一種海水淡化系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種海水淡化系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括：升壓泵；與所述升壓泵連接的保安過濾器以及回流管路；與所述保安過濾器連接的高壓泵；與所述高壓泵連接的反滲透膜元件；以及與所述保安過濾器連接的能量回收裝置，且所述能量回收裝置與所述高壓泵之間還連接有一增壓泵，所述能量回收裝置還與所述反滲透膜元件連接；其中，所述高壓泵和增壓泵為帶有變頻器的柱塞式水泵。本發(fā)明的方案可以依據(jù)系統(tǒng)供給電量的大小調(diào)節(jié)制水量。
【專利說明】-種海水淡化系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及海水淡化設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種海水淡化系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，反滲透法海水淡化技術(shù)日益成熟，諸多缺水地區(qū)通過該技術(shù)來從大海獲取 人類賴W生存所必需的淡水。反滲透法海水淡化系統(tǒng)原則性流程為；海水吟升壓粟保安 過濾器馬高壓粟吟反滲透膜元件嗦淡水，為降低制水成本、減少能耗，系統(tǒng)中一般設(shè)置有能 量回收裝置。根據(jù)能量回收裝置型式，反滲透法海水淡化主要存在W下兩種基本系統(tǒng)：
[0003] 第一種系統(tǒng)，如圖1所示，包括；升壓粟11，與升壓粟11連接的保安過濾器12,與 保安過濾器12連接的高壓粟13,與高壓粟13連接的反滲透膜元件14, W及與保安過濾器 12連接的能量回收裝置16,且能量回收裝置16與高壓粟13之間還連接有一增壓粟15,能 量回收裝置16還與反滲透膜元件14連接；海水經(jīng)過升壓粟11后進(jìn)入保安過濾器12,經(jīng)過 保安過濾器12過濾后的水進(jìn)入能量回收裝置16 W及高壓粟13,進(jìn)入能量回收裝置16中的 水經(jīng)過增壓粟15,與高壓粟13輸出的水匯流后經(jīng)過反滲透膜元件14得到淡水排出，同時(shí)， 反滲透膜元件14排出的濃水經(jīng)過能量回收裝置16回收能量后排出。
[0004] 第二種系統(tǒng)，如圖2所示，包括；升壓粟11，與升壓粟11連接的保安過濾器12,與 保安過濾器12連接的高壓粟13,與高壓粟13連接的能量回收裝置16,與能量回收裝置16 連接的反滲透膜元件14 ;海水經(jīng)過升壓粟11后進(jìn)入保安過濾器12,經(jīng)過保安過濾器12過 濾后的水進(jìn)入高壓粟13,經(jīng)過高壓粟13的水進(jìn)入能量回收裝置16,經(jīng)過能量回收裝置16 的水進(jìn)入反滲透膜元件14得到淡水排出，同時(shí)，反滲透膜元件14排出的濃水經(jīng)過能量回收 裝置16回收能量后排出。
[0005] W上兩種反滲透法海水淡化系統(tǒng)設(shè)備落實(shí)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，但是，該兩種系統(tǒng)都是 基于有穩(wěn)定電源供給的情況，其電能消耗是基本穩(wěn)定的。當(dāng)系統(tǒng)所需電能由電量不斷變化 的電源提供，比如孤立的風(fēng)力發(fā)電機(jī)專為海水淡化系統(tǒng)供電時(shí)，存在供電量大于系統(tǒng)耗電 量和供電量小于系統(tǒng)耗電量的情況，供電量大于系統(tǒng)耗電量時(shí)，系統(tǒng)中電驅(qū)設(shè)備可能被損 壞；供電量小于系統(tǒng)耗電量時(shí)，系統(tǒng)中電驅(qū)設(shè)備將無法運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)上述兩種系統(tǒng)都將不能適 應(yīng)需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種海水淡化系統(tǒng)及方法，在供電量大時(shí)，系統(tǒng)電耗高、制水量大，在 供電量小時(shí)，系統(tǒng)電耗低、制水量小，即提供一種可W變出力運(yùn)行的海水淡化系統(tǒng)，解決在 不穩(wěn)定電源情況下，反滲透法海水淡化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行問題。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種海水淡化系統(tǒng)，包括：
[0008] 升壓粟；與所述升壓粟連接的保安過濾器W及回流管路；與所述保安過濾器連接 的高壓粟；與所述高壓粟連接的反滲透膜元件；W及與所述保安過濾器連接的能量回收裝 置，且所述能量回收裝置與所述高壓粟之間還連接有一增壓粟，所述能量回收裝置還與所 述反滲透膜元件連接；其中，所述高壓粟和增壓粟為帶有變頻器的柱塞式水粟；
[0009] 海水經(jīng)過所述升壓粟后進(jìn)入所述保安過濾器和所述回流管路，經(jīng)過所述保安過濾 器過濾后的水進(jìn)入所述能量回收裝置W及所述高壓粟，進(jìn)入所述能量回收裝置中的水經(jīng)過 所述增壓粟輸出，與所述高壓粟輸出的水匯流后經(jīng)過反滲透膜元件得到淡水排出，同時(shí)，所 述反滲透膜元件排出的濃水經(jīng)過能量回收裝置回收能量后排出。
[0010] 其中，所述回流管路包括：與所述升壓粟連接的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥W及與所述自動(dòng)調(diào)節(jié) 閥連接的流量計(jì)。
[0011] 其中，所述反滲透膜元件包括；至少兩組反滲透膜元件組，均與所述高壓粟和所述 增壓粟連接。
[0012] 本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種海水淡化方法，包括：
[0013] 控制經(jīng)過升壓粟后的海水進(jìn)入保安過濾器和回流管路；
[0014] 控制經(jīng)過所述保安過濾器過濾后的水進(jìn)入能量回收裝置W及高壓粟；
[0015] 進(jìn)入能量回收裝置中的水經(jīng)過增壓粟輸出與高壓粟輸出的水匯流后經(jīng)過反滲透 膜元件得到淡水排出，同時(shí)，反滲透膜元件排出的濃水經(jīng)過能量回收裝置回收能量后排出； 其中，所述高壓粟和增壓粟為帶有變頻器的柱塞式水粟。
[0016] 其中，所述回流管路包括：與所述升壓粟連接的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥W及與所述自動(dòng)調(diào)節(jié) 閥連接的流量計(jì)。
[0017] 其中，所述海水淡化方法還包括：
[0018] 根據(jù)供給海水淡化系統(tǒng)的電量來調(diào)整高壓粟的流量。
[0019] 其中，所述海水淡化方法還包括：
[0020] 根據(jù)確定的系統(tǒng)出力和回收率，計(jì)算出增壓粟對(duì)應(yīng)的流量；
[0021] 比較回流管路上實(shí)測(cè)流量與計(jì)算出的回流管路流量，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整自動(dòng)調(diào)節(jié) 閥的開度，其中，回流管路的流量等于升壓粟的流量減去高壓粟與增壓粟的流量之和。
[0022] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
[0023] 上述方案中，為升壓粟設(shè)置帶有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的回流管路系統(tǒng)，解決了在調(diào)整反滲 透系統(tǒng)進(jìn)水流量的同時(shí)維持反滲透系統(tǒng)進(jìn)水壓力穩(wěn)定的問題；另外，將反滲透膜元件分組， 解決了維持反滲透系統(tǒng)正常運(yùn)行所必須的錯(cuò)流水量要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中海水淡化系統(tǒng)的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中海水淡化系統(tǒng)的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖3為本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] [主要元件符號(hào)說明]
[002引 11 ;升壓粟
[002引 12 ;保安過濾器
[0030] 13 ;高壓粟
[0031] 14;反滲透膜元件
[003引 15 ;增壓粟
[003引 16 ;能量回收裝置
[0034] 17;自動(dòng)調(diào)節(jié)閥
[003引 18 ;流量計(jì)

【具體實(shí)施方式】
[0036] 為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具 體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0037] 本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)可W實(shí)現(xiàn)反滲透法海水淡化系統(tǒng)變出力運(yùn)行，當(dāng)供給電量 增加時(shí)，系統(tǒng)制水量增加，當(dāng)系統(tǒng)供給電量減少時(shí)，系統(tǒng)制水量減小。
[0038] 如圖3所示，本發(fā)明的實(shí)施例提供的海水淡化系統(tǒng)，包括；升壓粟11 ;與所述升壓 粟11連接的保安過濾器12 W及回流管路；與所述保安過濾器12連接的高壓粟13 ;與所述 高壓粟13連接的反滲透膜元件14 ; W及與所述保安過濾器12連接的能量回收裝置16,且 所述能量回收裝置16與所述高壓粟13之間還連接有一增壓粟15,所述能量回收裝置16還 與所述反滲透膜元件14連接；其中，所述高壓粟13和增壓粟15為帶有變頻器的柱塞式水 粟；
[0039] 海水經(jīng)過所述升壓粟11后進(jìn)入所述保安過濾器12和所述回流管路，經(jīng)過所述保 安過濾器12過濾后的水進(jìn)入所述能量回收裝置16 W及所述高壓粟13,進(jìn)入所述能量回收 裝置13的水經(jīng)過所述增壓粟15輸出，與所述高壓粟13輸出的水匯流后經(jīng)過反滲透膜元件 14得到淡水排出，同時(shí)，所述反滲透膜元件14排出的濃水經(jīng)過能量回收裝置16回收能量后 排出。
[0040] 其中，所述回流管路包括：與所述升壓粟連接的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥17 W及與所述自動(dòng)調(diào) 節(jié)閥17連接的流量計(jì)18 ;其中，所述流量計(jì)18用于對(duì)所述回流管路中的海水進(jìn)行計(jì)量。
[0041] 其中，所述反滲透膜元件包括；至少兩組反滲透膜元件組，均與所述高壓粟13和 所述增壓粟15連接。
[0042] 本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種海水淡化方法，包括：
[0043] 控制經(jīng)過升壓粟后的海水進(jìn)入保安過濾器和回流管路；
[0044] 控制經(jīng)過所述保安過濾器過濾后的水進(jìn)入能量回收裝置W及高壓粟；
[0045] 進(jìn)入能量回收裝置中的水經(jīng)過增壓粟輸出與高壓粟輸出的水匯流后經(jīng)過反滲透 膜元件得到淡水排出，同時(shí)，反滲透膜元件排出的濃水經(jīng)過能量回收裝置回收能量后排出； 其中，所述高壓粟和增壓粟為帶有變頻器的柱塞式水粟。
[0046] 其中，所述回流管路包括：與所述升壓粟連接的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥W及與所述自動(dòng)調(diào)節(jié) 閥連接的流量計(jì)。
[0047] 其中，所述海水淡化方法還包括：
[0048] 根據(jù)供給海水淡化系統(tǒng)的電量來調(diào)整高壓粟的流量。
[0049] 其中，所述海水淡化方法還包括：
[0050] 根據(jù)確定的系統(tǒng)出力和回收率，計(jì)算出增壓粟對(duì)應(yīng)的流量；
[0051] 比較回流管路上實(shí)測(cè)流量與計(jì)算出的回流管路流量，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整自動(dòng)調(diào)節(jié) 閥的開度，其中，回流管路的流量等于升壓粟的流量減去高壓粟與增壓粟的流量之和。
[0052] 本發(fā)明的上述海水淡化系統(tǒng)制水規(guī)模按不穩(wěn)定電源可能出現(xiàn)的最大供電量設(shè)計(jì)， 系統(tǒng)回收率大于35%，高壓粟、增壓粟均采用帶有變頻器的柱塞式水粟，系統(tǒng)中利用了柱塞 式水粟，變頻調(diào)節(jié)只調(diào)整其流量不調(diào)節(jié)其揚(yáng)程的特性。系統(tǒng)出力變化范圍依賴柱塞式水 粟的流量調(diào)節(jié)范圍，最大可控制在制水規(guī)模的40%?100%之間，一般可控制在制水規(guī)模的 50%?100%之間，根據(jù)選定的柱塞式水粟的品牌不同而不同。
[0053] 本發(fā)明的實(shí)施例海水淡化系統(tǒng)的工作原理如下；反滲透法海水淡化系統(tǒng)運(yùn)行電耗 中高壓粟的電耗占主要部分，當(dāng)系統(tǒng)確定，淡化水的噸水耗電量可基本確定，所W可W根據(jù) 供給海水淡化系統(tǒng)的電量來調(diào)整高壓粟13的流量，使海水淡化系統(tǒng)出力和供給電量基本 匹配。系統(tǒng)出力確定后，根據(jù)系統(tǒng)回收率要求，可計(jì)算出增壓粟15對(duì)應(yīng)的流量。升壓粟11 回流管路的流量等于升壓粟11的流量減去高壓粟13與增壓粟15的流量之和，比較回流管 路上實(shí)測(cè)流量與計(jì)算出的回流管流量，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，保證回流水 量滿足系統(tǒng)要求。
[0054] 另外，由于反滲透膜元件14的數(shù)量是按系統(tǒng)制水規(guī)模選定，當(dāng)系統(tǒng)出力較低時(shí)， 為了保證系統(tǒng)回收率滿足要求，增壓粟流量，即反滲透膜濃水側(cè)流量，會(huì)隨之降低而存在不 能滿足反滲透膜錯(cuò)流運(yùn)行濃水側(cè)最小流量要求的可能，因此，需要將膜元件分組，一般為2 組，具體可W根據(jù)供應(yīng)電量多少，自動(dòng)投運(yùn)一組或多組。
[00巧]具體的；當(dāng)系統(tǒng)出力降低至設(shè)定值后，關(guān)閉對(duì)應(yīng)的反滲透膜元件組，保證海水淡化 系統(tǒng)安全運(yùn)行。當(dāng)不穩(wěn)定電源供電量增加時(shí)，提高高壓粟13的頻率，使其流量達(dá)到對(duì)應(yīng)電 量的流量，提高增壓粟15頻率，使其流量達(dá)到對(duì)應(yīng)的流量，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥17調(diào)節(jié)回流水量至 對(duì)應(yīng)的值，海水淡化系統(tǒng)出力加大。
[0056] 如果高壓粟13流量與增壓粟15流量之和到達(dá)開啟一組分組反滲透膜元件的設(shè)定 流量值時(shí)，備用的一組反滲透膜元件進(jìn)行沖洗，沖洗完成后自動(dòng)轉(zhuǎn)入運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)不穩(wěn)定電 源供電量減少時(shí)，降低高壓粟13頻率，使其流量達(dá)到對(duì)應(yīng)電量的流量，降低增壓粟15頻率， 使其流量達(dá)到對(duì)應(yīng)的流量，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥17調(diào)節(jié)回流水量至對(duì)應(yīng)的值，海水淡化系統(tǒng)出力減 小。
[0057] 如果高壓粟流量與增壓粟流量之和到達(dá)停運(yùn)一組分組膜元件的設(shè)定流量值時(shí)，自 動(dòng)解列一組運(yùn)行的反滲透膜元件，解列后的反滲透膜元件組沖洗完成轉(zhuǎn)入停運(yùn)狀態(tài)。
[0058] 本發(fā)明的上述實(shí)施例為升壓粟11設(shè)置帶有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥17和流量計(jì)18的回流 管路；解決了在調(diào)整反滲透系統(tǒng)進(jìn)水流量的同時(shí)維持反滲透系統(tǒng)進(jìn)水壓力穩(wěn)定的問題；另 夕F，將反滲透膜元件分組，解決了維持反滲透系統(tǒng)正常運(yùn)行所必須的錯(cuò)流水量要求。
[0059] W上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可W作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，該些改進(jìn)和潤(rùn)飾也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，包括： 升壓泵； 與所述升壓泵連接的保安過濾器以及回流管路； 與所述保安過濾器連接的高壓泵； 與所述高壓泵連接的反滲透膜元件；以及 與所述保安過濾器連接的能量回收裝置，且所述能量回收裝置與所述高壓泵之間還連 接有一增壓泵，所述能量回收裝置還與所述反滲透膜元件連接；其中，所述高壓泵和增壓泵 為帶有變頻器的柱塞式水泵； 海水經(jīng)過所述升壓泵后進(jìn)入所述保安過濾器和所述回流管路，經(jīng)過所述保安過濾器過 濾后的水進(jìn)入所述能量回收裝置以及所述高壓泵，進(jìn)入所述能量回收裝置中的水經(jīng)過所述 增壓泵輸出，與所述高壓泵輸出的水匯流后經(jīng)過反滲透膜元件得到淡水排出，同時(shí)，所述反 滲透膜元件排出的濃水經(jīng)過能量回收裝置回收能量后排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，所述回流管路包括：與所述升壓 泵連接的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及與所述自動(dòng)調(diào)節(jié)閥連接的流量計(jì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，所述反滲透膜元件包括：至少兩 組反滲透膜元件組，均與所述高壓泵和所述增壓泵連接。
4. 一種海水淡化方法，其特征在于，包括： 控制經(jīng)過升壓泵后的海水進(jìn)入保安過濾器和回流管路； 控制經(jīng)過所述保安過濾器過濾后的水進(jìn)入能量回收裝置以及高壓泵； 進(jìn)入能量回收裝置中的水經(jīng)過增壓泵輸出與高壓泵輸出的水匯流后經(jīng)過反滲透膜元 件得到淡水排出，同時(shí)，反滲透膜元件排出的濃水經(jīng)過能量回收裝置回收能量后排出；其 中，所述高壓泵和增壓泵為帶有變頻器的柱塞式水泵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的海水淡化方法，其特征在于，所述回流管路包括：與所述升壓 泵連接的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及與所述自動(dòng)調(diào)節(jié)閥連接的流量計(jì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的海水淡化方法，其特征在于，還包括： 根據(jù)供給海水淡化系統(tǒng)的電量來調(diào)整高壓泵的流量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的海水淡化方法，其特征在于，還包括： 根據(jù)確定的系統(tǒng)出力和回收率，計(jì)算出增壓泵對(duì)應(yīng)的流量； 比較回流管路上實(shí)測(cè)流量與計(jì)算出的回流管路流量，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的 開度，其中，回流管路的流量等于升壓泵的流量減去高壓泵與增壓泵的流量之和。
【文檔編號(hào)】C02F103/08GK104341050SQ201310320148
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】姚興華, 黃晶晶, 毛永龍, 姚義 申請(qǐng)人:中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)公司