阳热，生成水蒸气和热空气上升，基中的一部分水蒸气上升至大棚1遇冷，凝结成水滴，沿大棚的斜面淌下，落入蒸馏水槽6；其余的水蒸气和热空气流向风筒2内，再沿风筒内上升，带动风筒中的多只风力发电机3发电和风动叶轮51转动；

风动叶轮51带动离心喷雾甩盘53快速旋转，水泵54将卤水池4中的卤水输送到甩盘上，卤水被快速旋转的甩盘甩出（可以用变速箱调节速度），使卤水分散成很细的像雾一样的微粒，热空气与微粒接触，瞬间将微粒中的一大部分水分蒸发除去，其余的含有盐和杂质部分以及残留水分落入卤水池中；

蒸发的水分形成水蒸气上升，由于电动风扇94抽走了吸气罩91内的空气，使吸气罩91内形成负压，使上升的水蒸气进入吸气罩91内，被电动风扇94抽入冷凝管92中，水蒸气经过位于卤水池4底部的被海水冷却的冷凝管，遇冷凝结成蒸馏水，流入淡水池93中，其中由水蒸气冷凝为蒸馏水的潜热通过冷凝管被卤水池4中的海水吸收； 

外界的空气从大棚的多只进风口10进入大棚内；

同时，盐库上的黑色金属吸热板71也吸收太阳辐射热，其热量传导于盐73，使盐储存热量；

在无阳光的时间段内，盐和卤水池中的海水释放热量，加热大棚内的空气，海水继续蒸发，继续产生蒸馏水；一部分水蒸气和热空气继续流向风筒2，再沿风筒上升，带动风筒中的多只风力发电机3发电和风动叶轮51转动；

如此周而复始地蒸发海水、产生蒸馏水和发电，直至海水浓缩结晶成盐（现有技术），该盐输入大棚内的盐库7，成为储热材料。若有需要，则可从盐库从向外界输出盐。

Claims (1)

1. 一种应用设置在太阳能风力发电站内的制盐设施的方法，它包括太阳能风力发电站的大棚、风筒和风筒中的多只风力发电机，其特征是制盐的各级卤水池置于大棚内；在风筒下部设置至少一只风动叶轮，风动叶轮下方用轴连接一离心喷雾甩盘；甩盘上部设置一水泵；

在离心喷雾甩盘上部设置一吸气罩和冷凝管；冷凝管的一端连通吸气罩，另一端与淡水池连通，中段位于卤水池底部；冷凝管中设有一电动风扇；

大棚的周边下部设有蒸馏水槽和盐库，盐库中设有黑色的金属吸热板；大棚与风筒连接处设有阻挡水蒸气的挡板；

在卤水池中加入海水，太阳辐射进薄膜大棚内，大棚内的空气和卤水池中的海水吸收太阳热，生成水蒸气和热空气上升，其中的一部分水蒸气上升至大棚遇冷，凝结成水滴，沿大棚的斜面淌下，落入蒸馏水槽；其余的水蒸气和热空气流向风筒，再沿风筒上升，带动风筒中的多只风力发电机发电和风动叶轮转动；

风动叶轮带动离心喷雾甩盘快速旋转，水泵将卤水池中的卤水输送到甩盘上，卤水被快速旋转的甩盘甩出，使卤水分散成很细的像雾一样的微粒，热空气与微粒接触，瞬间将微粒中的一大部分水分蒸发除去，其余的含有盐和杂质部分以及残留水分落入卤水池中；

蒸发的水分形成水蒸气上升；由于电动风扇抽走了吸气罩内的空气，使吸气罩内形成负压，使上升的水蒸气进入吸气罩内，被电动风扇抽入冷凝管中；水蒸气经过位于卤水池底部的被海水冷却的冷凝管，遇冷凝结成蒸馏水，流入淡水池中；其中由水蒸气冷凝为蒸馏水的潜热通过冷凝管被卤水池中的海水吸收； 

外界的空气从大棚的多只进风口进入棚内；

同时，盐库中的黑色金属吸热板也吸收太阳辐射热，其热量传导于盐，使盐储存热量；

在无阳光的时间段内，盐和卤水池中的海水释放热量，加热大棚内的空气，海水继续蒸发，继续产生蒸馏水；一部分水蒸气和热空气继续流向风筒，再沿风筒上升，带动风筒中的多只风力发电机发电和风动叶轮转动；

如此周而复始地蒸发海水、产生蒸馏水和发电，直至海水浓缩结晶成盐，该盐输入棚内的盐库，成为储热材料。

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