IPC分类号 : C02F1/44,B01D61/06,C02F103/08
专利摘要
本发明公开了一种两级余压回收的反渗透海水淡化系统及基于其的海水淡化处理方法，包括海水供给泵、高压泵、两组压力能交换器和膜组件，海水由海水供给泵增压输入系统，高压浓盐水在A压力能交换器内将压力能传递给一股低压海水，该股海水增压后在B压力能交换器内将压力能传递给另一股低压海水。本发明提出了一种新型两级余压回收的反渗透海水淡化系统，采用两组压力能回收设备对高压浓盐水的压力能进行两级余压回收利用，减少了增压泵的使用，可灵活调节反渗透海水淡化系统水回收率，具有结构紧凑、操作灵活、高效节能的优点。
权利要求
1.一种两级余压回收的反渗透海水淡化系统，其特征在于，包括海水供给泵(1)、A压力能交换器(2)、B压力能交换器(3)和膜组件(5)；在B压力能交换器(3)和膜组件(5)之间还设有高压泵(4)；
海水供给泵(1)的出口分为两路，一路经A低压进口(8)连接A压力能交换器(2)，另一路经B低压进口(12)连接B压力能交换器(3)；
A压力能交换器(2)的A高压出口(9)与B压力能交换器(3)的B高压进口(10)相连，用于输送高压海水；B压力能交换器(3)的B低压出口(11)和B高压出口(13)分别通过管路连接至高压泵(4)的进水口，高压泵(4)的出水口与膜组件(5)的入水管相连；
膜组件(5)连接有两路出水管，一路用于输出透过反渗透膜的淡化水，另一路与A压力能交换器(2)的A高压进口(6)相连，用于向A压力能交换器(2)输送未透过反渗透膜的高压浓盐水；通入A压力能交换器(2)的高压浓盐水和高压海水的流量相等；从B压力能交换器(3)的B低压出口(11)和B高压出口(13)流出的两股海水的压力相等。
2.根据权利要求1所述的两级余压回收的反渗透海水淡化系统，其特征在于，
A压力能交换器(2)采用旋转式压力能交换器、阀控式压力能交换器、滑片式压力能交换器或液力透平。
3.根据权利要求1所述的两级余压回收的反渗透海水淡化系统，其特征在于，通入B压力能交换器(3)两股海水的流量比根据海水淡化系统的水回收率进行调节。
4.基于权利要求1～3中任意一项所述的两级余压回收的反渗透海水淡化系统的海水淡化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将待处理的海水输入海水供给泵(1)进行增压处理，增压后的一股低压海水通过A低压进口(8)流入A压力能交换器(2)中，增压后的另一股低压海水通过B低压进口(12)流入B压力能交换器(3)中；
2)未透过膜组件(5)中的反渗透膜的高压浓盐水通过A高压进口(6)流入A压力能交换器(2)，在A压力能交换器(2)内高压浓盐水对流入的低压海水做功，经过做功后浓盐水压力降低作为废水从A低压出口(7)流出，经过做功后的海水压力升高后从A高压出口(9)流出；
3)上述压力升高后的高压海水通过B高压进口(10)流入B压力能交换器(3)中，对经海水供给泵(1)增压处理的低压海水做功，经过做功后的高压海水压力被降低并从B低压出口(11)流出，低压海水压力被升高并从B高压出口(13)流出；
4)从B低压出口(11)和B高压出口(13)流出的海水汇合后流入高压泵(4)，经高压泵(4)增压后输入膜组件(5)进行渗透分离，一部分海水透过反渗透膜成为淡化水经管道流出，剩余部分未透过反渗透膜的高压浓盐水从A高压进口(6)流入A压力能交换器(2)，完成循环，直至待处理海水处理完毕或系统停止运行。
5.一种两级余压回收的反渗透海水淡化系统，其特征在于，包括海水供给泵(1)、A压力能交换器(2)、B压力能交换器(3)和膜组件(5)；在海水供给泵(1)和B压力能交换器(3)之间还设有高压泵(4)；
海水供给泵(1)的出口分为两路，一路经A低压进口(8)连接A压力能交换器(2)，另一路连接高压泵(4)的进水口，高压泵(4)的出水口经B低压进口(12)连接B压力能交换器(3)；
A压力能交换器(2)的A高压出口(9)与B压力能交换器(3)的B高压进口(10)相连，用于输送高压海水；B压力能交换器(3)的B低压出口(11)和B高压出口(13)分别通过管路连接至膜组件(5)的入水管；
膜组件(5)连接有两路出水管，一路用于输出透过反渗透膜的淡化水，另一路与A压力能交换器(2)的A高压进口(6)相连，用于向A压力能交换器(2)输送未透过反渗透膜的高压浓盐水；从B压力能交换器(3)的B低压出口(11)和B高压出口(13)流出的海水的压力相等；通入B压力能交换器(3)的两股海水流量相等。
6.根据权利要求5所述的两级余压回收的反渗透海水淡化系统，其特征在于，B压力能交换器(3)采用旋转式压力能交换器、阀控式压力能交换器、滑片式压力能交换器或液力透平。
7.根据权利要求5所述的两级余压回收的反渗透海水淡化系统，其特征在于，通入A压力能交换器(2)的高压浓盐水和高压海水的流量比根据海水淡化系统的水回收率进行调节。
8.基于权利要求5～7中任意一项所述的两级余压回收的反渗透海水淡化系统的海水淡化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将待处理的海水输入海水供给泵(1)进行增压处理，增压后的一股低压海水通过A低压进口(8)流入A压力能交换器(2)中，增压后的另一股低压海水通过B低压进口(12)流入高压泵(4)中进行增压；
2)未透过膜组件(5)中的反渗透膜的高压浓盐水通过A高压进口(6)流入A压力能交换器(2)，在A压力能交换器(2)内高压浓盐水对流入的低压海水做功，经过做功后浓盐水压力降低作为废水从A低压出口(7)流出，经过做功后的海水压力升高后从A高压出口(9)流出；
3)上述压力升高后的高压海水通过B高压进口(10)流入B压力能交换器(3)中，对经高压泵(4)增压处理的低压海水做功，经过做功后的高压海水压力被降低并从B低压出口(11)流出，低压海水压力被升高并从B高压出口(13)流出；
4)从B低压出口(11)和B高压出口(13)流出的海水汇合后流入膜组件(5)进行渗透分离，一部分海水透过反渗透膜成为淡化水经管道流出，剩余部分未透过反渗透膜的高压浓盐水从A高压进口(6)流入A压力能交换器(2)，完成循环，直至待处理海水处理完毕或系统停止运行。
说明书
技术领域
本发明属于海水淡化技术领域，一种两级余压回收的反渗透海水淡化系统及基于其的海水淡化处理方法。
背景技术
反渗透海水淡化技术是利用高压泵将海水加压，使其压力达到所需的操作压力，然后使加压后的海水通入反渗透膜组件中进行渗透分离，透过反渗透膜的淡化水成为产品水，而未透过反渗透膜的高压浓盐水排出系统。
改进反渗透系统工艺是反渗透淡化系统性能优化的重要途径。具体地，中国专利(CN203402976U)公开了一种可循环反渗透系统，原水箱通过导管与过滤器连接，过滤器通过增压泵与渗透装置连接，渗透装置的浓水出口与原水箱连接，通过将浓水再次注入原水箱可提高水资源的利用率；中国专利(CN106145267A)公开了一种膜法海水淡化系统，包括高压泵、膜组件、增压泵、能量回收装置等，经过预处理的海水经过加压送至膜组件进行渗透分离，通过能量回收装置将反渗透膜组件排出的高压浓盐水的压力能传递给待增压的海水，并由增压泵补充损失的压力降。
虽然以上两个专利公开的技术方案均对反渗透海水淡化系统提出了工艺改进方法，降低了单位产品水的能耗。但前者未采用余压回收技术，系统能源利用率仍然不高；后者系统较为复杂，包含增压泵等装置，增加了设备投资成本的场地占用面积。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种两级余压回收的反渗透海水淡化系统及基于其的海水淡化处理方法，该系统采用两组压力能回收设备对高压浓盐水的压力能进行两级余压回收利用，结构紧凑，设计合理，使用简便，高效节能。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明公开了一种两级余压回收的反渗透海水淡化系统，包括海水供给泵、A压力能交换器、B压力能交换器和膜组件；在B压力能交换器和膜组件之间还设有高压泵；
海水供给泵的出口分为两路，一路经A低压进口连接A压力能交换器，另一路经B低压进口连接B压力能交换器；
A压力能交换器的A高压出口与B压力能交换器的B高压进口相连，用于输送高压海水；B压力能交换器的B低压出口和B高压出口分别通过管路连接至高压泵的进水口，高压泵的出水口与膜组件的入水管相连；
膜组件连接有两路出水管，一路用于输出透过反渗透膜的淡化水，另一路与A压力能交换器的A高压进口相连，用于向A压力能交换器输送未透过反渗透膜的高压浓盐水。
优选地，通入A压力能交换器的高压浓盐水和高压海水的流量相等；
A压力能交换器采用旋转式压力能交换器、阀控式压力能交换器、滑片式压力能交换器或液力透平。
优选地，从B压力能交换器的B低压出口和B高压出口流出的两股海水的压力相等。
优选地，通入B压力能交换器两股海水的流量比根据海水淡化系统的水回收率进行调节。
本发明还公开了上述的两级余压回收的反渗透海水淡化系统的海水淡化处理方法，包括以下步骤：
1)将待处理的海水输入海水供给泵进行增压处理，增压后的一股低压海水通过A低压进口流入A压力能交换器中，增压后的另一股低压海水通过B低压进口流入B压力能交换器中；
2)未透过膜组件中的反渗透膜的高压浓盐水通过A高压进口流入A压力能交换器，在A压力能交换器内高压浓盐水对流入的低压海水做功，经过做功后浓盐水压力降低作为废水从A低压出口流出，经过做功后的海水压力升高后从A高压出口流出；
3)上述压力升高后的高压海水通过B高压进口流入B压力能交换器中，对经海水供给泵增压处理的低压海水做功，经过做功后的高压海水压力被降低并从B低压出口流出，低压海水压力被升高并从B高压出口流出；
4)从B低压出口和B高压出口流出的海水汇合后流入高压泵，经高压泵增压后输入膜组件进行渗透分离，一部分海水透过反渗透膜成为淡化水经管道流出，剩余部分未透过反渗透膜的高压浓盐水从A高压进口流入A压力能交换器，完成循环，直至待处理海水处理完毕或系统停止运行。
本发明还公开了一种两级余压回收的反渗透海水淡化系统，包括海水供给泵、A压力能交换器、B压力能交换器和膜组件；在海水供给泵和B压力能交换器之间还设有高压泵；
海水供给泵的出口分为两路，一路经A低压进口连接A压力能交换器，另一路连接高压泵的进水口，高压泵的出水口经B低压进口连接B压力能交换器；
A压力能交换器的A高压出口与B压力能交换器的B高压进口相连，用于输送高压海水；B压力能交换器的B低压出口和B高压出口分别通过管路连接至膜组件的入水管。
膜组件连接有两路出水管，一路用于输出透过反渗透膜的淡化水，另一路与A压力能交换器的A高压进口相连，用于向A压力能交换器输送未透过反渗透膜的高压浓盐水。
优选地，从B压力能交换器的B低压出口和B高压出口流出的海水的压力相等。
优选地，通入B压力能交换器的两股海水流量相等；B压力能交换器采用旋转式压力能交换器、阀控式压力能交换器、滑片式压力能交换器或液力透平。
优选地，通入A压力能交换器的高压浓盐水和高压海水的流量比根据海水淡化系统的水回收率进行调节。
本发明还公开了基于上述的两级余压回收的反渗透海水淡化系统的海水淡化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将待处理的海水输入海水供给泵进行增压处理，增压后的一股低压海水通过A低压进口流入A压力能交换器中，增压后的另一股低压海水通过B低压进口流入高压泵中进行增压；
2)未透过膜组件中的反渗透膜的高压浓盐水通过A高压进口流入A压力能交换器，在A压力能交换器内高压浓盐水对流入的低压海水做功，经过做功后浓盐水压力降低作为废水从A低压出口流出，经过做功后的海水压力升高后从A高压出口流出；
3)上述压力升高后的高压海水通过B高压进口流入B压力能交换器中，对经高压泵增压处理的低压海水做功，经过做功后的高压海水压力被降低并从B低压出口流出，低压海水压力被升高并从B高压出口流出；
4)从B低压出口和B高压出口流出的海水汇合后流入膜组件进行渗透分离，一部分海水透过反渗透膜成为淡化水经管道流出，剩余部分未透过反渗透膜的高压浓盐水从A高压进口流入A压力能交换器，完成循环，直至待处理海水处理完毕或系统停止运行。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开的两级余压回收的反渗透海水淡化系统，包括海水供给泵、高压泵、两组压力能交换器和膜组件，海水由海水供给泵增压后输入系统，高压浓盐水在A压力能交换器内将压力能传递给一股低压海水，该股海水增压后在B压力能交换器内将压力能传递给另一股低压海水。本发明的海水淡化系统结构紧凑，简单灵活，使用简便，高效节能。首先，相比传统反渗透海水淡化系统减少了增压泵的使用，节省了设备投资和场地空间；其次，该系统采用能量回收技术回收高压浓盐水的压力能，采用二次余压回收技术增压从高压泵输出的海水流股，大大降低了高压泵的能耗。
优选地，可根据需要对压力能交换器采用非对称增压腔和降压腔结构的滑片式压力能交换器或液力透平，用于不同水回收率的反渗透系统中，产出不同的淡化水含盐度能满足不同的工艺需求。
附图说明
图1为本发明实施例1的两级余压回收的反渗透海水淡化系统的结构示意图；
图2为本发明实施例2的两级余压回收的反渗透海水淡化系统的结构示意图。
其中：1为海水供给泵；2为A压力能交换器；3为B压力能交换器；4为高压泵；5为膜组件；6为A高压进口；7为A低压出口；8为A低压进口；9为A高压出口；10为B高压进口；11为B低压出口；12为B低压进口；13为B高压出口。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1
参见图1，为本实施例公开的一种两级余压回收的反渗透海水淡化系统，包括：海水供给泵1、A压力能交换器2、B压力能交换器3和膜组件5，在B压力能交换器3和膜组件5之间还设有高压泵4。海水供给泵1的出口分为两路，一路经A低压进口8连接A压力能交换器2，另一路经B低压进口12连接B压力能交换器3；
A压力能交换器2的A高压出口9与B压力能交换器3的B高压进口10相连，用于输送高压海水；B压力能交换器3的B低压出口11和B高压出口13分别通过管路连接至高压泵4的进水口，高压泵4的出水口与膜组件5的入水管相连；
膜组件5连接有两路出水管，一路用于输出透过反渗透膜的淡化水，另一路与A压力能交换器2的A高压进口6相连，用于向A压力能交换器2输送未透过反渗透膜的高压浓盐水。
经过预处理的海水由海水供给泵1进行增压输入系统，增压后的其中一股低压海水通过A低压进口8流入A压力能交换器2，未透过膜组件5反渗透膜的高压浓盐水通过A高压进口6流入A压力能交换器2，在A压力能交换器2内高压浓盐水对低压海水做功，经过做功后浓盐水压力降低作为废水从A低压出口7流出系统，海水压力升高从A高压出口9流出；从A高压出口9流出的高压海水通过B高压进口10流入B压力能交换器3，经海水供给泵1增压后的另一股低压海水通过B低压进口12输入B压力能交换器3，在B压力能交换器内高压海水对低压海水做功，经过做功后高压海水压力降低从B低压出口11流出，低压海水压力升高从B高压出口13流出；从B低压出口11和B高压出口13流出的海水汇合后流入高压泵4，经高压泵4增压后输入膜组件5进行渗透分离，一部分透过反渗透膜的淡化水成为产品水，剩下未透过反渗透膜的高压浓盐水从A高压进口6流入A压力能交换器2，构成循环。
具体地，给定所述海水淡化系统的操作参数，作为具体的应用实例：经过预处理的海水压力0MPa、流量60m
需要说明的是，上述压力值均指表压，A压力能交换器2和B压力能交换器3的能量回收效率均设定为95％，且忽略设备内部泄漏。
进一步地，所述两级余压回收的反渗透海水淡化系统，从B压力能交换器3的B低压出口11和B高压出口13流出的海水的压力相等，两股压力相等的流股汇合后流入高压泵4。
所述两级余压回收的反渗透海水淡化系统，通入A压力能交换器2的高压浓盐水和海水的流量相等。根据通入A压力能交换器2的两股流量特性要求，A压力能交换器2可为旋转式压力能交换器、阀控式压力能交换器、滑片式压力能交换器或液力透平等。
所述两级余压回收的反渗透海水淡化系统，可调节通入B压力能交换器3的两股海水的流量比，得到不同的海水淡化系统的水回收率，适应不同的工艺要求。根据通入B压力能交换器3的两股流量特性要求，B压力能交换器3可为滑片式压力能交换器或液力透平等，通过调整滑片式压力能交换器或液力透平的非对称增压腔和降压腔的结构参数，实现调节流量比的目标。
实施例2
参见图2，为本实施例公开的一种两级余压回收的反渗透海水淡化系统，包括海水供给泵1、A压力能交换器2、B压力能交换器3和膜组件5，与实施例1不同的是，高压泵4也可置于海水供给泵1之后、B压力能交换器3之前。
海水供给泵1的出口分为两路，一路经A低压进口8连接A压力能交换器2，另一路连接高压泵4的进水口，高压泵4的出水口经B低压进口12连接B压力能交换器3；
A压力能交换器2的A高压出口9与B压力能交换器3的B高压进口10相连，用于输送高压海水；B压力能交换器3的B低压出口11和B高压出口13分别通过管路连接至膜组件5的入水管；
膜组件5连接有两路出水管，一路用于输出透过反渗透膜的淡化水，另一路与A压力能交换器2的A高压进口6相连，用于向A压力能交换器2输送未透过反渗透膜的高压浓盐水。
经过预处理的海水由海水供给泵1进行增压输入系统，增压后的其中一股低压海水通过A低压进口8流入A压力能交换器2，未透过膜组件5反渗透膜的高压浓盐水通过A高压进口6流入A压力能交换器2，在A压力能交换器2内高压浓盐水对低压海水做功，经过做功后浓盐水压力降低作为废水从A低压出口7流出系统，海水压力升高从A高压出口9流出；从A高压出口9流出的高压海水通过B高压进口10流入B压力能交换器3，经海水供给泵1增压后的另一股低压海水流入高压泵4进行增压，然后通过B低压进口12输入B压力能交换器3，在B压力能交换器3内高压海水对低压海水做功，经过做功后高压海水压力降低从B低压出口11流出，低压海水压力升高从B高压出口13流出；从B低压出口11和B高压出口13流出的海水汇合后输入膜组件5进行渗透分离，一部分透过反渗透膜的淡化水成为产品水，剩下未透过反渗透膜的高压浓盐水从A高压进口6流入A压力能交换器2，构成循环。
具体地，给定所述海水淡化系统的操作参数，作为本发明的一个实施例：经过预处理的海水压力0MPa、流量60m
需要说明的是，上述压力值均指表压，A压力能交换器2和B压力能交换器3的能量回收效率均设定为95％，且忽略设备内部泄漏。
进一步地，所述两级余压回收的反渗透海水淡化系统，从B压力能交换器3的B低压出口11和B高压出口13流出的海水的压力相等，两股压力相等的流股汇合后流入膜组件5。
所述两级余压回收的反渗透海水淡化系统，可调节通入A压力能交换器2的浓盐水和海水的流量比，得到不同的海水淡化系统的水回收率，适应不同的工艺要求。根据通入A压力能交换器2的两股流量特性要求，A压力能交换器2可为滑片式压力能交换器或液力透平等，通过调整滑片式压力能交换器或液力透平的非对称增压腔和降压腔的结构参数，实现调节流量比的目标。
所述两级余压回收的反渗透海水淡化系统，通入B压力能交换器3的两股海水流量相等。根据通入B压力能交换器3的两股流量特性要求，B压力能交换器3可为旋转式压力能交换器、阀控式压力能交换器、滑片式压力能交换器或液力透平等。
本发明所述两级余压回收的反渗透海水淡化系统，采用两组压力能回收设备对高压浓盐水的压力能进行两级余压回收。本发明的优势在于：
1提出了一种采用两级压力能回收设备制取淡化水的反渗透海水淡化系统，具有结构紧凑、简单灵活、使用简便、高效节能的优点；
2相比传统反渗透海水淡化系统，可减少增压泵的使用，节省了增压泵设备成本投资和场地占用空间；
3采用能量回收技术回收高压浓盐水的压力能，采用二次余压回收技术增压从高压泵输出的海水流股，降低了高压泵的能耗；
4可根据需要对压力能交换器采用非对称增压腔和降压腔结构的滑片式压力能交换器或液力透平，用于不同反渗透膜透过率的反渗透系统中，产出的淡化水含盐度能满足不同的工艺需求。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
一种两级余压回收的反渗透海水淡化系统及基于其的海水淡化处理方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
动态评分
0.0