[實用新型]基于手動式換向閥的海水淡化反滲透裝置

有效

• 申請號: 202220236604.6
• 申請日: 2022-01-28
• 公開（公告）號: CN216890220U
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 陳江萍;鄭煜銘;洪靈源
• 申請（專利權）人: 中國科學院城市環境研究所
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請涉及基于手動式換向閥的海水淡化反滲透裝置，所述裝置包括手柄、一體式微型能量回收模塊、反滲透膜模塊、預處理模塊及液路系統。所述一體式微型能量回收模塊包括雙柱塞泵、單向閥組和換向閥；所述雙柱塞泵與換向閥通過手柄與鉸鏈連接。本裝置運行方法特點在于①使用手柄一次施力帶動雙柱塞泵和換向閥共同切換工作位置；②使用雙柱塞泵縮短系統輸出壓力周期，提高系統做功效率；③手柄每次施力時，換向閥先于柱塞泵運動，即換向閥先能量回收后柱塞泵加壓海水，換向閥回收的能量可助推柱塞泵，使系統運行省力。系統具有90%以上的能量回收效率，裝置具有結構緊湊、一體性和便攜性的特點。

技術領域

本申請涉及人工海水淡化技術領域，具體地說涉及一種手動式換向閥的海水淡化反滲透裝置，裝置具有省力、緊湊性、一體性和便攜性的特點，運行方法具有低能耗、高系統能量回收率、高效率的特點。

背景技術

反滲透海水淡化是世界上最先進的海水淡化技術，根據海水中的鹽度值，實現海水淡化所需要的反滲透壓力要達到50-60公斤/平方厘米，因此在一般的海水淡化裝置中，都會配備至少一臺電力驅動的高壓水泵，這使得裝置非常笨重。

此外，一般的反滲透海水淡化過程，海水經過外力（如電力）加壓，至海水壓力大于海水的滲透壓時，部分海水可以通過反滲透膜的反滲透作用，得到淡水，并排出濃水。這部分濃水仍具有很高的壓力，約為50-60公斤/平方厘米（即5-6 兆帕），如果將這股濃水直接排掉，會造成大量的能量浪費。使用液體的余壓能量回收技術可以將這部分能量通過機械裝置轉換為下一次做功所需的能量，也就是說將濃水的余壓能量轉換為進水的壓力能，這樣就大大降低了進水壓力提升時所消耗的外力。

人工供能的海水淡化反滲透裝置就是指使用人力驅動使反滲透系統達到海水淡化所需要的操作壓力。制約人工海水淡化反滲透裝置推廣應用的一個主要問題就是如何單純使用人力將進水的低壓海水加壓到反滲透所需的50-60公斤/平方厘米的壓力，以及如何使加壓的人工操作過程盡量省力，因此降低裝置運行過程能耗是亟待解決的問題。在反滲透系統中應用液體的余壓能量回收技術可大幅度降低能耗，從而實現人工驅動的海水淡化反滲透過程。

目前工業用的大型海水淡化反滲透裝置上配備余壓能量回收裝置已經比較普遍，總體上分為兩類，即離心式和容積式。

離心式能量回收裝置可將回收的液體余壓能進行兩次能量轉換，典型的裝置是透平機，該裝置回收的余壓能量先轉換為透平旋轉的機械能，再通過葉輪的旋轉以提升進水的壓力。濃水能量向原海水能量的轉換效率一般在75%以下。這種能量回收裝置適用于較大型的反滲透海水淡化系統。