能量回收器和提高反滲透海水淡化裝置出水率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種能量回收器和提高反滲透海水淡化裝置出水率的方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]目前，我國的反滲透海水淡化裝置中的大多數(shù)高壓海水泵、反滲透膜、陶氏反滲透膜芯好能量回收器都需要進(jìn)口，所以反滲透海水淡化設(shè)備成本高。另外外面的反滲透海水淡化的工藝落后，生產(chǎn)一噸淡水就需要排放兩噸濃海水，也就是用三噸海水才能用反滲透海水淡化裝置生產(chǎn)一噸淡水、出淡水率33%。我國反滲透海水淡化的工藝流程如下:在海邊的沙灘上挖一口海水井，海水經(jīng)過沙濾流到海水井里，然后往海水井里投放滅藻藥物消滅海藻，用海水泵把海水經(jīng)過超細(xì)過濾陶瓷的過濾后抽到海水池中，把海水池中的海水加熱到二十?dāng)z氏度。低壓海水泵把經(jīng)過處理后的海水池里的海水抽到反滲透發(fā)生器的反滲透膜芯中，進(jìn)行低壓反滲透海水淡化，淡水流入淡水池。當(dāng)?shù)蛪悍礉B海水淡化阻力太大時(shí)，關(guān)閉這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的低壓海水出水電磁閥，停止這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的低壓反滲透海水淡化。啟動(dòng)高壓海水泵把經(jīng)過處理后的海水池里的海水抽出，打開停止低壓反滲透海水淡化的那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的高壓海水出水電磁閥，高壓海水進(jìn)入這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯中，進(jìn)行高壓反滲透海水淡化，淡水流入淡水池。當(dāng)高壓反滲海水淡化阻力太大時(shí)，關(guān)閉這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的高壓海水出水電磁閥和淡水出水電磁閥。啟動(dòng)淡水泵，打開這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水進(jìn)水電磁閥和打開這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的能量回收器的海水進(jìn)水電磁閥，對這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯進(jìn)行反沖洗。然后關(guān)閉這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水進(jìn)水電磁閥和打開這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的能量回收器的海水進(jìn)水電磁閥。現(xiàn)有的反滲透海水淡化中的能量回收，是指濃海水排放前對反滲透膜芯里的余壓進(jìn)行能量回收和淡水出水的水壓進(jìn)行能量回收，其實(shí)是錯(cuò)誤的。廣州有一位專門研宄反滲透海水淡化的專家提出疑問濃海水排放前反滲透膜芯里的海水是液體，沒有氣體的體積膨脹的余壓，怎么能有能量釋放哪？沒有能量釋放，哪來的能量回收？對淡水出水的水壓進(jìn)行能量回收會減低淡水穿過反滲透膜的壓力，淡水穿過反滲透膜的壓力等于反滲透膜芯里的海水壓力減去淡水出水的壓力。啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，打開這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的電磁風(fēng)閥和濃海水出水電磁閥，羅茨鼓風(fēng)機(jī)吹出的高壓風(fēng)從打開的這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的電磁風(fēng)閥從這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水區(qū)進(jìn)一步吹通反滲透膜芯，濃海水穿過打開的濃海水出水電磁閥排放到大海里。關(guān)閉這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的電磁風(fēng)閥和濃海水出水電磁閥，然后這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器進(jìn)行新一輪的反滲透海水淡化?，F(xiàn)有技術(shù)中有利用壓縮空氣攪拌反滲透膜芯中的海水和利用振動(dòng)攪拌反滲透膜芯里的海水?，F(xiàn)有技術(shù)中也有利用濃差極化技術(shù)把反滲透膜芯中的濃海水集中到反滲透膜芯的下端，然后把濃海水排出。
[0003]國外先進(jìn)國家生產(chǎn)兩噸淡才排放一噸濃海水，也就是用三噸海水能用反滲透海水淡化裝置生產(chǎn)兩噸淡水、出淡水率67%。反滲透海水淡化設(shè)備成本高和反滲透海水淡化生產(chǎn)每一噸淡水消耗的海水量和電量都很高，既反滲透海水淡化生產(chǎn)淡水的成本很高，嚴(yán)重制約著我國反滲透海水淡化的商業(yè)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明可以改變現(xiàn)有反滲透海水淡化淡水出水率低下的缺陷。
[0005]反滲透海水淡化裝置的結(jié)構(gòu)如下:它有數(shù)個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器，反滲透海水淡化發(fā)生器由內(nèi)部反滲透膜芯和外部的不銹鋼外殼組成，反滲透膜芯與不銹鋼外殼之間的區(qū)域?qū)儆诘畢^(qū)，反滲透膜芯內(nèi)部屬于海水區(qū)。反滲透膜芯封閉的一端向上，反滲透膜芯裝有海水管的一端向下。預(yù)處理海水泵把經(jīng)過沙濾、除藻的海水井里的海水抽出，經(jīng)過過濾網(wǎng)的過濾后送到海水池里，然后把海水池里的海水加熱到二十?dāng)z氏度。低壓海水泵把經(jīng)過處理后的海水池里的海水抽出，經(jīng)過打開的各自反滲透海水淡化器的低壓海水出水電磁和穿過海水管里裝有的超細(xì)過濾陶瓷進(jìn)入各自反滲透海水淡化器的反滲透膜芯中，進(jìn)行低壓反滲透海水淡。高壓海水泵把經(jīng)過處理后的海水池里的海水抽出，經(jīng)過打開的各自反滲透海水淡化器的高壓海水出水電磁閥和穿過海水管里裝有的超細(xì)過濾陶瓷進(jìn)入各自反滲透海水淡化器的反滲透膜芯中，進(jìn)行高壓反滲透海水淡化。機(jī)械震動(dòng)器把反滲透海水淡化發(fā)生器震動(dòng)?？諝鈮嚎s機(jī)壓出的壓縮空氣經(jīng)過單向閥進(jìn)入儲氣罐，從儲氣罐出來的壓縮空氣經(jīng)過打開的各自反滲透海水淡化發(fā)生器的電磁氣閥，再穿過各自反滲透海水淡化發(fā)生器的海水管進(jìn)入各自反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯里。每一個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的海水管中都裝有海水濃度傳感器的探頭、海水流速傳感器、海水壓力傳感器和超細(xì)過濾陶瓷。每一個(gè)反滲透海水淡化器的反滲透膜芯中的濃海水可以通過打開的各自反滲透海水淡化發(fā)生器的濃海水出水電磁閥從各自反滲透海水淡化發(fā)生器的海水管排放到大海里。每一個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水區(qū)里的淡水從各自反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水管出來后，經(jīng)過打開的各自反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水出水電磁閥流入淡水池。淡水泵從淡水池抽取淡水，經(jīng)過打開的各自反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水進(jìn)水電磁閥，從各自反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水管進(jìn)入各自的反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水區(qū)，然后穿過各自反滲透海水淡化器的反滲透膜芯，進(jìn)行反沖洗。利用能量回收器把反沖洗產(chǎn)生的能量，進(jìn)行能量回收反滲透海水淡化，實(shí)現(xiàn)能量回收。能量回收器由容器、與反滲透海水淡化發(fā)生器配套的能量回收海水進(jìn)水電磁閥和能量回收海水出水電磁閥組成，反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯中的海水可以通過打開的能量回收海水進(jìn)水電磁閥進(jìn)入能量回收器的容器中，再通過其它反滲透海水淡化發(fā)生器的打開的能量回收海水出水電磁閥進(jìn)入其它反滲透膜芯中，進(jìn)行能量回收反滲透海水淡化?；蛘吣芰炕厥掌鞯娜萜魇怯汕靶『蟠髢蓚€(gè)圓管焊接而成，容器內(nèi)裝有通過活塞桿連在一起的前小后大兩個(gè)活塞組成，兩個(gè)活塞各裝一個(gè)碗形靜壓密封圈，容器后端裝有與反滲透海水淡化發(fā)生器配套的能量回收海水進(jìn)水電磁閥，容器后端還裝有一個(gè)能量回收海水排水電磁閥，容器前端裝有與反滲透海水淡化發(fā)生器配套的能量回收海水出水電磁閥，反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯中的海水可以通過打開的能量回收海水進(jìn)水電磁閥進(jìn)入能量回收器的容器后端，推動(dòng)容器中的大活塞向前移動(dòng)，從而帶動(dòng)小活塞向前移動(dòng)，通過其它反滲透海水淡化發(fā)生器的打開的能量回收海水出水電磁閥，把容器前段的海水推入其它反滲透膜芯中，進(jìn)行能量回收反滲透海水淡化。每一個(gè)淡水管中都裝有淡水壓力傳感器和淡水流速傳感器。羅茨鼓風(fēng)機(jī)吹出的風(fēng)經(jīng)過各自反滲透海水淡化器的風(fēng)速傳感器和打開的各自反滲透海水淡化發(fā)生器的電磁風(fēng)閥，從各自反滲透海水淡化器的淡水管進(jìn)入排空后的各自反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水區(qū)，對各自反滲透海水淡化器的反滲透膜芯進(jìn)行吹通。反滲透海水淡化裝置的工作程序如下:a)在海邊的沙灘上挖一口海水井，海水經(jīng)過沙濾流到海水井里，然后往海水井里投放滅藻藥物消滅海藻。預(yù)處理海水泵把經(jīng)過沙濾、除藻的海水井里的海水抽出，經(jīng)過過濾網(wǎng)的過濾送到海水池里，再把海水池中的海水加熱到二十?dāng)z氏度。b)低壓海水泵把經(jīng)過處理后的海水池里的海水抽出，經(jīng)過打開的數(shù)個(gè)低壓海水出水電磁閥，穿過各自反滲透海水淡化發(fā)生器的海水管中的超細(xì)過濾陶瓷進(jìn)入各自反滲透膜芯中。淡水穿過各自反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯達(dá)到各自反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水區(qū)，進(jìn)行低壓反滲透海水淡化，然后各自反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水區(qū)里的淡水通過打開的各自反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水出水電磁閥流入淡水池。c)運(yùn)行過程中的反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯內(nèi)的海水濃度出現(xiàn)極化現(xiàn)象，靠近反滲透膜的海水濃度很高，而反滲透膜芯的中央位置的海水濃度并不高。機(jī)械震動(dòng)器把反滲透海水淡化發(fā)生器震動(dòng)，攪拌反滲透膜芯里面的海水?？諝鈮嚎s機(jī)壓出的壓縮空氣經(jīng)過單向閥進(jìn)入儲氣罐，從儲氣罐出來的壓縮空氣經(jīng)過打開的各自反滲透海水淡化發(fā)生器的電磁氣閥，從各自反滲透海水淡化發(fā)生器的海水管進(jìn)入各自反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯，攪拌反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯里面的海水，使靠近反滲透膜的高濃度海水與反滲透膜芯的中央位置的低濃度海水混合。同時(shí)，根據(jù)各自反滲透海水淡化發(fā)生器的海水壓力傳感器給出的信息，通過調(diào)節(jié)各自反滲透海水淡化發(fā)生器的電磁氣閥打開的時(shí)間長短。d)當(dāng)某個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的海水管中裝有的海水流速傳感器測出的流速值低于設(shè)定值和海水壓力傳感器測出的海水壓強(qiáng)大于低壓設(shè)定值時(shí)，說明該反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯有一些堵塞、而海水的壓強(qiáng)太小，穿過該反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯的淡水太少。電腦控制儀關(guān)閉這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的低壓海水出水電磁閥，停止這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的低壓反滲透海水淡化。啟動(dòng)高壓海水泵把經(jīng)過處理后的海水池里的海水抽出，打開剛剛停止了的低壓反滲透海水淡化的那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的高壓海水出水電磁閥，高壓海水穿過那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的海水管里的超細(xì)過濾陶瓷進(jìn)入那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯中。淡水穿過那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯達(dá)到那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水區(qū)，進(jìn)行高壓反滲透海水淡化，然后淡水通過打開的那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水出水電磁閥流入淡水池。e)當(dāng)那個(gè)正在進(jìn)行高壓反滲透海水淡化的那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的海水管中裝有的海水流速傳感器測出的流速值低于設(shè)定值和海水壓力傳感器測出的海水壓強(qiáng)大于高壓設(shè)定值時(shí)，說明那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯嚴(yán)重堵塞，穿過那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯的淡水太少。電腦控制儀關(guān)閉那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的高壓海水出水電磁閥和淡水出水電磁閥和電磁氣閥，啟動(dòng)淡水泵，打開那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的淡水進(jìn)水電磁閥和打開那個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的能量回收海水進(jìn)水電磁閥；同時(shí)關(guān)閉其中一個(gè)處于低壓反滲透的反滲透海水淡化發(fā)生器的低壓海水出水電磁閥和打開這個(gè)反滲透海水淡化發(fā)生器的能量回收海水出水電磁閥，淡水穿過打開了淡水進(jìn)水電磁閥的反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯、進(jìn)行反沖洗。在正在進(jìn)行反沖洗的反滲透海水淡化發(fā)生器里面，淡水穿過該反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯壓迫反滲透膜芯里的海水，穿過該反滲透海水淡化發(fā)生器的能量回收海水進(jìn)水電磁閥，進(jìn)入能量回收器的容器中，再通過其它停止了低壓反滲透海水淡化的反滲透海水淡化發(fā)生器的打開的能量回收海水出水電磁閥，進(jìn)入該反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯中，進(jìn)行能量回收反滲透海水淡化，也就是淡水穿過該反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯的過程?；蛘咴谡谶M(jìn)行反沖洗的反滲透海水淡化發(fā)生器里面，淡水該反滲透海水淡化發(fā)生器的穿過反滲透膜芯壓迫反滲透膜芯里的海水，穿過該反滲透海水淡化發(fā)生器的打開的能量回收海水進(jìn)水電磁閥，進(jìn)入能量回收器的容器后端，推動(dòng)容器中的大活塞向前移動(dòng)，從而帶動(dòng)小活塞向前移動(dòng)；通過其它停止了低壓反滲透海水淡化的反滲透海水淡化發(fā)生器的打開的能量回收海水出水電磁閥，把容器前段的海水推入打開了能量回收海水出水電磁閥5的反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯中，進(jìn)行能量回收反滲透海水淡化，也就是淡水穿過該反滲透海水淡化發(fā)生器的反滲透膜芯的過程。f)當(dāng)進(jìn)行反沖洗的反滲透海水淡化發(fā)生器