[發明專利]脫鹽系統和方法

有效

• 申請號: 201980064950.1
• 申請日: 2019-05-01
• 公開（公告）號: CN112789244B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 菲利普·安德魯·戴維斯
• 申請（專利權）人: 伯明翰大學
• 主分類號: B01D61/06
• 分類號: B01D61/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 石磊

本發明涉及一種脫鹽系統和操作脫鹽系統的方法。脫鹽系統包括：分隔容器，容納將容器分隔成上游隔室和下游隔室的可移動分隔件，分隔容器具有第一入口端口、第二入口端口、和出口端口；膜容器，容納將膜容器分成鹽水隔室和脫鹽隔室的錯流半透膜，鹽水隔室包括第一錯流端口和第二錯流端口，脫鹽隔室包括脫鹽水出口端口；進給泵，將鹽水供應供給到第一入口端口；補給泵，具有連接到第二錯流端口的入口和連接到第二入口端口的出口，以將鹽水供給到下游隔室中；主閥，連接在出口端口和第一錯流端口之間；旁通閥，連接到入口端口，并且連接到第二錯流端口和補給泵的入口；以及清洗閥，連接到第一錯流端口和主閥，并且連接到清洗端口。

技術領域

本發明涉及一種脫鹽系統和操作脫鹽系統的方法。

背景技術

脫鹽系統具有許多工業應用。例如，一種應用是從地下水中分離飲用水，該地下水是含鹽的，因此不適于飲用。其他應用包括海水的處理和紡織廠產生的鹽廢水的處理。

在脫鹽應用中，經常需要使回收率最大化。術語回收率為在系統的輸出處產生的淡水的體積比在輸入處供應的鹽水的體積的分數。經常需要高回收率以使系統的有用輸出最大化并使所需輸入最小化。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供了一種脫鹽系統，包括：

分隔容器，容納將容器分隔成各自具有可變體積的上游隔室和下游隔室的可移動分隔件，分隔容器具有在容器的上游端處的第一入口端口、在容器的下游端處的第二入口端口和在容器的下游端處的出口端口；

膜容器，容納將膜容器分成鹽水隔室和脫鹽隔室的錯流半透膜，鹽水隔室包括第一錯流端口和第二錯流端口，脫鹽隔室包括脫鹽水出口端口；

進給泵，被連接以將鹽水供應供給到第一入口端口；

補給泵，具有連接到第二錯流端口的入口和連接到第二入口端口的出口，以將鹽水供給到下游隔室中；

主閥，連接在出口端口和第一錯流端口之間；

旁通閥，在一側上連接到入口端口，并且在另一側上連接到第二錯流端口和補給泵的入口；以及

清洗閥，在一側上連接到第一錯流端口和主閥，并且在另一側上連接到清洗端口。

這里描述的本發明對于實現淡水/脫鹽水的高回收率和高輸出而不引起過度的能量損失特別有用。

脫鹽系統還可以包括連接并配置為操作脫鹽系統的控制器，控制器配置為：

在第一加壓階段中，關閉旁通閥和清洗閥，打開主閥并操作進給泵以向分隔容器的上游隔室提供鹽水供應，導致分隔件移動并由此使鹽水從下游隔室流入膜容器的鹽水隔室，從而導致脫鹽水經由脫鹽水出口端口從膜容器的脫鹽隔室離開；以及

在第二補給階段中，打開旁通閥和清洗閥，關閉主閥并操作補給泵和進給泵以將鹽水供給到分隔容器的第二入口，并且經由第二錯流端口供給到膜容器的鹽水隔室中，以導致鹽水經由第一錯流端口通過清洗端口流出。

在第一加壓階段中，控制器可以配置為操作補給泵以將鹽水從鹽水隔室供給到分隔容器的第二入口。

控制器可以配置為重復加壓階段和補給階段。

脫鹽系統還可以包括第一傳感器，其布置成提供信號以檢測可移動分隔件在補給階段中何時已經到達分隔容器的上游端，控制器配置為在檢測到來自第一傳感器的信號時結束補給階段。

脫鹽系統還可以包括第二傳感器，其布置成提供信號以檢測可移動分隔件在加壓階段中何時已經到達分隔容器的下游端，控制器配置為在檢測到來自第二傳感器的信號時結束加壓階段。

分隔容器可以是圓柱形容器，并且可移動分隔件可以是可滑動地安裝在圓柱形容器內的活塞。

膜容器可以是圓柱形容器。