本实用新型专利技术公开了一种基于压力延滞渗透与反渗透的海水淡化装置，包括浓度差动力单元、海水淡化单元以及位于两个单元间的压力传递元件。浓度差动力单元包括中空的一号海水腔和与之相邻的中空的浓海水腔以及位于两腔室间的渗透膜，该单元用于将不同浓度的海水间的盐差能转化为静压力。海水淡化单元包括中空的二号海水腔和与之相邻的中空的淡水腔以及位于两腔室间只允许水分子透过的反渗透膜，在静压力下反渗透膜只允许水分子透过，从而进行海水淡化。压力传递元件可以移动或者变形，通过自身的位移或者变形而将静压力传递给二号海水腔。该装置结构紧凑，仅利用海水盐差能进行海水淡化，不消耗高品位能源，绿色环保。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于压力延滞渗透与反渗透的海水淡化装置，包括浓度差动力单元、海水淡化单元以及位于两个单元间的压力传递元件。浓度差动力单元包括中空的一号海水腔和与之相邻的中空的浓海水腔以及位于两腔室间的渗透膜，该单元用于将不同浓度的海水间的盐差能转化为静压力。海水淡化单元包括中空的二号海水腔和与之相邻的中空的淡水腔以及位于两腔室间只允许水分子透过的反渗透膜，在静压力下反渗透膜只允许水分子透过，从而进行海水淡化。压力传递元件可以移动或者变形，通过自身的位移或者变形而将静压力传递给二号海水腔。该装置结构紧凑，仅利用海水盐差能进行海水淡化，不消耗高品位能源，绿色环保。【专利说明】一种基于压力延滞渗透与反渗透的海水淡化装置及其系统
本技术属于海水淡化
，具体涉及一种利用盐差能的基于压力延滞渗 透与反渗透的海水淡化装置及其系统。
技术介绍
目前，大量的海上岛屿和岩礁淡水资源稀缺，迫切需要利用海水淡化技术制备淡 水，传统海水淡化的技术主要有：海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透膜法。其中，蒸馏法 和反渗透膜法是主要的淡化方法，两者都依赖电能，传统用于发电的煤石油天然气资源面 临枯竭，并且电能无法传送至偏远岛屿，因此利用电能的海水淡化技术不能适应偏远岛屿， 利用电能的海水淡化技术中需要使用泵等动力辅助设备，致使其装置的结构复杂，占地面 积大、维护与运行成本高。 盐差能是海水和淡水之间或两种不同浓度的海水之间的化学电位差能，是海洋能 中能量密度最大的一种可再生能源，据估算，我国沿海盐差能资源蕴藏量约为3. 9X1015J。 基于半透膜的压力延滞渗透（简称为PRO)系统是目前提取盐差能的方式之一，反渗透（简 称R0)是与PRO相对的技术，其在外界提供的压力下通过离子膜将浓度较高海水中的溶剂 反向渗透到离子膜的另一侧，可以用于海水淡化。 目前，R0已经发展成为一种海水（和苦咸水）淡化技术，但是该反渗透系统工作 过程需要外界加压设备提供压力，传统方法中该压力是通过电能提供，需要消耗大量的高 品位能源，成本高且污染环境，不利于人类的可持续发展。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种利用盐差能的基于 压力延滞渗透与反渗透的海水淡化装置及其系统，其目的在于将基于半透膜的压力延滞渗 透技术（简称PRO)和反渗透技术（简称R0)巧妙的结合起来，利用PRO系统获得静压力为 R0系统提供动力源，再利用R0技术进行海水淡化。由此解决传统方法中利用R0技术进行 海水淡化需要消耗高品位能源的问题。 为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种基于压力延滞渗透与 反渗透的海水淡化装置，用于利用海水的盐差能对海水进行淡化，其特征在于，包括浓度差 动力单元和海水淡化单元，以及位于两个单元间用于分隔两个单元且将所述浓度差动力单 元压力传递给所述海水淡化单元的压力传递元件，其中， 浓度差动力单元，其包括中空的一号海水腔和与之相邻的中空的浓海水腔以及位 于两腔室间以用于分隔两腔室且只允许水分子通过的的渗透膜，所述浓度差动力单元用于 将不同浓度的海水间的盐差能转化为静压力； 海水淡化单元，其包括中空的二号海水腔和与之相邻的中空的淡水腔以及位于两 腔室间以用于分隔两腔室且只允许水分子通过的反渗透膜，所述海水淡化单元在静压力下 利用反渗透膜将水与杂质分离，进行海水淡化； 压力传递元件，其位于所述浓海水腔和所述二号海水腔间，可以移动或者变形，以 用于分隔所述的浓海水腔和二号海水腔且将浓海水腔内的静压力通过自身的位移或者变 形而传递给所述二号海水腔； 一号海水腔和浓海水腔内分别充满不同浓度的海水且浓海水腔内海水浓度高于 一号海水腔内海水浓度时，在渗透压的作用下，一号海水腔内水分子透过渗透膜进入浓海 水腔内，浓海水腔内体积增大而形成静压力，通过使压力传递元件移向海水淡化单元的二 号海水腔，使得二号海水腔内受静压力作用而完成海水淡化。 进一步的，所述的压力传递元件与浓海水腔和二号海水腔之间的壁面紧密接触以 形成密封，用于防止浓海水腔和二号海水腔间形成泄漏，其优选为可变移动的活塞或可变 形的娃胶膜。 进一步的，所述一号海水腔与浓海水腔间的渗透膜被第一多孔抗变形固定板固定 和支撑，以防止所述渗透膜在不同浓度海水的盐差能作用下破裂；所述二号海水腔与淡水 腔间的反渗透膜被第二多孔抗变形固定板固定和支撑，以防止所述反渗透膜在二号海水腔 内的压力作用下变形移动。 进一步的，第一多孔抗变形板被固定在一号海水腔和浓海水腔间的壁面上，以防 止其在浓海水腔内海水作用下移动而消耗静压力；第二多孔抗变形板被固定在二号海水腔 和淡水腔间的壁面上，以防止其在二号海水腔内海水作用下移动而消耗压力能，从而保证 由浓度差动力单元提供的静压力全部作用于海水淡化单元。 进一步的，所述一号海水腔、所述浓海水腔以及所述二号海水腔均在各自腔室的 相对的两个壁面的管道上分别安装有入口阀门、出口阀门，以分别用于海水的进入和排出， 所示淡水腔仅在其一个壁面管道上安装有出口阀门，以用于获得的淡水的排出。 按照本技术的另一方面，提供了一种海水淡化系统，其包括至少二个如上所 述的装置进行相互串联，其中，下一级所述装置的二号海水腔入口阀门所在的管道连通上 一级所述装置淡水腔出口阀门所在的管道，以用于对海水进行多级淡化得到纯度更高的淡 水。 总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下 列有益效果： 1、本技术装置仅利用不同浓度海水间的盐差能进行海水淡化，与现有的海水 淡化系统相比，它无需借用电能等高品位的能源，其制取淡水的原料都取自于自然，不存在 任何污染环境的问题，绿色环保，经济适用。 2、本技术装置的结构紧凑，无需外加电机和泵等驱动设备，可长期稳定的运 行，无高压原件，不存在爆炸和泄露等安全问题。 3、本技术中海水淡化方法，由于仅仅利用不同浓度海水的盐差能，对于缺乏 能源供应的偏远海岛，其不受恶劣地域条件的限制即可进行海水淡化，从而能为人们的海 上活动扩展空间。 4、本技术方法中将盐差能通过渗透膜转化为静压力能，同时将静压力能转化 为淡化海水的动力，最大限度的利用了盐差能，与现有技术中利用盐差能发电等利用方式 相比，本技术方法大大提高了盐差能能源的利用效率。 【专利附图】【附图说明】 图1是本实施例中压力传递元件为活塞的海水淡化装置结构示意图； 图2是本实施例中压力传递元件为硅胶膜的海水淡化装置结构示意图。 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中： 1-左侧固定环 2-渗透膜 3-第一多孔抗变形板 4-左侧法兰 5-左侧法兰螺栓 6-左侧端盖 7-海水入口阀门 8-浓海水入口阀门 9-淡海水入口阀门 10-压力传递元件 11-箱体 12-右侧端盖 13-右侧法兰螺栓 14-反渗透膜 15-第二多孔抗变形板 16-右侧固定环 17-管道与箱体焊缝18-淡水出口阀门 19-淡海水出口阀门 20-浓海水出口阀门21-海水出口阀门。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于压力延滞渗透与反渗透的海水淡化装置，利用海水的盐差能进行海水淡化，其特征在于，其包括浓度差动力单元和海水淡化单元，以及位于两个单元间用于分隔两个单元且将所述浓度差动力单元获取的压力能传递给所述海水淡化单元的压力传递元件，其中，浓度差动力单元，其包括中空的一号海水腔和与之相邻的中空的浓海水腔以及位于两腔室间的渗透膜，由于该渗透膜存在，盐度较小的一号海水腔中海水中水分子可在盐差能作用下渗透到盐度较大的浓海水腔中，并由于液体的可压缩性差，使得浓海水腔压力增大，实现将盐差能渗透压转化为静压力；压力传递元件，其可在浓海水腔的静压力增大时移动或者变形，从而将所述静压力传递给所述海水淡化单元；海水淡化单元，其包括中空的二号海水腔和与之相邻的中空的淡水腔以及位于两腔室间用于分隔两腔室且只允许二号海水腔内海水中的水分子渗透到淡水腔的反渗透膜，所述二号海水腔受所述静压力作用从而使二号海水腔中的海水中水分子通过所述反渗透膜进入淡水腔，实现海水淡化。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：舒良锁，靳世平，黄素逸，郭少博，谭凯，丁文武，王喜云，梁鑫，谭景艺，周宇，刘小康，杨洪雷，曾志东，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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