[發明專利]離心反滲透系統

有效

• 申請號: 201980052001.1
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN112601601B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: J·M·蒂卡爾斯基
• 申請（專利權）人: 離心解決方案有限責任公司
• 主分類號: B01D61/06
• 分類號: B01D61/06;B01D61/08;C02F1/44
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 范莉

一種反滲透系統，包括：輪，該輪由空心的中心輪轂、與中心輪轂流體連接的徑向管、設置在各徑向管中的半透膜、滲透液出口管和濃縮液出口管形成；滲透液收集儲罐；濃縮液收集儲罐；以及驅動機構。當源液體被供給至輪的中心輪轂時，驅動機構旋轉地驅動該輪，該旋轉使得源液體沿徑向向外方向進入徑向管，并使得徑向管中的源液體的壓力增加。壓力增加迫使源液體通過半透膜，以便分離成滲透液和濃縮液，該滲透液通過滲透液出口管而被引導至滲透液收集儲罐，該濃縮液通過濃縮液出口管而被引導至濃縮液收集儲罐。

技術領域

本發明涉及一種脫鹽系統，特別是涉及一種可以使用離心反滲透而經濟和高效地使海水脫鹽或以其它方式將非飲用水轉變成飲用水的系統和方法。

背景技術

脫鹽技術的工業應用包括反滲透、多級閃蒸脫鹽和多效蒸發。在閃蒸中，在特定溫度下，水壓力降低，水迅速蒸發。在多級閃蒸脫鹽中，在多個逐漸降低壓力的閃蒸室中對海水進行加熱和蒸發，所產生的蒸汽進行冷凝，以便獲得淡水。在多效蒸發中，水在多個串聯的蒸發器中蒸發，其中，上游的蒸發器用作隨后蒸發器的熱源，且蒸汽冷凝成淡水。反滲透可以包括將溶劑-溶質混合物的壓力升高至高于它的滲透壓力，并使它與膜接觸，該膜對于溶劑可滲透，但對于溶質不可滲透。一些溶劑穿過膜，留下濃縮的溶劑-溶質混合物。在應用于海水脫鹽的反滲透中，使海水增壓并將其引導通過半透膜，以便形成淡水滲透液和鹽水濃縮液。

不過，各種脫鹽技術都有它的缺點，包括高能耗、易結垢和結構復雜，從而導致維護和安全問題。

反滲透作為一種水脫鹽技術受到了相當大的關注，因為它不涉及鹽水的任何相變。反滲透操作消耗的大部分能量是在使溶劑/溶質混合物達到比混合物的滲透壓力更高的壓力時消耗的。以經濟的方式實現反滲透所需的高壓(特別是在使海水脫鹽中)是很困難的，且能量成本很昂貴。以前的反滲透技術在提供可以經濟地在所需高壓下處理大量溶劑-溶質混合物的設備時也遇到了困難。

而且，在反滲透中，必須以環境安全的方式丟棄鹽水濃縮液。在陸基反滲透工廠中，濃縮液不能簡單地在岸邊處置。

需要一種反滲透脫鹽系統和方法，它結構簡單，可以很容易地管理和維護，且具有低能耗和低操作成本。

發明內容

根據本發明的一個方面，一種用于使得源液體分離成滲透液和濃縮液的反滲透系統包括：輪，該輪由空心的中心輪轂、徑向管、半透膜、滲透液出口管和濃縮液出口管來形成，該徑向管與中心輪轂流體連接，該半透膜設置在各徑向管中，該滲透液出口管與徑向管流體連接，并與半透膜連通，該濃縮液出口管與徑向管流體連接，并與半透膜連通；滲透液收集儲罐，該滲透液收集儲罐與滲透液出口管流體連接；濃縮液收集儲罐，該濃縮液收集儲罐與濃縮液出口管流體連接；以及驅動機構，該驅動機構與輪的中心輪轂連接，以便旋轉地驅動該輪。當源液體被供給至輪的中心輪轂時，驅動機構旋轉地驅動該輪，該旋轉使得源液體沿徑向向外的方向進入徑向管，并使得徑向管中的源液體的壓力增加。壓力增加迫使源液體通過半透膜，以便分離成滲透液和濃縮液，滲透液通過滲透液出口管而被引導至滲透液收集儲罐，濃縮液通過濃縮液出口管而被引導至濃縮液收集儲罐。

根據本發明的另一方面，用于使得源液體分離成滲透液和濃縮液的反滲透系統包括：可旋轉輪，該可旋轉輪由徑向管、半透膜、滲透液出口管和濃縮液出口管形成，該徑向管與進口流體連接，該半透膜設置于各徑向管中，該滲透液出口管與徑向管流體連接，并與半透膜連通，該濃縮液出口管與徑向管流體連接，并與半透膜連通；固定的滲透液收集儲罐，該滲透液收集儲罐與滲透液出口管流體連接；固定的濃縮液收集儲罐，該濃縮液收集儲罐與濃縮液出口管流體連接；以及驅動機構，該驅動機構設置成旋轉地驅動所述輪。當源液體被供給至輪的進口時，驅動機構旋轉地驅動該輪，該旋轉使得源液體沿徑向向外的方向進入徑向管，并使得徑向管中的源液體的壓力增加。壓力增加迫使源液體通過半透膜，以便分離成滲透液和濃縮液，滲透液通過滲透液出口管而被引導至固定的滲透液收集儲罐，濃縮液通過濃縮液出口管而被引導至固定的濃縮液收集儲罐。