带有单容器的连续闭合回路脱盐装置制造方法及图纸

一种用于通过反渗透对盐水溶液进行连续顺序闭合回路脱盐的装置，其具有至少一个回路和单容器（ＣＮ），其中回路包括至少一个平行连接的ＲＯ模块（Ｍ１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及在闭合回路中通过反渗透(SWRO或者BWRO)对海水(SW)或者含盐的水(BW)进行脱盐的方法和装置。逆着半透膜对盐水溶液施加高于其渗透压的压力时，会发生由于反渗透(RO)的脱盐。“塞流脱盐”(下面称作“PLD”)方法包括将加压的进料流穿过带有半透膜元件的压力导管(模块)，其中其连续地分为去盐渗透液的非加压流和盐水流出物的加压流。PFD的SWRO或者BWRO回收涉及进料浓度、施加的压力、每个模块的元件数目、模块的阶段以及元件的规格。PFD的加压进料流一直大于渗透液流，50％的回收率表示加压的进料流是渗透液的两倍。PFD还包括部分循环以增强回收，该方法的特征是其三种组分的连续流加压的进料、加压的盐水流出液和渗透液。与PFD形成对比的是，闭合回路脱盐(下面称为“CCD”)是在流体静压下以溶液循环进行的批过程，其中加压的进料供给和渗透液传输有相同的速率。CCD的内部流动是由循环设备造成的，以便将浓度极化效应最小化。CCD技术首先在八十年代后期由Szuz等在美国专利No.4,983,301和由Bartt在美国专利No.4,814,086中报道，这种连续批处理的制造是通过在闭合回路中交替结合的“...两个相对大容量的容器...”提出的，因此，允许用新鲜进料再装载闭合回路而不需要停止脱盐。七十年代末的早期专利，例如DE 26 22461A(1977)和JP 54 128985A(1979)，描述了带有部分循环的PFD，其与CCD基本上不同，尽管有某些特征的相似(例如，带有膜模块的回路、用于进料和循环的导管、循环设备、加压设备、流出物释放设备、监测设备等)。CCD和PLD之间的区别是清楚和明白的，因为只有前者工艺包括在大气压下用新鲜进料替换盐水流出物，因此避免了需要从加压的盐水流出物中进行能量回收，而这在后者工艺中是必要的。与PLD相比，CCD需要小很多的设备以对新鲜进料加压，并且运行需要更低的比能，而不需要回收能量。根据所述专利的CCD技术是批处理，其用于通过连贯顺序步骤进行连续操作，其包括两个相对大容量的容器，而且也没有认为这种方法对脱盐装置的设计有经济上的优势。本专利技术描述了用于闭合回路脱盐(CCD)的装置和方法，可以通过相对小的单容器进行连续操作，因此，这种技术的制作对于包括海水和/或含盐水脱盐的多种应用有经济上的可行性。
技术实现思路
在使用闭合回路的反渗透的基础上，本专利技术提出了用于海水或者含盐水脱盐的方法和装置，其中通过平行的脱盐模块利用循环驱动设备对进料进行循环，并且反压是由加压设备而形成，其也替代由新鲜进料供给释放渗透液。在脱盐程序中压入闭合回路的进料体积是通过流量计进行监测的，在任何给定情况下，该体积与释放渗透液的体积相同。循环驱动设备被制成在最大元件回收率和浓缩与渗透的流动比例下的元件规格，在低输入-输出压力差下运转，并且加压设备被制成传递作为回收率函数的可变压，回收率由通过脱盐程序过程中渗透液流和/或加压进料流和/或变化浓度所监测。在整个脱盐程序中，模块输入处脱盐的反压维持在超过渗透压的固定水平。可变压闭合回路脱盐装置可以制成通过加入单容器进行连续操作，该单容器间歇开动以用新鲜进料再装载闭合回路，同时从体系中去除所消耗的盐水流出液。在含有新鲜进料的加压容器与闭合回路结合时，脱盐过程是连续的，并且模块可以在指定的渗透液输出下不断地运转。本专利技术方法和装置，通过反渗透而进行可变压闭合回路脱盐，可以由能够购买的元件制成的简单设备进行补充，并且其可以达到在包括功率元件和能量的元件方面有显著节省的情况下进行低成本脱盐。本专利技术的装置可以在稳定压力下运转，这样加压设备的成本显著地减低，而能量的消耗仍保持比现有技术方法低。附图说明图IA是装置示意图，该装置具有六个模块和一个单容器，每个模块具有三个元件，用于海水或者含盐水连续闭合回路脱盐，其描述了根据本专利技术优选的实施例，在闭合回路脱盐过程中容器被再装载新鲜海水进料时阀的位置。图IB是装置示意图，该装置具有六个模块和一个单容器，每个模块具有三个元件，用于海水或者含盐水连续闭合回路脱盐，其描述了根据本专利技术优选的实施例，在闭合回路脱盐以及再装载新鲜海水进料的容器加压过程中阀的位置。图IC是装置示意图，该装置具有六个模块和一个单容器，每个模块具有三个元件，用于海水或者含盐水连续闭合回路脱盐，其描述了根据本专利技术优选的实施例，在用新鲜进料再装载闭合回路以及同时通过容器去除盐水流出物过程中阀的位置。具体实施例方式本专利技术提供了解决现有技术反渗透脱盐工艺中所存在的大量能量消耗和高成本问题的方法，其通过提供用于通过反渗透对海水或者含盐水进行连贯顺序脱盐的包括闭合回路的方法和装置，其中进料由循环泵通过平行脱盐元件进行循环，间歇地使用单容器以使用新鲜进料对闭合回路进行再装载，并去除盐水流出物，并且通过加压泵制造反压，其也替换了由新鲜进料供给所释放的渗透液。根据本专利技术的方法，在脱盐程序中加压进入闭合回路的进料体积是由流量计监测的，任何给定情况下该体积与释放渗透液的体积相同。释放渗透液的体积与渗透压的增加直接成比例，对该体积的监测使该设备控制在模块入口处脱盐的反压的方法，这样在整个脱盐过程中其保持在超过渗透压以上的固定水平。根据本专利技术的新鲜装置和方法，每一模块可以包括一个、两个、三个或者更多膜元件，该数字代表每个单循环通道的模块循环，然而整个顺序工艺的最终循环仅仅依赖于在固定净驱动压的变压条件下在闭合回路中进行的循环通道的总数目。形成鲜明对比的是，如果没有超过在测试条件下由膜元件制造商确定的最大元件回收率(例如10％)，由现有技术的CFD方法进行单通道海水脱盐需要7或者8个元件的模块，全部的回收率保持很低(40％～42％)。简单地说，新鲜专利技术允许达到任何期望的脱盐回收而没有超过在测试条件下指定最大元件回收率，然而，在这样条件下现有技术CFD方法的回收限制在40％～42％的范围内。本专利技术的方法可以实现每个元件的高平均回收率，而没有超过在测试条件下最大元件回收率的规格，这在现有技术CFD方法中是不可能的。在测试条件下特定最大元件回收率为10％的具有1、2、3、4、5、6、7和8个元件的模块的回收率分别为10.0(10)％、18.1(9.05)％、24.5(8.1)％、29.7(7.4)％、33.9(6.8)％、37.3(6.2)％、40.0(5.7)％、42.1(5.3)％，括号中提供了每个元件的平均回收率的值。与现有技术CFD方法相比本专利技术方法高得多的平均元件回收率说明新方法在膜元件方面的显著节省。在制造商的特定测试条件下每个元件的平均流动直接涉及每个元件的平均回收率，因此，更高的元件回收率也代表了更快的渗透液流动。在半渗透膜中盐的通过与平均元件流动是反关系的，因此期望本专利技术的方法为提供与现有技术的CFD方法相比更低盐含量和更高质量的渗透液。在上述的前提下，期望本专利技术方法中盐的通过为按照每个模块元件减少数目的函数而降低。因此，通过本专利技术方法，使用更少元件的模块得到了更高质量的渗透液。本专利技术的另一个优点是逐步地提高脱盐的反压，这样其保持在超过模块入口处浓缩液渗透压的固定数值，整个过程的平均反压显著低于现有技术CFD方法所需要的稳定反压，这也说明由于本专利技术方法在功率和能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对盐水溶液通过反渗透进行连续连贯顺序脱盐的装置，其包括：至少一个闭合回路，其含有一个或者更多脱盐模块，模块各自具有通过导管线路平行连接的入口和出口，每个所述脱盐模块含有一个或者更多膜元件；至少一个加压设备，用于形成足 够的反压以在所述闭合回路中进行反渗透脱盐和用新鲜进料替换释放的渗透液；至少一个循环设备，用于通过所述闭合回路的所述一个或者更多脱盐模块进行所述去盐溶液的循环；至少一个导管线路设备，用于从所述闭合回路的所述一个或者更多脱盐模块 中进行渗透液的收集；单容器设备，能够在连续脱盐时，在所述闭合回路中通过新鲜进料进行盐溶液的替换；至少一个线路，用于将所述去盐溶液从所述闭合回路中导入所述单容器中；至少一个线路，用于将需要脱盐的新鲜进料溶液从所述单容器 中导入所述闭合回路中；至少一个线路，用于使用需要脱盐的新鲜进料溶液再装载所述单容器；至少一个线路，用于从所述单容器中去除盐水流出物；至少一个阀门设备，能够进行所述单容器与所述闭合回路的结合与分离，使用来自所述单容器的 新鲜进料进行盐水替换，和所述单容器的加压和减压；以及控制设备，能够在可变压力或者稳定压力条件下按照连贯顺序步骤进行具有期望回收率的连续闭合回路脱盐。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾维艾弗雷提，
申请(专利权)人：艾维艾弗雷提，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]