CN117980048A - 包括机械蒸汽再压缩mvr子系统的能量系统和产生能量的方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种包括机械蒸汽再压缩(MVR)子系统(3)的能量系统(1、1'、1")。MVR子系统(3)被布置成接收液体并且被布置成从液体产生压缩蒸汽并且加热所接收的液体。能量系统(1、1'、1")包括连接到MVR子系统(3)的加热子系统(5、5'、5")，该加热子系统(5、5'、5")被布置成使用压缩蒸汽的分支部分和/或被加热液体的至少一部分来产生能量。还公开了一种产生能量的方法。
Description
技术领域
本公开涉及一种包括机械蒸汽再压缩(mechanical vapor recompression,MVR)子系统的能量系统，尤其涉及一种包括MVR液体净化子系统的能量系统。此外，本公开涉及一种用于使用MVR子系统产生能量的方法。
背景技术
机械蒸汽再压缩(MVR)是一种使用鼓风机、压缩机或喷气喷射器进行压缩的蒸发方法，并通过压缩提高产生的蒸汽的压力、密度和温度。
因此，蒸汽可以作为被浓缩的蒸汽的“母”液或溶液的加热介质。如果没有压缩，蒸汽将处于与其“母”液/溶液相同的温度，并且不可能发生热传递。
下面将简要讨论技术领域内的一些专利文件。
在US10793483中描述了一种系统，该系统使用机械蒸汽再压缩蒸发器(MVR)从离心机接收液体馏分，并且通过机械蒸汽再压缩蒸发液体馏分以产生载有氨的水蒸气和浓缩营养浆料。该系统包括干燥器以及氨汽提塔组件，干燥器用于将营养浆料干燥至选定的水分含量以作为复合肥料中的成分；氨汽提塔组件用于从MVR接收载有氨的水蒸气并且从MVR中沉淀硫酸铵盐和冷凝水作为分离产物。
在EP2716341中描述了一种用于通过机械蒸汽再压缩进行液体处理的系统和方法，该系统和方法包括固定的流体密封蒸发器壳体。该壳体包括用于将要蒸发的液体输送到壳体中的入口和用于通过蒸发浓缩的液体的壳体的出口以及用于排出通过蒸发从液体中蒸发掉的蒸汽的壳体的出口。该壳体包括安装在公共水平轴上的壳体内的多个加热元件，所述加热元件中的每一个具有用于与壳体内的待蒸发的所述液体接触的外表面，并且具有用于对介质进行加热的内部通道以及用于对介质进行加热的元件入口和元件出口。
在EP3689449中描述了一种用于在组合化学过程中使用机械蒸汽再压缩进行能量回收的系统。
尽管已知的系统工作良好，但是需要以有效的方式改进能量的利用。
因此，本公开的一般目的是实现一种包括机械蒸汽再压缩(MVR)子系统的能量系统，该能量系统具有对来自MVR子系统的能量进行改进利用的条件。此外，本公开的目的是实现一种以有效的方式使用MVR子系统产生的能量的改进方法。
发明内容
通过根据独立权利要求的本公开实现了上述目的。
在从属权利要求中阐述了优选实施例。
根据一个方面，本公开涉及一种能量系统，该能量系统包括机械蒸汽再压缩MVR子系统，该机械蒸汽再压缩MVR子系统被布置成接收液体并且被布置成从所述液体产生压缩蒸汽并且加热所接收的液体。MVR子系统被布置作为闭环蒸汽MVR子系统，该闭环蒸汽MVR子系统被布置成再利用产生的蒸汽。MVR子系统是被布置成根据本领域中已知的MVR原理操作的子系统，其中，压缩蒸汽被再利用。MVR子系统以MVR技术特有的特定方式进行布置。
该能量系统包括加热子系统，该加热子系统连接到MVR子系统并且被布置成使用被加热的压缩蒸汽的分支部分和/或液体的至少一部分来产生热能。
被加热的液体的至少一部分意味着被加热液体的整个体积可以用在加热子系统中，或者被加热液体的一部分可以用在加热子系统中。
因为能量系统包括连接到MVR子系统的加热子系统，所以由MVR子系统产生的一部分能量可以用在加热子系统中。
因此，加热子系统可以通过使用MVR子系统中产生的压缩蒸汽的分支部分来产生热能，从而利用由MVR子系统产生的一部分能量。
作为替代方案，加热子系统可以通过使用被加热液体的至少部分来产生能量(例如热能)，从而利用由MVR子系统产生的一部分能量。
作为进一步的替代方案，加热子系统可以通过使用MVR子系统中产生的压缩蒸汽的分支部分以及在MVR子系统中被加热的液体的至少部分来产生能量(例如热能)，从而利用由MVR子系统产生的一部分能量。
因此，提供了一种能量系统，该能量系统具有以有效方式利用MVR子系统中产生的一部分能量以产生热能的条件，该热能可以用于例如区域供暖、建筑物供暖，用作能量存储或可以利用热能的类似用途。
因此，提供了一种改进的能量系统，该能量系统具有对由MVR子系统产生的能量进行改进利用的条件。
因此，实现了上述目的。
可选地，加热子系统包括至少一个热交换器，至少一个热交换器被布置成在压缩蒸汽的分支部分和/或被加热的液体的至少部分与流过至少一个热交换器的加热子系统的至少一种加热介质之间提供热交换。
因此，加热子系统可以通过使用至少一个热交换器中的第一热交换器来利用由MVR子系统产生的一部分能量，所述第一热交换器在压缩蒸汽的分支部分和加热子系统的至少一种加热介质中的第一介质之间提供热交换，该第一介质流过第一热交换器。
作为替代方案，加热子系统可以通过使用至少一个热交换器中的第二热交换器来利用由MVR子系统产生的一部分能量，所述第二热交换器在被加热的液体的至少部分和加热子系统的至少一种加热介质中的第二介质之间提供热交换，该第二介质流过第二热交换器。
作为进一步的替代方案，加热子系统可以通过使用第一热交换器和第二热交换器来利用由MVR子系统产生的一部分能量，第一热交换器和第二热交换器可以被布置成与在相应热交换器中单独加热的压缩蒸汽的部分和液体的至少部分进行热交换，或者使用两种不同的加热介质或一种常见的加热介质来彼此结合。
可选地，加热子系统直接连接到MVR子系统，并且被布置成直接接收压缩蒸汽的分支部分和/或被加热的液体的至少部分。
因此，加热子系统可以通过直接使用压缩蒸汽的部分来利用由MVR子系统产生的一部分能量。
作为替代方案，加热子系统可以通过直接使用被加热的液体的至少部分来利用由MVR子系统产生的一部分能量。
作为进一步的替代方案，加热子系统可以通过直接使用压缩蒸汽的部分和被加热的液体的至少部分来利用由MVR子系统产生的一部分能量。
可选地，MVR子系统是MVR液体净化子系统。因此，提供了一种改进的能量系统，该能量系统具有通过MVR子系统产生纯液体并且通过连接到MVR子系统的加热子系统产生能量的条件。
可选地，MVR液体净化子系统是MVR水脱盐子系统。
可选地，液体是水，并且被加热的液体是被加热的清洁水。因此，提供了一种进一步改进的能量系统，该能量系统具有通过MVR子系统产生纯淡水并且通过连接到MVR子系统的加热子系统产生能量的条件。
可选地，至少一种加热介质是水。
根据另一方面，本公开涉及一种使用能量系统产生能量的方法，该能量系统包括机械蒸汽再压缩(MVR)子系统，该MVR子系统被布置成接收液体并且被布置成从液体产生压缩蒸汽并且加热所接收的液体。MVR子系统被布置作为闭环蒸汽MVR子系统，闭环蒸汽MVR子系统被布置成再利用所产生的蒸汽。该方法包括：
将加热子系统连接到MVR子系统，以及
使用压缩蒸汽的分支部分和/或被加热液体的至少部分来产生热能。
因为加热子系统连接到MVR子系统，所以由MVR子系统产生的能量的一部分可以用在加热子系统中。
因此，加热子系统可以通过使用MVR子系统中产生的压缩蒸汽的分支部分来利用由MVR子系统产生的一部分能量。
作为替代方案，加热子系统可以通过使用MVR子系统中被加热的液体的至少部分来利用由MVR子系统产生的一部分能量。
作为进一步的替代方案，加热子系统可以通过使用压缩蒸汽的分支部分并且通过使用被加热液体的至少部分来利用MVR子系统产生的一部分能量。
因此，提供了一种改进的用于产生能量的方法。因此，实现了上述目的。
可选地，该方法包括：
提供压缩蒸汽的部分和/或被加热液体的至少部分与加热子系统的至少一种加热介质之间的热交换。
可选地，该方法包括：
在加热子系统和MVR子系统之间提供直接连接，用于将压缩蒸汽的部分和/或被加热液体的至少部分直接供应到加热子系统。
附图说明
图1示出了根据一些实施例的能量系统的示意图，
图2示出了根据一些进一步的实施例的能量系统的示意图，
图3示出了根据一些又进一步的实施例的能量系统的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述具有MVR子系统的能量系统。在附图中，相同或相似的项目具有相同的附图标记。此外，项目和附图不一定是按比例的，而是强调说明本发明的原理。
参考图1，根据一些实施例，示出了包括机械蒸汽再压缩MVR子系统3的能量系统1。
MVR子系统3是本领域的公知常识，因此在本文中不进行详细描述。MVR子系统3被布置作为闭环蒸汽MVR子系统，闭环蒸汽MVR子系统被布置成再利用所产生的蒸汽。MVR子系统3被布置成根据本领域中已知的MVR原理操作的子系统，其中，压缩蒸汽被再利用。MVR子系统3以MVR技术特有的特定方式布置。
能量系统1包括机械蒸汽压缩(MVR)子系统3。被布置成接收液体并且被布置成从液体产生压缩蒸汽并且加热所接收的液体。液体通过液体供应管线2被供应到MVR子系统3。压缩蒸汽通过压缩蒸汽管线4被输送。被加热的液体通过加热液体管线6被输送。
液体可以是水，或者液体可以是任何其他液体或液体和/或其他材料(例如固体、聚合物、脂肪醇、油、添加剂、可溶性或不可溶性颗粒和包括离子流体的分子系统)的混合物。被加热的液体则可以是被加热的清洁水。因此，MVR子系统3可以是MVR液体净化子系统，特别是MVR水脱盐子系统。
根据图1中所示的实施例，能量系统1包括通过加热液体管线6连接到MVR子系统3的加热子系统5。加热子系统5被布置成使用被加热的液体来产生能量，例如热能。加热子系统5通过加热液体管线6直接连接到所述MVR子系统3。
作为替代方案，加热子系统5可以通过直接使用压缩蒸汽的一部分来利用由MVR子系统3产生的一部分能量。该部分压缩蒸汽可以通过用虚线示出的压缩蒸汽部分管线8供应到加热子系统5。因此，加热子系统5可以通过压缩蒸汽部分管线8直接连接到MVR子系统3，该压缩蒸汽部分管线8将压缩蒸汽的一部分供应到加热子系统5。
因此，由MVR子系统3产生的一部分能量可以根据以下替代方案通过将加热子系统5直接连接到MVR子系统来使用：
使用在MVR子系统3中被加热并且通过加热液体管线6供应到加热子系统5的液体，或者
使用在MVR子系统3中产生并且通过压缩蒸汽部分管线8供应的部分压缩蒸汽，或者
使用在MVR子系统3中被加热并且通过加热液体管线6供应到加热子系统5的液体，以及使用在MVR子系统3中产生并且通过压缩蒸汽部分管线8供应的部分压缩蒸汽。
根据一些实施例，被加热液体的一部分可以由加热子系统5使用。
参照图2，根据进一步的实施例示出了包括机械蒸汽再压缩(MVR)子系统3和加热子系统5'的能量系统1'。
根据图2所示的实施例，加热子系统5'包括热交换器7，该热交换器7被布置成在MVR子系统3中被加热并且通过另一个加热液体管线6'输送的液体与经由加热介质管线10流动的加热子系统5'的加热介质之间提供热交换。
作为替代方案，加热子系统5'可以包括另一个热交换器7'，该热交换器7'被布置成在通过另一个压缩蒸汽部分管线8'输送的压缩蒸汽的部分与经由另一个加热介质管线10'流动的另一种加热介质之间提供热交换。
因此，由MVR子系统3产生的一部分能量可以通过根据以下替代方案提供热交换而通过将加热子系统5'间接连接到MVR子系统3来使用：
布置具有热交换器7的加热子系统5'，热交换器7被布置成在MVR子系统3中被加热并且通过另一个加热液体管线6'输送的液体与经由加热介质管线10流动的加热子系统5的加热介质之间提供热交换，或者
布置具有另一个热交换器7'的加热子系统5'，该热交换器7'被布置成在通过另一个压缩蒸汽部分管线8'输送的压缩蒸汽的部分与经由另一个加热介质管线10'流动的另一种加热介质之间提供热交换，或者
布置具有热交换器7并且具有另一个热交换器7'的加热子系统，热交换器7被布置成在MVR子系统3中加热并且通过另一个加热液体管线6'输送的液体与经由加热介质管线10流动的加热子系统5'的加热介质之间提供热交换，热交换器7'被布置成在通过另一个压缩蒸汽部分管线8'输送的压缩蒸汽的部分与经由另一个加热介质管线10'流动的另一种加热介质之间提供热交换。
加热介质和另一种加热介质可以是水或包括氟利昂或氨或其他合适的物质的介质。
参考图3，根据一些进一步的实施例示出了包括机械蒸汽再压缩MVR子系统3和加热子系统5"的能量系统1"。
根据图3中所示的实施例，所示出的能量系统1"是图1中所示的能量系统1和图2中所示的能量系统1'的组合。因此，在图3中示出了能量系统1"，示出了加热子系统5"与MVR子系统3的可能连接，使用了结合图1和图2描述的可能的直接和间接连接替代方案。
加热子系统5、5'和5"可以是区域供暖系统、建筑物供暖系统、能量存储系统或适于使用热能来产生诸如热能之类的能量的类似的系统。
通过本申请，箭头示出相应行中的流动方向。
Claims (8)
1.一种能量系统(1、1'、1")，包括机械蒸汽压缩MVR子系统(3)，所述机械蒸汽压缩MVR子系统(3)被布置成接收液体，并且被布置成从所述液体产生压缩蒸汽并且加热所接收的液体，其中，所述MVR子系统(3)被布置作为闭环蒸汽MVR子系统，所述闭环蒸汽MVR子系统被布置成再利用所产生的蒸汽，
其特征在于
所述能量系统(1、1'、1")包括加热子系统(5、5'、5")，所述加热子系统(5、5'、5")连接到所述MVR子系统(3)并且被布置成使用所述压缩蒸汽的分支部分和/或被加热的所述液体的至少一部分来产生热能。
2.根据权利要求1所述的能量系统(1'、1")，其中，所述加热子系统(5'、5")包括至少一个热交换器(7、7')，所述热交换器(7、7')被布置成在所述压缩蒸汽的分支部分和/或被加热的所述液体的至少所述部分与流过所述至少一个热交换器(7、7')的所述加热子系统(5'、5")的至少一种加热介质之间提供热交换。
3.根据权利要求1或2所述的能量系统(1、1'、1")，其中，所述加热子系统(5、5'、5")直接连接到所述MVR子系统(3)，并且被布置成直接接收所述压缩蒸汽的分支部分和/或被加热液体的至少所述部分。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的能量系统(1、1'、1")，其中，所述MVR子系统(3)是MVR液体净化子系统。
5.根据权利要求4所述的能量系统(1、1'、1")，其中，所述MVR液体净化子系统是MVR水脱盐子系统。
6.一种使用能量系统(1、1'、1")产生能量的方法，所述能量系统(1、1'、1")包括机械蒸汽压缩MVR子系统(3)，所述机械蒸汽压缩MVR子系统(3)被布置成接收液体并且被布置成从所述液体产生压缩蒸汽并且加热所接收的液体，其中，所述MVR子系统(3)被布置作为闭环蒸汽MVR子系统，所述闭环蒸汽MVR子系统被布置成再利用所产生的蒸汽，
其特征在于
所述方法包括：
将加热子系统(5、5'、5")连接到所述MVR子系统(3)，以及
使用所述压缩蒸汽的分支部分和/或被加热的所述液体的至少一部分，以通过所述加热子系统(5、5'、5")产生热能。
7.根据权利要求6所述的方法，包括：
在压缩蒸汽的所述部分和/或被加热液体的至少所述部分与所述加热子系统(5'、5")的至少一种加热介质之间提供热交换。
8.根据权利要求6或7所述的方法，包括：
在所述加热子系统(5、5'、5")和所述MVR子系统(3)之间提供直接连接，用于将压缩蒸汽的所述部分和/或被加热液体的至少所述部分直接供应到所述加热子系统(5、5'、5")。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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