一种双进料口反向电渗析浓差发电系统

1.本发明涉及新能源技术领域，特别涉及一种双进料口反向电渗析浓差发电系统。


背景技术：

2.随着社会经济的发展，能源成为制约社会发展的一大因素。我国能源消耗总量巨大，利用效率有待进一步提高，因此能源安全也成为国家战略。在我国日常生产生活中，大量能源以余热形式直接散失，并未受到有效利用，造成了资源的极大浪费。余热资源的利用是能源回收、提高能源利用效率的重要手段之一。当前的工业系统向环境中释放大量的余热能，其中低品位余热能约占42％。余热的大量排放导致整个工业系统的工业效率降低以及生产成本的增加。同时，由于工业效率的降低，使得工业系统对电力的消耗增加，而火力发电作为目前发电的主要方式，其对化石燃料的燃烧造成了严重的环境污染问题。人们对电力能源需求的日益增加，导致对化石燃料的需求量增加，考虑到目前日益短缺的自然资源，人们提出了可持续发展的理念，新能源的发展与利用逐渐成为世界发展的新主题。因此，人们需要利用新技术与新方法回收利用余热能，特别是数量巨大的低品位余热。进而提高能源的利用率，缓解全球能源短缺问题。
3.现有余热利用技术主要包括：朗肯循环，卡琳娜循环，热电效应发电，压电效应发电，渗透膜浓差发电和反向电渗析热机。朗肯循环和卡琳娜循环适用于余热温度较高的场合，无法有效利用低品位余热。同时面临工质沸点较高，有毒，效率低等问题。热电效应发电和压电效应发电成本高昂，发电效率较低，最大效率约20％。渗透膜热机主要由渗透膜和透平膨胀机组成，但液体膨胀机制作成本较高，技术难度大很难实现工业利用。
4.leob于1979提出基于反向电渗析浓差技术的反向电渗析热机。系统主要由浓差发电模块和热热发生模块组成。以余热为驱动力，通过热热发生模块将余热能转换为盐浓度梯度能，接着浓差发电模块通过反向电渗析过程将盐浓度梯度能转换为电能，对外输出。目前世界上反向电渗析热机技术任处于探索阶段，仅有少量的实验样机，未得到大规模的工业应用。现有技术存在许多问题：一、系统内部回热效果差，系统损失大；二、热发生过程温度保持恒定，无法实现废热高效利用；三、当使用多级多效技术配置时，系统可靠性降低，成本增加，控制难度增加，很难实现工业化；四、发生器内部回热效果差，系统损失大。
5.因此，十分有必要对反向电渗析热机系统进行热力学优化，使系统能够高效利用低品位余热发电。同时还要对系统结构进行优化，保证结构简单、运行可靠、参数可调节。


技术实现要素：

6.鉴于此，有必要提供一种热源利用率高且结构简单的双进料口反向电渗析浓差发电系统。
7.为解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
8.第一方面，本发明提供了一种双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块；
9.所述热发生模块包括连续变温蒸馏发生器(1)、冷凝器(2)、高温回热器(3)及低温回热器(4)；所述工况调节模块包括混合器(5)、稀溶液泵(7)、均温器(8)、分流器(9)、稀溶液节流阀(10)、浓溶液泵(12)及浓溶液节流阀(13)；所述浓差发电模块包括离子交换膜(14)、电极系统(15)、反向电渗析池堆(16)及外电路(17)；其中：
10.稀溶液s7和浓溶液s8分别由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)和(1-5)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)，进入所述连续变温蒸馏发生器(1)的溶液沿换热管自上而下流动，外部热源由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-1)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)并自下而上流动，所述溶液从所述外部热源吸收热量，从而进行连续变温蒸馏发生过程；
11.在连续变温蒸馏发生过程中发生出的蒸汽由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-3)流出，并进入所述冷凝器(2)中进行冷凝，成为冷凝液s1，并进入所述工况调节模块；
12.经连续变温蒸馏发生过程发生后的浓溶液由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-6)流出，再依次经过所述高温回热器(3)和所述低温回热器(4)，温度降低后成为浓溶液s2，并进入所述工况调节模块；
13.所述冷凝液s1在所述混合器(5)进行浓度调节，再进入所述稀溶液泵(7)进行压力调节，然后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为稀溶液s3，并进入所述浓差发电模块；
14.所述浓溶液s2经过所述浓溶液泵(12)进行压力调节，随后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为浓溶液s4，并进入所述浓差发电模块；
15.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4进入所述反向电渗析池堆(15)，在所述离子交换膜(14)两侧进行间壁式流动，上述溶液中的离子在浓度梯度的作用下通过所述离子交换膜(14)，进而形成定向离子流，所述电极系统(13)将所述离子流转化为电子流，由所述外电路16输出；
16.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4在进行反向电渗析浓差发电过程后分别形成稀溶液s5和浓溶液s6，并进入所述工况调节模块；
17.所述稀溶液s5经过所述稀溶液节流阀(10)进行压力调节，随后进入所述分流器(9)，其中小部分溶液分流到所述混合器(5)，其余溶液分流为稀溶液s7，并进入所述热发生模块；
18.所述浓溶液s6经过所述浓溶液节流阀(13)进行压力调节，成为浓溶液s8，并进入所述热发生模块；
19.所述稀溶液s7进入所述低温回热器(4)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)；
20.所述浓溶液s8进入所述高温回热器(3)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-5)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)；从而完成一个完整的工作循环。
21.第二方面，本发明提供了一种双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块；
22.所述热发生模块包括连续变温蒸馏发生器(1)、冷凝器(2)、高温回热器(3)及低温回热器(4)；所述工况调节模块包括混合器(5)、稀溶液泵(7)、均温器(8)、分流器(9)、稀溶液节流阀(10)、浓溶液泵(12)及浓溶液节流阀(13)；所述浓差发电模块包括离子交换膜(14)、电极系统(15)、反向电渗析池堆(16)及外电路(17)；其中：
23.稀溶液s7和浓溶液s8分别由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)和(1-5)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)，进入所述连续变温蒸馏发生器(1)的溶液沿换热管自上而下流动，外部热源由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-1)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)并自下而上流动，所述溶液从所述外部热源吸收热量，从而进行连续变温蒸馏发生过程；
24.在连续变温蒸馏发生过程中发生出的蒸汽由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-3)流出，并进入所述冷凝器(2)中进行冷凝，成为冷凝液s1，并进入所述工况调节模块；
25.经连续变温蒸馏发生过程发生后的浓溶液由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-6)流出，再依次经过所述高温回热器(3)和所述低温回热器(4)，温度降低后成为浓溶液s2，并进入所述工况调节模块；
26.所述冷凝液s1在所述混合器(5)进行浓度调节过程，随后进入所述稀溶液泵(7)进行压力调节，然后进入所述均温器(8)进行温度调节过程，成为稀溶液s3，并进入所述浓差发电模块；
27.所述浓溶液s2经过所述浓溶液泵(12)进行压力调节，随后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为浓溶液s4，并进入所述浓差发电模块；
28.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4进入所述反向电渗析池堆(16)，在所述离子交换膜(14)两侧进行间壁式流动，上述溶液中的离子在浓度梯度的作用下通过所述离子交换膜(14)，进而形成定向离子流，所述电极系统(15)将离子流转化为电子流，由所述外电路(17)输出；
29.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4在进行反向电渗析浓差发电过程后分别形成稀溶液s5和浓溶液s6，并进入所述工况调节模块；
30.所述稀溶液s5经过所述稀溶液节流阀(10)进行压力调节过程，成为稀溶液s7，并进入所述热发生模块；
31.所述浓溶液s6经过所述浓溶液节流阀(13)进行压力调节，随后进入所述分流器(9)，其中小部分溶液分流到所述混合器(5)，其余溶液分流为浓溶液s8，并进入所述热发生模块；
32.所述稀溶液s7进入所述低温回热器(4)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)；
33.所述浓溶液s8进入所述高温回热器(3)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-5)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)，从而完成一个完整的工作循环。
34.第三方面，本发明提供了一种双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块；
35.所述热发生模块包括连续变温蒸馏发生器(1)、冷凝器(2)及回热器(18)；所述工况调节模块包括混合器(5)、稀溶液泵(7)、均温器(8)、分流器(9)、稀溶液节流阀(10)、浓溶液泵(12)及浓溶液节流阀(13)；所述浓差发电模块包括离子交换膜(14)、电极系统(15)、反向电渗析池堆(16)及外电路(17)；其中：
36.稀溶液s7和浓溶液s8分别由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)和(1-5)进入到所述连续变温蒸馏发生器(1)，进入到所述连续变温蒸馏发生器(1)的溶液沿换热管自上而下流动，外部热源由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-1)进入到所述连续变温蒸
馏发生器(1)并自下而上流动，所述溶液从所述外部热源吸收热量，从而进行连续变温蒸馏发生过程；
37.在连续变温蒸馏发生过程中发生出的蒸汽由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口1-3流出，并进入所述冷凝器(2)中进行冷凝，成为冷凝液s1，并进入所述工况调节模块；
38.经连续变温蒸馏发生过程发生出的浓溶液由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-6)流出，并经过所述回热器18，温度降低后成为浓溶液s2，并进入所述工况调节模块；
39.所述冷凝液s1进入所述混合器(5)进行浓度调节，随后进入所述稀溶液泵(7)进行压力调节，然后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为稀溶液s3，并进入所述浓差发电模块；
40.所述浓溶液s2经过所述浓溶液泵(12)进行压力调节，随后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为浓溶液s4，并进入所述浓差发电模块；
41.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4进入所述反向电渗析池堆(16)，在所述离子交换膜(14)两侧进行间壁式流动，上述溶液中的离子在浓度梯度的作用下通过离子交换膜(14)，进而形成定向离子流，所述电极系统(15)将离子流转化为电子流，由所述外电路(17)输出；
42.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4在进行反向电渗析浓差发电过程后分别形成稀溶液s5和浓溶液s6，并进入所述工况调节模块；
43.所述稀溶液s5经过所述稀溶液节流阀(10)进行压力调节，随后进入所述分流器(9)，其中小部分溶液分流到所述混合器(5)，其余溶液分流为稀溶液s7，并进入所述热发生模块；
44.所述浓溶液s6经过所述浓溶液节流阀(13)进行压力调节，成为浓溶液s8，并进入所述热发生模块；
45.所述稀溶液s7进入所述回热器(18)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)；
46.所述浓溶液s8进入所述回热器(18)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-5)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)；从而完成一个完整的工作循环。
47.第四方面，本发明提供了一种双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块；
48.所述热发生模块包括连续变温蒸馏发生器(1)、冷凝器(2)及回热器(18)；所述工况调节模块包括混合器(5)、稀溶液泵(7)、均温器(8)、分流器(9)、稀溶液节流阀(10)、浓溶液泵(12)及浓溶液节流阀(13)；所述浓差发电模块包括离子交换膜(14)、电极系统(15)、反向电渗析池堆(16)及外电路(17)；其中：
49.稀溶液s7和浓溶液s8分别由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)和(1-5)进入到所述连续变温蒸馏发生器(1)，进入到所述连续变温蒸馏发生器(1)的溶液沿换热管自上而下流动，外部热源由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-1)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)并自下而上流动，所述溶液从所述外部热源吸收热量，从而进行连续变温蒸馏发生过程；
50.在连续变温蒸馏发生过程中发生出的蒸汽由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-3)流出，并进入所述冷凝器(2)中进行冷凝，成为冷凝液s1，所述冷凝液s1，并进入所述工况调节模块；
51.经连续变温蒸馏发生过程发生出的浓溶液由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-6)流出，并经过所述回热器(18)，温度降低后成为浓溶液s2，并进入所述工况调节模块；
52.所述冷凝液s1在所述混合器(5)进行浓度调节，随后进入所述稀溶液泵(7)进行压力调节，然后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为稀溶液s3，并进入所述浓差发电模块；
53.所述浓溶液s2经过所述浓溶液泵(12)进行压力调节，随后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为浓溶液s4，并进入所述浓差发电模块；
54.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4进入所述反向电渗析池堆(16)，在所述离子交换膜14两侧进行间壁式流动，溶液中的离子在浓度梯度的作用下通过所述离子交换膜14，进而形成定向离子流，所述电极系统(15)将离子流转化为电子流，由所述外电路17输出；
55.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4在进行反向电渗析浓差发电过程后分别形成稀溶液s5和浓溶液s6，并进入所述工况调节模块；
56.所述稀溶液s5经过所述稀溶液节流阀(10)进行压力调节，成为稀溶液s7，并进入所述热发生模块；所述连续变温蒸馏发生器(1)所述连续变温蒸馏发生器(1)；
57.所述浓溶液s6经过所述浓溶液节流阀(13)进行压力调节，随后进入所述分流器(9)，其中小部分溶液分流到所述混合器(5)，其余溶液分流为浓溶液s8，并进入所述热发生模块；
58.所述稀溶液s7进入所述回热器(18)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)进入到所述连续变温蒸馏发生器(1)；
59.所述浓溶液s8进入所述回热器(18)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-5)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)；
60.从而完成一个完整的工作循环。
61.在其中一些实施例中，所述的连续变温蒸馏发生器(1)为具有多个轴向分布的填充有填料的平衡级塔板，所述平衡级塔板可根据热源温度增减平衡级塔板数；或者所述连续变温蒸馏发生器(1)包括若干个并联形式的多台连续变温蒸馏发生器。
62.在其中一些实施例中，所述的冷凝器(2)可采用不同方式与外界换热，包括空气自然对流换热、空气强迫对流换热、空气混合对流换热、辐射换热、液体自然对流换热和液体强迫对流换热；所述的冷凝器(2)采用强迫对流换热时，冷热流体可采用顺流、逆流和交叉流动方式换热。
63.在其中一些实施例中，所述的高温回热器(3)、低温回热器(4)、回热器(18)和均温器(8)可采用顺流、逆流和交叉流动方式换热；所述均温器(7)可采用两股流体换热形式，亦可引入第三股冷却流体对溶液进行温度调节。
64.在其中一些实施例中，上述的稀溶液和浓溶液由溶质和溶剂构成；所述溶质由一对或多对阴离子和阳离子组成，所述阳离子包括锂离子、钠离子、镁离子、钾离子、钙离子、锰离子、锌离子、银离子、铁离子、亚铁离子、铝离子、钡离子、铜离子、铷离子、铯离子、锶离子、氢离子、铵根离子；所述阴离子包括氟离子、氯离子、溴离子、碘离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子、硫酸氢根离子、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子、钴酸根离子、硝酸银离子、次氯酸根离子、高氯酸跟离子、锰酸根离子、草酸根离子、醋酸根离子、氢氰酸根离子、甲酸根离子、磷酸根离子、亚磷酸根离子、苯甲酸离子、硫离子、铬酸根离子；所述溶质由一种或多种液体构成，液体包括水、乙醇、甲醇、汽油、柴油、煤油、乙氰、乙醚、丙酮、异丙醇、
六氟异丙醇、三氟乙醇、三氟乙酸、四氟呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；上述的稀溶液浓度范围从零到小于溶液饱和浓度，上述的浓溶液浓度范围从大于零至饱和浓度。
65.在其中一些实施例中，所述的分流器(9)可以根据实际工况调节分流比，其调节范围为0％～100％。
66.在其中一些实施例中，所述的稀溶液泵(7)和浓溶液泵(12)包括容积式、动力式和隔膜式；所述稀溶液泵(7)和浓溶液泵(12)可分别为一台，亦可分别采用多台串联或并联的形式。
67.在其中一些实施例中，所述的电极系统(15)可采用活性电极或惰性电极，所述电极系统包括锂电极、碳电极、碳棒电极、铂电极、钛电极、铜电极；所述电极液可为单独的氧化还原工质对，亦可为所述的稀溶液和浓溶液。
68.在其中一些实施例中，所述的反向电渗析池堆(16)的电池可采用串联或并联的形式。
69.在其中一些实施例中，所述的离子交换膜(14)包括阳离子交换膜、阴离子交换膜，且所述阳离子交换膜及阴离子交换膜交替排列。
70.在其中一些实施例中，所述工况调节模块还包括稀溶液储罐(6)和浓溶液储罐(11)，经所述混合器(5)进行浓度调节过程后的冷凝液s1在所述稀溶液储罐(6)进行溶液储存；经所述低温回热器(4)或所述回热器(18)进行回热过程后的浓溶液s2在所述浓溶液储罐(11)进行溶液储存。
71.采用上述技术方案，本发明实现的技术效果如下：
72.本发明提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块，通过热发生模块将热能转化为不同浓度盐溶液间的化学势能，工况调节模块根据实际工况调节稀溶液与浓溶液的温度、压力、浓度和流量，浓差发电模块通过反向电渗析过程，将盐溶液间的化学势能转换为电能，通过上述三个过程实现热能到电能的转化，结构简单可靠控制难度低、噪音小、可靠性高。
73.此外，本发明提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括的连续变温蒸馏发生器可实现溶液发生过程与变温热源的高度匹配，降低传热过程不可逆损失，提高热源利用率；系统工况模块可调节，以使具备储热功能，能够适应实际生产中的波动，发电容量配置灵活，且该系统内部回热效果好。
74.此外，本发明提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括的连续变温蒸馏发生器进料口且位置可调，以强化进料溶液与进料塔板处溶液间温度与浓度匹配，减少进料时溶液温度和浓度不同造成的不可逆损失。
附图说明
75.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
76.图1为本发明实施例1提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统的结构示意图；
77.图2为本发明实施例2提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统的结构示意图。
78.图3为本发明实施例3提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统的结构示意图。
79.图4为本发明实施例4提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统的结构示意图。
80.图5为本发明实施例1或2或3或4提供的引入第三股冷却流体的均温器的结构示意图。
81.其中：连续变温蒸馏发生器(1)、冷凝器(2)、高温回热器(3)，低温回热器(4)、混合器(5)、稀溶液储罐(6)、稀溶液泵(7)、均温器(8)、分流器(9)、稀溶液节流阀(10)、浓溶液储罐(11)、浓溶液泵(12)、浓溶液节流阀(13)、离子交换膜(14)、电极系统(15)反向电渗析池堆(16)、外电路(17)、回热器(18)。附图中，箭头方向为溶液流动方向。
具体实施方式
82.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
83.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
84.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
85.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
86.实施例1
87.请参阅图1，为本发明一实施方式提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统的结构示意图，包括：热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块。其中：
88.所述热发生模块包括连续变温蒸馏发生器(1)、冷凝器(2)、高温回热器(3)及低温回热器(4)。
89.可以理解，所述连续变温蒸馏发生器(1)可实现连续变温蒸馏发生过程，所述冷凝器(2)可实现冷凝过程，所述高温回热器(3)及低温回热器(4)可实现回热过程，上述连续变温蒸馏发生器(1)可实现溶液发生过程与变温热源的高度匹配，降低传热过程不可逆损失，提高热源利用率；连续变温蒸馏发生过程所产生的蒸汽，进行冷凝过程并成为冷凝液s1；连续变温蒸馏发生过程所产生的浓溶液，进行回热过程并成为浓溶液s2；冷凝液s1和浓溶液s2进入所述的工况调节模块。
90.所述工况调节模块包括混合器(5)、稀溶液泵(7)、均温器(8)、分流器(9)、稀溶液节流阀(10)、浓溶液泵(12)及浓溶液节流阀(13)。
91.可以理解，所述的工况调节模块可实现浓度调节过程、压力调节过程和温度调节过程，以使具备储热功能，能够适应实际生产中的波动，发电容量配置灵活；冷凝液s1和浓溶液s2依次进行浓度、压力、和温度调节过程，分别成为稀溶液s3和浓溶液s4，随后进入所
述的浓差发电模块；稀溶液s5和浓溶液s6混合后进行压力调节过程，分别成为稀溶液s7和浓溶液s8，随后进入所述的热发生模块。
92.所述浓差发电模块包括离子交换膜(14)、电极系统(15)、反向电渗析池堆(16)及外电路(17)。
93.可以理解，所述的浓差发电模块可实现反向电渗析浓差发电过程；稀溶液s3和浓溶液s4进行反向电渗析浓差发电过程，分别成为稀溶液s5和浓溶液s6，随后进入所述的工况调节模块。
94.本发明上述实施例1提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统，其工作方式如下：
95.稀溶液s7和浓溶液s8分别由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)和(1-5)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)，进入所述连续变温蒸馏发生器(1)的溶液沿换热管自上而下流动，外部热源由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-1)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)并自下而上流动，所述溶液从所述外部热源吸收热量，从而进行连续变温蒸馏发生过程；
96.在连续变温蒸馏发生过程中发生出的蒸汽由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-3)流出，并进入所述冷凝器(2)中进行冷凝，成为冷凝液s1，并进入所述工况调节模块；
97.经连续变温蒸馏发生过程发生后的浓溶液由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-6)流出，再依次经过所述高温回热器(3)和所述低温回热器(4)，温度降低后成为浓溶液s2，并进入所述工况调节模块；
98.所述冷凝液s1在所述混合器(5)进行浓度调节，再进入所述稀溶液泵(7)进行压力调节，然后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为稀溶液s3，并进入所述浓差发电模块；
99.所述浓溶液s2经过所述浓溶液泵(12)进行压力调节，随后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为浓溶液s4，并进入所述浓差发电模块；
100.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4进入所述反向电渗析池堆(15)，在所述离子交换膜(14)两侧进行间壁式流动，上述溶液中的离子在浓度梯度的作用下通过所述离子交换膜(14)，进而形成定向离子流，所述电极系统(13)将所述离子流转化为电子流，由所述外电路16输出；
101.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4在进行反向电渗析浓差发电过程后分别形成稀溶液s5和浓溶液s6，并进入所述工况调节模块；
102.所述稀溶液s5经过所述稀溶液节流阀(10)进行压力调节，随后进入所述分流器(9)，其中小部分溶液分流到所述混合器(5)，其余溶液分流为稀溶液s7，并进入所述热发生模块；
103.所述浓溶液s6经过所述浓溶液节流阀(13)进行压力调节，成为浓溶液s8，并进入所述热发生模块；
104.所述稀溶液s7进入所述低温回热器(4)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)；
105.所述浓溶液s8进入所述高温回热器(3)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-5)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)；从而完成一个完整的工作循环。
106.在其中一些实施例中，所述的连续变温蒸馏发生器(1)为具有多个轴向分布的填充有填料的平衡级塔板，所述平衡级塔板可根据热源温度增减平衡级塔板数；或者所述连
续变温蒸馏发生器(1)包括若干个并联形式的多台连续变温蒸馏发生器。
107.可以理解，连续变温蒸馏发生器(1)可实现溶液发生过程与变温热源的高度匹配，降低传热过程不可逆损失，提高热源利用率；且连续变温蒸馏发生器(1)进料口且位置可调，以强化进料溶液与进料塔板处溶液间温度与浓度匹配，减少进料时溶液温度和浓度不同造成的不可逆损失。
108.在其中一些实施例中，所述的冷凝器(2)可采用不同方式与外界换热，包括空气自然对流换热、空气强迫对流换热、空气混合对流换热、辐射换热、液体自然对流换热和液体强迫对流换热；所述的冷凝器(2)采用强迫对流换热时，冷热流体可采用顺流、逆流和交叉流动方式换热。
109.在其中一些实施例中，所述的高温回热器(3)、低温回热器(4)、回热器(18)和均温器(8)可采用顺流、逆流和交叉流动方式换热。
110.请参阅图5，为本发明实施例1提供的均温器(7)，所述均温器(7)可采用两股流体换热形式，亦可引入第三股冷却流体对溶液进行温度调节。
111.可以理解，当稀溶液s3和浓溶液s4温度高于反向电渗析池堆所能承受的温度时，冷却水进入均温器7中，对溶液进行温度调节。
112.在其中一些实施例中，上述的稀溶液和浓溶液由溶质和溶剂构成；所述溶质由一对或多对阴离子和阳离子组成，所述阳离子包括锂离子、钠离子、镁离子、钾离子、钙离子、锰离子、锌离子、银离子、铁离子、亚铁离子、铝离子、钡离子、铜离子、铷离子、铯离子、锶离子、氢离子、铵根离子；所述阴离子包括氟离子、氯离子、溴离子、碘离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子、硫酸氢根离子、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子、钴酸根离子、硝酸银离子、次氯酸根离子、高氯酸跟离子、锰酸根离子、草酸根离子、醋酸根离子、氢氰酸根离子、甲酸根离子、磷酸根离子、亚磷酸根离子、苯甲酸离子、硫离子、铬酸根离子；所述溶质由一种或多种液体构成，液体包括水、乙醇、甲醇、汽油、柴油、煤油、乙氰、乙醚、丙酮、异丙醇、六氟异丙醇、三氟乙醇、三氟乙酸、四氟呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；上述的稀溶液浓度范围从零到小于溶液饱和浓度，上述的浓溶液浓度范围从大于零至饱和浓度。
113.可以理解，上述可供选择的溶液种类多，选择性丰富，且环保无毒。
114.在其中一些实施例中，所述的分流器(9)可以根据实际工况调节分流比，其调节范围为0％～100％。
115.在其中一些实施例中，所述的稀溶液泵(7)和浓溶液泵(12)包括容积式、动力式和隔膜式；所述稀溶液泵(7)和浓溶液泵(12)可分别为一台，亦可分别采用多台串联或并联的形式。
116.在其中一些实施例中，所述的电极系统(15)可采用活性电极或惰性电极，所述电极系统包括锂电极、碳电极、碳棒电极、铂电极、钛电极、铜电极；所述电极液可为单独的氧化还原工质对，亦可为所述的稀溶液和浓溶液。
117.在其中一些实施例中，所述的反向电渗析池堆(16)的电池可采用串联或并联的形式。
118.在其中一些实施例中，所述的离子交换膜(14)包括阳离子交换膜、阴离子交换膜，且所述阳离子交换膜及阴离子交换膜交替排列。
119.在其中一些实施例中，所述工况调节模块还包括稀溶液储罐(6)和浓溶液储罐
(11)，经所述混合器(5)(4)进行浓度调节过程后的冷凝液s1在所述稀溶液储罐(6)进行溶液储存；在所述低温回热器(4)或所述回热器18中进行回热过程，温度降低后成为浓溶液s2，进入所述浓溶液储罐(11)进行溶液储存。
120.可以理解，稀溶液s1和浓溶液s2进入稀溶液泵7和浓溶液泵12之前，可分别储存在稀溶液储罐6和浓溶液储罐11中，实现对能量的储存，调节实际需求，亦可通过旁通不经过储罐直接进入溶液泵中。
121.本发明上述实施例1提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块，通过热发生模块将热能转化为不同浓度盐溶液间的化学势能，工况调节模块根据实际工况调节稀溶液与浓溶液的温度、压力、浓度和流量，浓差发电模块通过反向电渗析过程，将盐溶液间的化学势能转换为电能，通过上述三个过程实现热能到电能的转化，系统结构简单可靠控制难度低、噪音小、可靠性高。
122.实施例2
123.请参阅图2，为本发明一实施方式提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统的结构示意图，以下仅描述与实施例1的不同之处。
124.本发明实施例2提供的一种双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括：热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块；
125.所述热发生模块包括连续变温蒸馏发生器(1)、冷凝器(2)、高温回热器(3)及低温回热器(4)；所述工况调节模块包括混合器(5)、稀溶液泵(7)、均温器(8)、分流器(9)、稀溶液节流阀(10)、浓溶液泵(12)及浓溶液节流阀(13)；所述浓差发电模块包括离子交换膜(14)、电极系统(15)、反向电渗析池堆(16)及外电路(17)；其中：
126.稀溶液s7和浓溶液s8分别由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)和(1-5)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)，进入所述连续变温蒸馏发生器(1)的溶液沿换热管自上而下流动，外部热源由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-1)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)并自下而上流动，所述溶液从所述外部热源吸收热量，从而进行连续变温蒸馏发生过程；
127.在连续变温蒸馏发生过程中发生出的蒸汽由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-3)流出，并进入所述冷凝器(2)中进行冷凝，成为冷凝液s1，并进入所述工况调节模块；
128.经连续变温蒸馏发生过程发生后的浓溶液由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-6)流出，再依次经过所述高温回热器(3)和所述低温回热器(4)，温度降低后成为浓溶液s2，并进入所述工况调节模块；
129.所述冷凝液s1在所述混合器(5)进行浓度调节过程，随后进入所述稀溶液泵(7)进行压力调节，然后进入所述均温器(8)进行温度调节过程，成为稀溶液s3，并进入所述浓差发电模块；
130.所述浓溶液s2经过所述浓溶液泵(12)进行压力调节，随后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为浓溶液s4，并进入所述浓差发电模块；
131.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4进入所述反向电渗析池堆(16)，在所述离子交换膜(14)两侧进行间壁式流动，上述溶液中的离子在浓度梯度的作用下通过所述离子交换膜(14)，进而形成定向离子流，所述电极系统(15)将离子流转化为电子流，由所述外电路(17)输出；
132.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4在进行反向电渗析浓差发电过程后分别形成稀溶液s5和浓溶液s6，并进入所述工况调节模块；
133.所述稀溶液s5经过所述稀溶液节流阀(10)进行压力调节过程，成为稀溶液s7，并进入所述热发生模块；
134.所述浓溶液s6经过所述浓溶液节流阀(13)进行压力调节，随后进入所述分流器(9)，其中小部分溶液分流到所述混合器(5)，其余溶液分流为浓溶液s8，并进入所述热发生模块；
135.所述稀溶液s7进入所述低温回热器(4)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)；
136.所述浓溶液s8进入所述高温回热器(3)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-5)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)，从而完成一个完整的工作循环。
137.本发明上述实施例2提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块，通过热发生模块将热能转化为不同浓度盐溶液间的化学势能，工况调节模块根据实际工况调节稀溶液与浓溶液的温度、压力、浓度和流量，浓差发电模块通过反向电渗析过程，将盐溶液间的化学势能转换为电能，通过上述三个过程实现热能到电能的转化，系统结构简单可靠控制难度低、噪音小、可靠性高。
138.实施例3
139.请参阅图3，为本发明一实施方式提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统的结构示意图，以下仅描述与实施例1的不同之处。
140.本发明实施例3提供的一种双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块；
141.所述热发生模块包括连续变温蒸馏发生器(1)、冷凝器(2)及回热器(18)；所述工况调节模块包括混合器(5)、稀溶液泵(7)、均温器(8)、分流器(9)、稀溶液节流阀(10)、浓溶液泵(12)及浓溶液节流阀(13)；所述浓差发电模块包括离子交换膜(14)、电极系统(15)、反向电渗析池堆(16)及外电路(17)；其中：
142.稀溶液s7和浓溶液s8分别由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)和(1-5)进入到所述连续变温蒸馏发生器(1)，进入到所述连续变温蒸馏发生器(1)的溶液沿换热管自上而下流动，外部热源由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-1)进入到所述连续变温蒸馏发生器(1)并自下而上流动，所述溶液从所述外部热源吸收热量，从而进行连续变温蒸馏发生过程；
143.在连续变温蒸馏发生过程中发生出的蒸汽由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口1-3流出，并进入所述冷凝器(2)中进行冷凝，成为冷凝液s1，并进入所述工况调节模块；
144.经连续变温蒸馏发生过程发生出的浓溶液由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-6)流出，并经过所述回热器18，温度降低后成为浓溶液s2，并进入所述工况调节模块；
145.所述冷凝液s1进入所述混合器(5)进行浓度调节，随后进入所述稀溶液泵(7)进行压力调节，然后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为稀溶液s3，并进入所述浓差发电模块；
146.所述浓溶液s2经过所述浓溶液泵(12)进行压力调节，随后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为浓溶液s4，并进入所述浓差发电模块；
147.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4进入所述反向电渗析池堆(16)，在所述离子交换膜(14)两侧进行间壁式流动，上述溶液中的离子在浓度梯度的作用下通过离子交换膜(14)，进而形成定向离子流，所述电极系统(15)将离子流转化为电子流，由所述外电路(17)输出；
148.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4在进行反向电渗析浓差发电过程后分别形成稀溶液s5和浓溶液s6，并进入所述工况调节模块；
149.所述稀溶液s5经过所述稀溶液节流阀(10)进行压力调节，随后进入所述分流器(9)，其中小部分溶液分流到所述混合器(5)，其余溶液分流为稀溶液s7，并进入所述热发生模块；
150.所述浓溶液s6经过所述浓溶液节流阀(13)进行压力调节，成为浓溶液s8，并进入所述热发生模块；
151.所述稀溶液s7进入所述回热器(18)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)；
152.所述浓溶液s8进入所述回热器(18)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-5)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)；从而完成一个完整的工作循环。
153.本发明上述实施例3提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块，通过热发生模块将热能转化为不同浓度盐溶液间的化学势能，工况调节模块根据实际工况调节稀溶液与浓溶液的温度、压力、浓度和流量，浓差发电模块通过反向电渗析过程，将盐溶液间的化学势能转换为电能，通过上述三个过程实现热能到电能的转化，系统结构简单可靠控制难度低、噪音小、可靠性高。
154.实施例4
155.请参阅图4，为本发明一实施方式提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统的结构示意图，以下仅描述与实施例1的不同之处。
156.本发明实施例4提供的一种双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块；
157.所述热发生模块包括连续变温蒸馏发生器(1)、冷凝器(2)及回热器(18)；所述工况调节模块包括混合器(5)、稀溶液泵(7)、均温器(8)、分流器(9)、稀溶液节流阀(10)、浓溶液泵(12)及浓溶液节流阀(13)；所述浓差发电模块包括离子交换膜(14)、电极系统(15)、反向电渗析池堆(16)及外电路(17)；其中：
158.稀溶液s7和浓溶液s8分别由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)和(1-5)进入到所述连续变温蒸馏发生器(1)，进入到所述连续变温蒸馏发生器(1)的溶液沿换热管自上而下流动，外部热源由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-1)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)并自下而上流动，所述溶液从所述外部热源吸收热量，从而进行连续变温蒸馏发生过程；
159.在连续变温蒸馏发生过程中发生出的蒸汽由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-3)流出，并进入所述冷凝器(2)中进行冷凝，成为冷凝液s1，所述冷凝液s1，并进入所述工况调节模块；
160.经连续变温蒸馏发生过程发生出的浓溶液由所述连续变温蒸馏发生器(1)的出口(1-6)流出，并经过所述回热器(18)，温度降低后成为浓溶液s2，并进入所述工况调节模块；
161.所述冷凝液s1在所述混合器(5)进行浓度调节，随后进入所述稀溶液泵(7)进行压
力调节，然后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为稀溶液s3，并进入所述浓差发电模块；
162.所述浓溶液s2经过所述浓溶液泵(12)进行压力调节，随后进入所述均温器(8)进行温度调节，成为浓溶液s4，并进入所述浓差发电模块；
163.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4进入所述反向电渗析池堆(16)，在所述离子交换膜14两侧进行间壁式流动，溶液中的离子在浓度梯度的作用下通过所述离子交换膜14，进而形成定向离子流，所述电极系统(15)将离子流转化为电子流，由所述外电路17输出；
164.所述稀溶液s3和所述浓溶液s4在进行反向电渗析浓差发电过程后分别形成稀溶液s5和浓溶液s6，并进入所述工况调节模块；
165.所述稀溶液s5经过所述稀溶液节流阀(10)进行压力调节，成为稀溶液s7，并进入所述热发生模块；所述连续变温蒸馏发生器(1)所述连续变温蒸馏发生器(1)；
166.所述浓溶液s6经过所述浓溶液节流阀(13)进行压力调节，随后进入所述分流器(9)，其中小部分溶液分流到所述混合器(5)，其余溶液分流为浓溶液s8，并进入所述热发生模块；
167.所述稀溶液s7进入所述回热器(18)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-4)进入到所述连续变温蒸馏发生器(1)；
168.所述浓溶液s8进入所述回热器(18)，温度升高后由所述连续变温蒸馏发生器(1)的入口(1-5)进入所述连续变温蒸馏发生器(1)；
169.从而完成一个完整的工作循环。
170.本发明上述实施例4提供的双进料口反向电渗析浓差发电系统，包括热发生模块、工况调节模块及浓差发电模块，通过热发生模块将热能转化为不同浓度盐溶液间的化学势能，工况调节模块根据实际工况调节稀溶液与浓溶液的温度、压力、浓度和流量，浓差发电模块通过反向电渗析过程，将盐溶液间的化学势能转换为电能，通过上述三个过程实现热能到电能的转化，系统结构简单可靠控制难度低、噪音小、可靠性高。
171.以上仅为本发明的较佳实施例而已，仅具体描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式，均应包含在本发明的保护范围之内。