申请日2006.02.17
公开(公告)日2006.10.11
IPC分类号C02F1/22; C02F103/08; F01D15/10
摘要
本发明公开了一种海水淡化，污水净化及发电的方法及装置，属于海水淡化，污水净化及发电技术领域，它是通过冷冻法海水淡化或污水净化过程中产生冰，然后用冰做冷凝系统的冷凝物质，通过热源系统加热蒸发器中的低沸点工质，使之汽化，产生高压蒸汽，将高压蒸汽通入汽轮机并推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机发电;高压蒸汽进入冷凝器，由冷凝系统将其冷凝成液态，将冷凝成液态的低沸点工质再送入蒸发器内，进行下一循环工作;将冰融化后而得到淡水。本发明将两个不同行业的技术巧妙地结合在一起，解决了长期以来，单纯靠海水淡化或污水净化技术无法解决的能耗和综合成本过高的问题，并同时为可再生能源的利用开辟了一条行之有效的技术方案。
权利要求书
1.一种海水淡化，污水净化及发电的方法，其特征是，包括以下步骤： 通过冷冻法海水淡化或污水净化过程中产生冰，然后用冰做冷凝系统的冷凝物 质，通过热源系统加热蒸发器中的低沸点工质，使之汽化，产生高压蒸汽，所述 热源系统是温度高于冷凝系统，并可将热量传导给低沸点工质蒸发器的系统;将 高压蒸汽通入汽轮机并推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机发电;高压蒸汽进入 冷凝器，由冷凝系统将其冷凝成液态，所述冷凝系统是储冰冷凝系统;储冰冷凝 系统由储冰装置以及设置在储冰装置中的冰和冷凝器组成;将冷凝成液态的低沸 点工质再送入蒸发器内，进行下一循环工作;将冰融化后而得到淡水;将此淡水 多次冻冰循环工作，将冰融化后而得到高纯度淡水。
2.据权利要求1所述的海水淡化，污水净化及发电的方法，其特征是，冷凝 成液态的低沸点工质被设置在所述冷凝系统出口与所述热源系统入口之间的泵 送回所述热源系统的蒸发器，再由所述的蒸发器加热，开始下一工作循环。
3.根据权利要求1所述的海水淡化，污水净化及发电的方法，其特征是，所 述热源系统是太阳池热源系统或空气热源系统或普通太阳能加热系统或太阳能 加热系统或空气能加热系统或水热源系统或综合热源系统或可燃烧热源系统或 组合热源系统;所述太阳池热源系统由太阳池和设置在太阳池中的低沸点工质蒸 发器组成;所述空气热源系统由低沸点工质蒸发器和用于将热空气吹向低沸点工 质蒸发器的电风扇组成;所述太阳能加热系统由太阳能箱组，保温水箱，以及设 置在保温水箱中的水和低沸点工质蒸发器组成;所述太阳能箱组中的每一组太阳 能箱的箱体均由保温材料制成，箱体内表面由黑色吸光材料制成，箱体顶部由双 层真空玻璃或高透光多层内充气塑料膜构成;所述太阳能箱体内装有高透光水 袋，高透光水袋设置有入水口、出水口和放气口;所述高透光水袋的出水口与所 述保温水箱连接;所述普通太阳能加热系统，由公知的太阳能热水器，保温水箱， 以及设置在保温水箱中的水和低沸点工质蒸发器组成;所述空气能加热系统为真 空系统，由空气能蒸发器、设置在储水箱内的空气能冷凝器和真空泵组成，空气 能蒸发器的顶部和底部分别通过连通管道与空气能冷凝器的顶部和底部连接，顶 部的连通管道与真空泵之间设置有真空抽气阀;所述空气能蒸发器的底部低于所 述空气能冷凝器的底部;所述储水箱的上部和下部分别设置有入水阀和出水阀; 所述水热源系统由储水装置以及设置在储水装置中的水和低沸点工质蒸发器组 成;所述综合热源系统设置有太阳能箱组和空气能加热系统，太阳能箱组中的每 一组太阳能箱的箱体均由保温材料制成，箱体内表面由黑色吸光材料制成，箱体 顶部由双层真空玻璃或高透光多层内充气塑料膜构成;所述太阳能箱体内装有高 透光水袋，高透光水袋设置有入水口、出水口和放气口;所述高透光水袋的出水 口与所述保温水箱连接;所述的空气能加热系统为真空系统，由空气能蒸发器、 设置在储水箱内的空气能冷凝器和真空泵组成，空气能蒸发器的顶部和底部分别 通过连通管道与空气能冷凝器的顶部和底部连接，顶部的连通管道与真空泵之间 设置有真空抽气阀;所述空气能蒸发器的底部低于所述空气能冷凝器的底部;所 述储水箱的上部和下部分别设置有入水阀和出水阀;所述可燃烧热源系统是用锅 炉或可燃烧器燃烧可燃烧物质将水加热，然后注入保温水箱中，由水加热保温水 箱中低沸点工质蒸发器而进行发电;可燃烧物质可以是秸杆或植物或木炭或沼气 或液化气或煤或石油或可燃烧垃圾或煤气等一切可燃烧的物质;所述可燃烧热源 系统由可燃烧器和可燃烧物质及保温水箱，以及设置在保温水箱中的水和低沸点 工质蒸发器组成;所述组合热源系统是由上述热源系统的自由组合而成。
4.一种海水淡化，污水净化及发电的装置，包括汽轮机及与该汽轮机连接 的发电机，其特征是，所述汽轮机的蒸汽入口连接有热源系统，所述汽轮机的蒸 汽出口连接有冷凝系统，热源系统与冷凝系统之间连接有连通管路。
5.根据权利要求4所述的海水淡化，污水净化及发电的装置，其特征是，所 述冷凝系统出口与所述热源系统入口之间通过管路连接有泵。
6.根据权利要求4所述的海水淡化，污水净化及发电的装置，其特征是，所 述冷凝系统是储冰冷凝系统，储冰冷凝系统由储冰装置以及设置在储冰装置中的 冰和冷凝器组成;所述冰由冷冻法海水淡化或污水净化过程中产生。
7.根据权利要求4所述的海水淡化，污水净化及发电的装置，其特征是，所 述热源系统是温度高于冷凝系统，并可将热量传导给低沸点工质蒸发器的系统; 所述热源系统由储热源装置和设置在储热源装置中的低沸点工质蒸发器组成。
8.根据权利要求4所述的海水淡化，污水净化及发电的装置，其特征是，所 述热源系统是太阳池热源系统或空气热源系统或普通太阳能加热系统或太阳能 加热系统或空气能加热系统或水热源系统或综合热源系统或可燃烧热源系统或 组合热源系统;所述太阳池热源系统由太阳池和设置在太阳池中的低沸点工质蒸 发器组成;所述空气热源系统由低沸点工质蒸发器和用于将热空气吹向低沸点工 质蒸发器的电风扇组成;所述太阳能加热系统由太阳能箱组，保温水箱，以及设 置在保温水箱中的水和低沸点工质蒸发器组成;所述太阳能箱组中的每一组太阳 能箱的箱体均由保温材料制成，箱体内表面由黑色吸光材料制成，箱体顶部由双 层真空玻璃或高透光多层内充气塑料膜构成;所述太阳能箱体内装有高透光水 袋，高透光水袋设置有入水口、出水口和放气口;所述高透光水袋的出水口与所 述保温水箱连接;所述普通太阳能加热系统，由公知的太阳能热水器，保温水箱， 以及设置在保温水箱中的水和低沸点工质蒸发器组成;所述空气能加热系统为真 空系统，由空气能蒸发器、设置在储水箱内的空气能冷凝器和真空泵组成，空气 能蒸发器的顶部和底部分别通过连通管道与空气能冷凝器的顶部和底部连接，顶 部的连通管道与真空泵之间设置有真空抽气阀;所述空气能蒸发器的底部低于所 述空气能冷凝器的底部;所述储水箱的上部和下部分别设置有入水阀和出水阀; 所述水热源系统由储水装置以及设置在储水装置中的水和低沸点工质蒸发器组 成;所述综合热源系统设置有太阳能箱组和空气能加热系统，太阳能箱组中的每 一组太阳能箱的箱体均由保温材料制成，箱体内表面由黑色吸光材料制成，箱体 顶部由双层真空玻璃或高透光多层内充气塑料膜构成;所述太阳能箱体内装有高 透光水袋，高透光水袋设置有入水口、出水口和放气口;所述高透光水袋的出水 口与所述保温水箱连接;所述的空气能加热系统为真空系统，由空气能蒸发器、 设置在储水箱内的空气能冷凝器和真空泵组成，空气能蒸发器的顶部和底部分别 通过连通管道与空气能冷凝器的顶部和底部连接，顶部的连通管道与真空泵之间 设置有真空抽气阀;所述空气能蒸发器的底部低于所述空气能冷凝器的底部;所 述储水箱的上部和下部分别设置有入水阀和出水阀;所述可燃烧热源系统是用锅 炉或可燃烧器燃烧可燃烧物质将水加热，然后注入保温水箱中，由水加热保温水 箱中低沸点工质蒸发器而进行发电;可燃烧物质可以是秸杆或植物或木炭或沼气 或液化气或煤或石油或可燃烧垃圾或煤气等一切可燃烧的物质;所述可燃烧热源 系统由可燃烧器和可燃烧物质及保温水箱，以及设置在保温水箱中的水和低沸点 工质蒸发器组成;所述组合热源系统是由上述热源系统的自由组合而成。
9.一种海水淡化或污水净化的方法，包括以下步骤：通过冷冻法将海水或 污水冻冰，将冰取出融化为水，多次将水冻冰，通过控制冰的冷冻速度，使水变 为纯净冰与较浓盐水或污水的混合体，然后，将冰取走或将较浓盐水排走，将冰 融化既可得到可直接用于工农业生产及人们的生活用水;也可将水全部冻成冰， 则先冻冰部位是淡水冰，最后冻冰部位是盐水冰，分取不同部位，即可得到淡水 与浓盐水或浓污水回收利用。
10.一种海水淡化或污水净化的装置，包括制冰装置和融冰装置，所述制冰 装置是一可盛水装置，当温度低于海水或污水冰点温度时，可将装置内的水冻成 冰;所述融冰装置，包括盛冰装置和装置内的热交换器，所述热交换器是温度高 于海水或污水冰点温度，并可将外界热量用于将冰融化的装置。
说明书
海水淡化，污水净化及发电的方法及装置
一、技术领域
本发明属于海水淡化，污水净化及发电技术领域，特别属于利用冷冻法海水 淡化，污水净化与发电相结合的方法及装置。
二、背景技术
冷冻法海水淡化技术在上世纪五六十年代曾被认为是最有希望的海水淡化 技术，在各国被广泛研究，但因设备及淡化成本过高而没有得到广泛的使用。现 引述《海水淡化技术与工程手册》(化学工业出版社，123页——128页)部分内 容用以说明现有技术状况，引述部分内容如下：
“冷冻法淡化技术的原理是基于无机盐和有机杂质在水中的分配系数比冰中 的分配系数大一到两个数量级的性质。一般来说，当水中含无机盐或其他有机质， 会降低其冰点。如果将水冷却到冰点以下，则纯净的水先结成冰，而无机盐或其 他有机杂质会留在原液中。当液体温度继续下降，随着大部分水逐渐结成冰，原 液中盐的浓度越来越高，到一定浓度后会和无机盐或其他有机质会一起结晶。
在结冰过程不太快、温度变化缓慢的情况下，冰块内部所含盐分很少。冰块 经过洗涤、加热融解就可以管道形式输送到所需要的地方。事实上，冷冻法所产 淡水中带的盐分大部分是因为冷冻过快或未充分洗掉冰表面的盐水而造成的。
冷冻海水可产生纯度相当高的冰。
6.1.2冷冻法淡化技术分类
冷冻法海水淡化，可分为自然冷冻法与人工冷冻法两大类。
自然冷冻法是利用冬季海水自然冷冻结冰，取冰融化而得淡水。此法虽受季 节及地区限制，但因无需消耗能量，而且产量很大，可以因地制宜加以采用。例 如我国渤海仅辽东湾一地，每年冬季结冰量可达2.5×109m38脱盐率最高可达 95%。如果能解决经济的收集和贮存方法，将可开辟一种新的水源。
人工冷冻法可分为：
直接冷冻法—冷冻剂与海水直接接触而使海水结冰;
间接冷冻法—利用低温冷冻剂与海水进行间接热交换使海水冷冻结冰。
根据冷冻剂的不同，直接冷冻法又可分为以下几种。
(1)真空蒸发式直接冷冻法以水本身为冷冻剂，部分海水绝热汽化，使其余 海水温度降低而结冰。在0℃附近，水的汽化潜热约为2510.4KJ/kg，冰的凝固约 为334.7KJ/kg。每1kg水汽化，约可使7.5kg水结冰。根据促使汽化方法的不 同，又分为：①蒸汽压缩式真空冷冻法;②蒸汽吸收式真空冷冻法。
(2)二次冷媒直接接触冷冻法外界加入冷冻剂使海水结冰。根据冷冻剂作用 原理不同，又分为：①加入冷冻剂法，由冷冻剂(常用为正丁烷)汽化吸热使海 水冷冻结冰;②形成水合物法，由冷冻剂与水形成水合物晶体，而使水自海水中 分离出来。
6.1.4冷冻法淡化的优缺点
人工冷冻法自1944年提出以来，由于方法本身的若干特点，引起了人们的 重视，并且得到了发展。目前世界上已有不少国家建立了冷冻法海水淡化中、小 型试验工厂。但这一方法也存在若干缺点，目前还不宜大规模应用。
(1)优点
①由于冰的融化热为334.7KJ/kg，仅是水的汽化热(在100℃时为 2259.4KJ/kg)的1/7，理论上过程本身所需能量要比蒸馏法低。根据某 试验工厂的蒸汽压缩式真空冷冻法海水淡化装置的运转结果，所需能量 约为12.7kW·h/t。
②由于在低温下操作，对所用材料的腐蚀轻，所以可以应用软钢、塑料及 铝合金等廉价的结构材料;
③由于排出的腐蚀生成物大为减少，因而避免了污染环境，例如对海洋生 物有致命危害的铜就可大为减少;
④没有结垢问题，故可省掉除钙、镁的预处理。
(2)缺点
①从冷冻过程中除去热量要比加热困难的多;
②为了除去妨碍冰结晶生成的热量，必须尽可能地扩大传热界面;
③含有冰结晶的悬浮体，输送、分离、洗涤困难，在输送过程中冰晶有可能 长大，堵塞管道;
④必须消耗部分产品淡水，用来洗涤冰结晶，才能保证产品水质。
6.2冷冻法淡化流程
6.2.1间接冷冻法
间接冷冻法流程：海水经预冷后进入冷冻室(结晶罐)内，再与蛇管内的冷冻 剂进行间接热交换，进一步降低温度，直至冰晶析出，冰和浓海水组成的淤浆， 送往洗涤装置内加以洗涤分离，浓海水经热交换器排出，洗净的冰晶则在融化器 内融化成淡水，该淡水少部分作为洗涤用水而送往洗涤分离器，余下的大部分淡 水则经热交换器作为产品排出。冷冻剂自成单独系统循环使用。
间接冷冻法存在的一些缺点有：
①因为是间接换热，要求换热面积较大;
②换热面上有冰结晶，换热系数小，换热速度慢;
③从换热面上取下冰晶，易损伤金属壁面。
6.2.2蒸汽压缩式真空冷冻法
此法自1960年开始研究，目前已投入商业化使用。一个日产淡水380立方米 的试验淡化装置流程：装置的主题为水转换器和对流洗涤塔。水转化器为高6m， 直径4m的圆筒，底部为带有旋转喷射搅拌的绝热真空结晶罐，上半部圆周边缘 为融化槽，顶部有一风量为1×104m3/min的主压缩机。对流洗涤塔为高5.8m 的同心圆筒结构，外筒直径4m，内筒直径为1.85m。海水进入脱气塔，经脱气处 理后进入多层铝质波纹板型热交换器，被产品淡水和浓海水预冷至-0.56℃，喷 入结晶罐中，罐内压力为3mmHg(海水冰点时水蒸气压力， 1mmHg=133.322Pa)，部分水汽化而吸热，致使部分海水结冰，控制浓缩率在2 左右，生成的冰-浓海水淤浆自底部进入对流洗涤塔，冰晶在上升过程中，被从 顶部喷下的洗涤水洗涤，洗净的冰晶在塔上部被旋转的刮刀集中到融化槽，融化 后即成为淡水。部分淡水作为洗涤水从洗涤塔顶部喷下，大部分经热交换器作为 产品排出。浓海水从洗涤塔中部流出，经热交换器排出。冷冻剂在辅助冷冻机与 冷却蛇管之间循环，除去外部进入系统的热量，以维持操作在低温下进行。所以 淡水的浓度为323mg/L。在冷冻法海水淡化中，这是被认为最有发展前途的一种 方法。
6.2.3蒸汽吸收式真空冷冻法
此法1960年开始试验运转。一个日产淡水为57立方米的试验装置流程：以 50%的溴化锂水溶液为吸收剂，当吸收冷冻器所产生的水蒸气，使海水不断汽化 而冷冻结冰，稀释了吸收剂经浓缩再生后循环使用。吸收剂再生时所得淡水，并 入产品淡水中。由洗涤塔分离出的浓海水，一部分循环进入冷冻器内，以维持器 内淤浆浓度为13%～20%左右，其余部分经热交换后排走。
6.2.4丁烷冷冻法
上述的真空冷冻法，是以海水中的水作为冷冻剂，因为处理大量的低压水蒸气， 压缩机容量就受限制，其单位设备生产淡水的能力，被局限再1100m3/d之内。 为了提高单位设备生产能力，采用正丁烷为冷冻剂的丁烷冷冻法。虽然正丁烷的 汽化热只有水的1/6，但其比容非常小，压缩机的处理量有可能是真空冷冻法的 800倍，因而单位设备生产淡水能力就可提高一百多倍。
自1946年提出丁烷冷冻之后，不仅作为海水淡化的方法，而且作为海水冷冻 浓缩制盐的方法，已有装置投入工业化使用。
以液态丁烷与预冷的海水在有桨型搅拌机的结晶罐内混合，压力稍低于大气 压，丁烷汽化吸热，使海水冷冻结冰。冰-浓海水淤浆经离心机分离、洗涤后送 入融化器，丁烷蒸汽经主压缩机压缩至101.33kPa以上，进入融化器与冰直接接 触，丁烷蒸汽液化，冰晶融化。形成的水-丁烷不互溶体系，借相对密度的不同 而分开。部分未液化的丁烷气体，再经副压缩机压缩液化。丁烷在过程中循环使 用。
热交换器1、2、3中，以汽油作为载热体，与淡水、海水及浓海水直接接触换 热，因此，所得淡水不宜饮用。
如果将上述流程略加变更，增加脱丁烷设备，即可获得饮水淡化。已有这种类 型的中型试验装置。在海水冰点附近时，水蒸气比容为3.1×102m3/kg，正丁 烷比容为0.39m3/kg。
二次冷媒冷冻法对冷冻剂的要求应是：无毒、无味、与水不互溶、沸点接近于 水的冰点、低廉等。”
同样的道理，对于污水的回收利用，也可以将其中的固体物过滤后，采用如 上所述的冷冻法进行净化。本文中所述污水，指将其中的固体物过滤后的污水。
另有一最新技术，现引述如下：
我首创利用海冰水灌溉农田
2005-11-16阅读次数：108次
本报讯(记者李大庆)对海边的人来说，淡水如金。千百年来看着汪洋海水不 能用于农耕，多少人扼腕叹息!然而，中国科学家将渤海海冰作为淡水资源加以利用， 灌溉农田，养殖淡水鱼，终于在世界上做出了一项具有原始创新性的工作。
自2004年1月起，北京师范大学联合国家海洋环境监测中心、天津大学、大连理工 大学、河北中捷友谊农场等单位，开展了“渤海海冰资源开发与农业综合利用技术研 究”。据该课题总负责人、北师大副校长史培军教授介绍，课题组根据海冰微结构特点， 利用离心原理对冰体内的卤水泡进行分离，利用控温方法扩充冰内的盐水通道，攻克了 海冰固态淡化的关键技术，自主研制出了海冰离心脱盐机、海冰控温冻融脱盐装置、海 冰重力脱盐装置、海冰融水反渗透脱盐设备，完成了陆基海冰采集、脱盐、储运全过程 的现场试验，在海冰采集淡化小试工艺流程中获得了技术参数和成本参数。课题组完成 了海冰水灌溉对14种粮食作物、经济作物、饲料作物的产量以及对土壤含盐量的影响分 析，完成了海冰水百亩农田灌溉试验示范，提出了适宜不同盐度海冰水灌溉的作物品种， 提出了海冰水农田灌溉的盐度界限，开展了海冰水罗非鱼养殖试验，为海冰水的农业应 用提供了科学依据和有价值的试验范例。由自制设备在现场生产出的海冰淡化水，盐度 可降到2‰以下，吨水成本不超过4元。
11月12日，教育部对这项研究进行了成果鉴定。鉴定认为：该成果在世界上首次完 成了陆基海冰采集、脱盐、存储和海冰水的农业应用试验，具有原始创新性，达到国际 领先水平。陆基海冰采集淡化技术成果已具备开展中间试验，进而向产业化推广的基本 条件，技术成熟，出水品质良好，在环渤海海冰资源丰富地区农业综合利用与滩涂盐碱 地综合开发方面具有良好的推广前景与潜力。
文章来源：科技日报(2005.11.15)
三、发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种海水淡化或污水净化的方法;本发明 所要解决的另一技术问题是提供一种海水淡化或污水净化的装置;本发明所要解 决的再一技术问题是提供一种利用冷冻法海水淡化或污水净化的同时用所产生 的冰发电的方法;本发明所要解决的再一技术问题是提供一种利用冷冻法海水淡 化或污水净化的同时用所产生的冰发电的装置;通过所述方法及装置，可以使海 水淡化或污水净化的综合成本降为很低，从而使得冷冻法海水淡化或污水净化的 技术在广泛的工农业生产及生活中得到广泛的应用。
由上述文章中“对海边的人来说，淡水如金。千百年来看着汪洋海水不能用于农耕， 多少人扼腕叹息!”可知，海水淡化是一个长期以来人们努力要解决到目前来说还 没有得到很好解决的一个问题，科学家们也进行了大量的实验。本发明提出了一 个虽简单却很有效的方法及装置成功的解决了这一问题。且海水淡化的成本可低 于2元/吨。
本发明提出了利用多次冷冻法海水淡化或污水净化的方法及装置;众所周 知，每年冬季都有大量的海水结冰，将冰融化既为淡水，然而，此淡水含盐量较 高，口感不好，不能直接用于工农业生产及人们的生活用水，本发明提出了利用 多次冷冻法，将冰融化后再次冷冻，通过控制冰的冷冻速度，使水变为纯净冰与 较浓盐水或污水的混合体，然后，将冰取走或将较浓盐水排走，将冰融化既可得 到可直接用于工农业生产及人们的生活用水。也可将水全部冻成冰，则先冻冰部 位是淡水冰，最后冻冰部位是盐水冰，分取不同部位，即可得到淡水与盐水。冻 冰可采用自然冷冻法与人工冷冻法两大类，以自然冷冻法最有优势，产量将是目 前海水淡化总产量的百万倍以上，且成本非常低廉。将冰融化可采用温度高于冰 的任意热源系统，如地下水，地热水，工业废热，太阳能，及与发电系统结合等。
本发明提出了用冷冻法海水淡化或污水净化的同时用所产生的冰发电的方 法;如上所述，若单纯利用冷冻法海水淡化或污水净化，其所需能量约为 12.7kW·h/t，另外，冷冻法海水淡化或污水净化的方法，在冰融化为淡 水时，需要消耗一部分能量。本发明人曾在申请号为：200510129342。4，发明 名称为：《发电方法及其发电装置》中提出用冰来发电的方法及装置，若将上述 两种方法及装置相结合，在冷冻法海水淡化或污水净化的同时，将所产生的冰用 来发电，由计算可知，一吨冰可发电约为9千瓦*小时。既省去了在融化冰时所 消耗的能量，又得到了电能，从而，大大的降低了海水淡化或污水净化的综合成 本。
本发明海水淡化或污水净化的方法的技术方案是：包括以下步骤：通过冷冻 法将海水或污水冻冰，将冰取出融化为水，再次将水冻冰，通过控制冰的冷冻速 度，使水变为纯净冰与较浓盐水或污水的混合体，然后，将冰取走或将较浓盐水 排走，将冰融化既可得到可直接用于工农业生产及人们的生活用水;也可将水全 部冻成冰，则先冻冰部位是淡水冰，最后冻冰部位是盐水冰，分取不同部位，即 可得到淡水与盐水。
本发明海水淡化或污水净化的装置的技术方案是：一种海水淡化或污水净化 的装置，包括制冰装置和融冰装置，所述制冰装置是一可盛水装置，当温度低于 海水或污水冰点温度时，可将装置内的水冻成冰;所述融冰装置，包括盛冰装置 和装置内的热交换器，所述热交换器是温度高于海水或污水冰点温度，并可将外 界热量用于将冰融化的装置。
本发明海水淡化或污水净化并同时发电的方法的技术方案是：包括以下步 骤：通过冷冻法海水淡化或污水净化过程中产生冰，然后用冰做冷凝系统的冷凝 物质，通过热源系统加热蒸发器中的低沸点工质，使之汽化，产生高压蒸汽，所 述热源系统是温度高于冷凝系统并可将热量传导给低沸点工质蒸发器的系统;将 高压蒸汽通入汽轮机并推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机发电;高压蒸汽进入 冷凝器，由冷凝系统将其冷凝成液态，所述冷凝系统是储冰冷凝系统;储冰冷凝 系统由储冰装置以及设置在储冰装置中的冰和冷凝器组成;将冷凝成液态的低沸 点工质再送入蒸发器内，进行下一循环工作;将冰融化后的淡水收集起来。
冷凝成液态的低沸点工质被设置在所述冷凝系统出口与所述热源系统入口 之间的泵送回所述热源系统的蒸发器，再由所述的蒸发器加热，开始下一工作循 环。
所述的冷凝系统为储冰冷凝系统，所述储冰冷凝系统由储冰装置以及设置在 储冰装置中的冰和冷凝器组成;所述冰由冷冻法海水淡化或污水净化过程中产 生。
所述热源系统可以是太阳池热源系统，太阳池热源系统由太阳池和设置在太 阳池中的低沸点工质蒸发器组成。
所述热源系统可以是空气热源系统，空气热源系统由低沸点工质蒸发器和用 于将热空气吹向低沸点工质蒸发器的电风扇组成。
所述热源系统可以是太阳能加热系统，太阳能加热系统由太阳能箱组，保温 水箱，以及设置在保温水箱中的水和低沸点工质蒸发器组成;所述太阳能箱组中 的每一组太阳能箱的箱体均由保温材料制成，箱体内表面由黑色吸光材料制成， 箱体顶部由双层真空玻璃或高透光多层内充气塑料膜构成;所述太阳箱体内装有 高透光水袋，高透光水袋设置有入水口、出水口和放气口;所述高透光水袋的出 水口与所述保温水箱连接。
所述热源系统可以是普通太阳能加热系统，普通太阳能加热系统由普通市售 太阳能热水器，保温水箱，以及设置在保温水箱中的水和低沸点工质蒸发器组成。
所述热源系统可以是空气能加热系统，空气能加热系统为真空系统，由空气 能蒸发器、设置在储水箱内的空气能冷凝器和真空泵组成，空气能蒸发器的顶部 和底部分别通过连通管道与空气能冷凝器的顶部和底部连接，顶部的连通管道与 真空泵之间设置有真空抽气阀;所述空气能蒸发器的底部低于所述空气能冷凝器 的底部;所述储水箱的上部和下部分别设置有入水阀和出水阀;所述的空气能蒸 发器内的低沸点工质是水或酒精。
所述热源系统可以是可燃烧热源系统，所述可燃烧热源系统是用锅炉或可燃 烧器燃烧可燃烧物质将水加热，然后注入保温水箱中，由水加热保温水箱中低沸 点工质蒸发器而进行发电;可燃烧物质可以是秸杆或植物或木炭或沼气或液化气 或煤或石油或可燃烧垃圾或煤气等一切可燃烧的物质;所述可燃烧热源系统由可 燃烧器和可燃烧物质及保温水箱，以及设置在保温水箱中的水和低沸点工质蒸发 器组成。
所述热源系统也可以是综合热源系统，综合热源系统由保温水箱以及设置在 保温水箱中的水和低沸点工质蒸发器组成。所述综合热源系统设置有太阳能箱组 和空气能加热系统，太阳能箱组中的每一组太阳能箱的箱体均由保温材料制成， 箱体内表面由黑色吸光材料制成，箱体顶部由双层真空玻璃或高透光多层内充气 塑料膜构成;所述太阳箱体内装有高透光水袋，高透光水袋设置有入水口、出水 口和放气口;所述高透光水袋的出水口与所述保温水箱连接;所述的空气能加热 系统为真空系统，由空气能蒸发器、设置在储水箱内的空气能冷凝器和真空泵组 成，空气能蒸发器的顶部和底部分别通过连通管道与空气能冷凝器的顶部和底部 连接，顶部的连通管道与真空泵之间设置有真空抽气阀;所述空气能蒸发器的底 部低于所述空气能冷凝器的底部;所述储水箱的上部和下部分别设置有入水阀和 出水阀;所述的空气能蒸发器内的低沸点工质是水或酒精或普通低沸点工质。
所述热源系统也可以是水热源系统，水热源系统由储水装置以及设置在储水 装置中的水和低沸点工质蒸发器组成;所述水是普通水或海水。
所述热源系统可以是组合热源系统;所述组合热源系统是由上述热源系统的 自由组合而成。
本发明海水淡化或污水净化并同时发电的装置的技术方案是：一种发电装 置，包括汽轮机及与该汽轮机连接的发电机;所述汽轮机的蒸汽入口连接有热源 系统，所述汽轮机的蒸汽出口连接有冷凝系统，热源系统与冷凝系统之间连接有 连通管路。
所述冷凝系统出口与所述热源系统入口之间通过管路连接有泵。
所述的冷凝系统为储冰冷凝系统，所述储冰冷凝系统由储冰装置以及设置在 储冰装置中的冰和冷凝器组成;所述冰由冷冻法海水淡化或污水净化过程中产 生。
所述热源系统可以是太阳池热源系统，太阳池热源系统由太阳池和设置在太 阳池中的低沸点工质蒸发器组成。
所述热源系统可以是空气热源系统，空气热源系统由低沸点工质蒸发器和用 于将热空气吹向低沸点工质蒸发器的电风扇组成。
所述热源系统可以是太阳能加热系统，太阳能加热系统由太阳能箱组，保温 水箱，以及设置在保温水箱中的水和低沸点工质蒸发器组成;所述太阳能箱组中 的每一组太阳能箱的箱体均由保温材料制成，箱体内表面由黑色吸光材料制成， 箱体顶部由双层真空玻璃或高透光多层内充气塑料膜构成;所述太阳箱体内装有 高透光水袋，高透光水袋设置有入水口、出水口和放气口;所述高透光水袋的出 水口与所述保温水箱连接。
所述热源系统可以是普通太阳能加热系统，普通太阳能加热系统由普通市售 太阳能热水器，保温水箱，以及设置在保温水箱中的水和低沸点工质蒸发器组成。
所述热源系统可以是空气能加热系统，空气能加热系统为真空系统，由空气 能蒸发器、设置在储水箱内的空气能冷凝器和真空泵组成，空气能蒸发器的顶部 和底部分别通过连通管道与空气能冷凝器的顶部和底部连接，顶部的连通管道与 真空泵之间设置有真空抽气阀;所述空气能蒸发器的底部低于所述空气能冷凝器 的底部;所述储水箱的上部和下部分别设置有入水阀和出水阀;所述的空气能蒸 发器内的低沸点工质是水或酒精。
所述热源系统可以是可燃烧热源系统，所述可燃烧热源系统是用锅炉或可燃 烧器燃烧可燃烧物质将水加热，然后注入保温水箱中，由水加热保温水箱中低沸 点工质蒸发器而进行发电;可燃烧物质可以是秸杆或植物或木炭或沼气或液化气 或煤或石油或可燃烧垃圾或煤气等一切可燃烧的物质;所述可燃烧热源系统由可 燃烧器和可燃烧物质及保温水箱，以及设置在保温水箱中的水和低沸点工质蒸发 器组成。
所述热源系统也可以是综合热源系统，综合热源系统由保温水箱以及设置在 保温水箱中的水和低沸点工质蒸发器组成。所述综合热源系统设置有太阳能箱组 和空气能加热系统，太阳能箱组中的每一组太阳能箱的箱体均由保温材料制成， 箱体内表面由黑色吸光材料制成，箱体顶部由双层真空玻璃或高透光多层内充气 塑料膜构成;所述太阳箱体内装有高透光水袋，高透光水袋设置有入水口、出水 口和放气口;所述高透光水袋的出水口与所述保温水箱连接;所述的空气能加热 系统为真空系统，由空气能蒸发器、设置在储水箱内的空气能冷凝器和真空泵组 成，空气能蒸发器的顶部和底部分别通过连通管道与空气能冷凝器的顶部和底部 连接，顶部的连通管道与真空泵之间设置有真空抽气阀;所述空气能蒸发器的底 部低于所述空气能冷凝器的底部;所述储水箱的上部和下部分别设置有入水阀和 出水阀;所述的空气能蒸发器内的低沸点工质是水或酒精或普通低沸点工质。
所述热源系统也可以是水热源系统，水热源系统由储水装置以及设置在储水 装置中的水和低沸点工质蒸发器组成;所述水是普通水或海水。
所述热源系统可以是组合热源系统;所述组合热源系统是由上述热源系统的 自由组合而成。
本发明的有益效果是：
长期以来，海水淡化或污水净化的综合成本过高，是一个影响其广泛应用的 最大难题，淡水与能源的缺乏，也是困扰世界各国的一个普遍存在的问题，本发 明方法的应用，使得这两个问题一起得到彻底的解决。本发明将两个不同行业的 技术巧妙地结合在一起，解决了长期以来，单纯靠海水淡化或污水净化技术无法 解决的能耗和综合成本过高的问题，并同时为可再生能源的利用开辟了一条行之 有效的技术方案。其经济效益和社会效益都十分巨大。
