一種溶液組分分離系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種溶液組分分離系統(tǒng)，尤其涉及一種利用除濕/加濕原理實現(xiàn)溶液組分分離的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]溶液組分分離，如海水淡化，主要有膜法和熱法，熱法可以采用真空蒸餾方法，利用除濕加濕原理的方法也屬于熱法，但是現(xiàn)有的除濕加濕海水淡化方法，主要有如下缺點，由于采用空氣作為介質(zhì)且兩股空氣，除濕和加濕空氣需進(jìn)行換熱，常規(guī)的裝置不能處理大風(fēng)量，兩股風(fēng)流不易布置，因此其處理能力有限，如海水淡化裝置產(chǎn)淡水能量小;其二，由于兩股空氣，同時還包括溶液原液和冷凝液，換熱裝置溶液產(chǎn)生泄漏，導(dǎo)致溶液原液和冷凝液混合。其三，由于不同溫度的空氣其飽和含濕量和焓值不同，同樣溫差的高溫空氣和低溫空氣的焓差不同，理想傳熱傳質(zhì)匹配，要求空氣量隨溫度變化，即高溫空氣對應(yīng)小風(fēng)量，低溫空氣對應(yīng)大風(fēng)量，而現(xiàn)有的除濕加濕原理的海水淡化一般采用固定風(fēng)量，這樣導(dǎo)致其熱效率大大降低。其四，目前的除濕加濕原理的海水淡化均以熱源為驅(qū)動，實際上也可以采用冷源驅(qū)動，如采用海水冷源驅(qū)動等。其五，環(huán)境干燥空氣利用間接蒸發(fā)冷卻原理，既可以得到焓值高于環(huán)境焓值的空氣，也可以得到焓值低于環(huán)境焓值的空氣，完全可以利用環(huán)境干燥空氣實現(xiàn)溶液組分的分離，包括海水淡化等，遺憾的是目前尚未有實踐利用干燥空氣實現(xiàn)溶液組分的分離，包括海水淡化等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型針對上述問題提出了全新的利用除濕/加濕原理實現(xiàn)溶液組分分離的系統(tǒng)。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種溶液組分分離系統(tǒng)，系統(tǒng)由第一加濕/除濕裝置、第二加濕/除濕裝置以設(shè)置在第一加濕/除濕裝置、第二加濕/除濕裝置之間的第一能量調(diào)節(jié)裝置組成，第一加濕/除濕裝置和第二加濕/除濕裝置均包括交錯布置的蒸發(fā)通道和冷凝通道，蒸發(fā)通道和冷凝通道由傳熱壁分開，蒸發(fā)通道內(nèi)有保持溶液SW的載體;第一能量調(diào)節(jié)裝置的兩端分別與第一加濕/除濕裝置的蒸發(fā)通道和第二加濕/除濕裝置的冷凝通道相連通，或分別與第二加濕/除濕裝置的蒸發(fā)通道和第一加濕/除濕裝置的冷凝通道相連通。
[0005]進(jìn)一步地，系統(tǒng)還含有第二能量調(diào)節(jié)裝置，第二能量調(diào)節(jié)裝置的兩端分別與第一加濕/除濕裝置的蒸發(fā)通道和第二加濕/除濕裝置的冷凝通道相連通，或分別與第二加濕/除濕裝置的蒸發(fā)通道和第一加濕/除濕裝置的冷凝通道相連通。
[0006]進(jìn)一步地，系統(tǒng)由第三加濕/除濕裝置和第一能量調(diào)節(jié)裝置組成，且第一能量調(diào)節(jié)裝置為降溫裝置;第三加濕/除濕裝置包括交錯布置的蒸發(fā)通道和冷凝通道;蒸發(fā)通道和冷凝通道由傳熱壁分開，蒸發(fā)通道內(nèi)有保持溶液SW的載體;第一能量調(diào)節(jié)裝置的兩端分別與蒸發(fā)通道和冷凝通道相連通。
[0007]進(jìn)一步地，系統(tǒng)還含有第二能量調(diào)節(jié)裝置，第二能量調(diào)節(jié)裝置的兩端分別與蒸發(fā)通道和冷凝通道相連通。
[0008]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括溶液流入管道、溶液流出管道、冷凝液收集管道、流道閥片和風(fēng)機(jī);溶液流入管道和溶液流出管道分別與載體的兩端相連，冷凝液收集管道與冷凝通道底部相連，流道閥片設(shè)置在蒸發(fā)通道和冷凝通道的開口處，風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)通道或冷凝通道相連。
[0009]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括風(fēng)閥，風(fēng)機(jī)通過風(fēng)閥與蒸發(fā)通道或冷凝通道相連。
[0010]進(jìn)一步地，所述第一能量調(diào)節(jié)裝置的一端與部分蒸發(fā)通道相連，另一端與部分冷凝通道相連。
[0011]進(jìn)一步地，所述載體設(shè)置在傳熱壁上。
[0012]本實用新型的有益效果在于:具有生產(chǎn)能力大，不容易泄露，熱效率高，既可以利用熱量、又可以利用冷量，還可以利用干燥空氣。是一種簡單、高效、環(huán)保、節(jié)能、可利用太陽能等再生能源、和低品位熱能的溶液組分分離系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的第一種實現(xiàn)方式模式一；
[0014]圖2為本實用新型的第一種實現(xiàn)方式模式二；
[0015]圖3為圖1的側(cè)視圖1;
[0016]圖4為圖1的側(cè)視圖2;
[0017]圖5為帶本實用新型的第一種實現(xiàn)方式帶有第二能量調(diào)節(jié)裝置；
[0018]圖6為本實用新型的第二種實現(xiàn)方式模式一；
[0019]圖7為本實用新型的第二種實現(xiàn)方式模式二；
[0020]圖8為本實用新型的第三種實現(xiàn)方式模式一；
[0021]圖9為本實用新型的第三種實現(xiàn)方式模式二；
[0022]圖10為本實用新型的第三種實現(xiàn)方式與蒸發(fā)冷卻聯(lián)合運(yùn)行模式一；
[0023]圖11為本實用新型的第三種實現(xiàn)方式與蒸發(fā)冷卻聯(lián)合運(yùn)行模式二；
[0024]圖12本實用新型的第四種實現(xiàn)方式；
[0025]圖13為本實用新型的第一種實現(xiàn)方式的變型；
[0026]圖14為圖13的剖面圖；
[0027]圖15為本實用新型第一種切換方式狀態(tài)一；
[0028]圖16為本實用新型第一種切換方式狀態(tài)二
[0029]圖17為本實用新型第二種切換方式狀態(tài)一；
[0030]圖18為本實用新型第二種切換方式狀態(tài)二；
[0031]圖19為本實用新型的第一種實現(xiàn)方式(圖1、2)對應(yīng)的焓濕圖；
[0032]圖20為本實用新型的第二、五種實現(xiàn)方式(圖6、7、23)對應(yīng)的焓濕圖；
[0033]圖21為本實用新型的第三、六種實現(xiàn)方式(圖8、9、24)對應(yīng)的焓濕圖；
[0034]圖22為第三種實現(xiàn)方式與蒸發(fā)冷卻聯(lián)合運(yùn)行(圖10、11、25)的焓濕圖；
[0035]圖23為本實用新型的第五種實現(xiàn)方式；
[0036]圖24為本實用新型的第六種實現(xiàn)方式；
[0037]圖25為本實用新型的第六種實現(xiàn)方式與蒸發(fā)冷卻聯(lián)合運(yùn)行；
[0038]圖中，第一加濕/除濕裝置11、第二加濕/除濕裝置12、第一能量調(diào)節(jié)裝置13、第二能量調(diào)節(jié)裝置14、傳熱壁15、風(fēng)機(jī)16、流道閥片17、風(fēng)閥18、間接蒸發(fā)冷卻裝置19、蒸發(fā)通道21、冷凝通道22、載體211、膜212、冷凝器43、蒸發(fā)器44、壓縮機(jī)45、節(jié)流裝置46、冷媒管道47。
【具體實施方式】
[0039]本實用新型的典型應(yīng)用是針對鹽的水溶液，包括海水淡化，和溶液濃縮。對于水溶液，水分蒸發(fā)到空氣中，為加濕，水分從空氣中冷凝，為除濕。但本實用新型不僅僅限于水溶液，還包括其它溶液，如乙醇溶液等其他溶液，為了說明方便，其他溶液中的容易蒸發(fā)的組分進(jìn)入到空氣中，也稱為加濕，從空氣中冷凝，也稱為除濕。此外，本實用新型也不僅僅限于空氣，也可以采用其它氣體。
[0040]如圖1、圖2所示，溶液組分分離系統(tǒng)由第一加濕/除濕裝置11、第二加濕/除濕裝置12和第一能量調(diào)節(jié)裝置13組成，加濕/除濕裝置包括蒸發(fā)通道21和冷凝通道22，蒸發(fā)通道21和冷凝通道22由可以傳熱的傳熱壁15分開，蒸發(fā)通道21內(nèi)有保持溶液的載體211。
[0041]如圖3、圖4所示，蒸發(fā)通道21和冷凝通道22的底部分開，蒸發(fā)通道21上部有溶液流入管道，蒸發(fā)通道21下部有溶液流出管道，冷凝通道底部有冷凝液收集管道。載體211附于傳熱壁15上，載體211外側(cè)有透氣不透液的膜212，如圖3所示。
[0042]圖1中，狀態(tài)的I空氣通過第一加濕/除濕裝置11的蒸發(fā)通道21被加濕，溶液SW溫度降低，溶液SW中的可揮發(fā)組分蒸發(fā)進(jìn)入到空氣中，空氣變?yōu)闋顟B(tài)2，狀態(tài)2的空氣再經(jīng)過第一能量調(diào)節(jié)裝置13，其溫度升高，變?yōu)闋顟B(tài)3，狀態(tài)3的空氣再經(jīng)過第二加濕/除濕裝置12的冷凝通道22被除濕，變?yōu)闋顟B(tài)4，冷凝通道22中得到冷凝液CW，冷凝熱加熱蒸發(fā)通道21中的溶液SW，其溫度升高，狀態(tài)4的空氣排出，或者如圖5所示，經(jīng)過第二能量調(diào)節(jié)裝置14后返回到第一加濕/除濕裝置11。
[0043]經(jīng)過一段時間后，空氣流動方向切換到圖2所示的狀態(tài)，狀態(tài)的I空氣通過第二加濕/除濕裝置12的蒸發(fā)通道21被加濕，溶液SW溫度降低，溶液中的可揮發(fā)組分蒸發(fā)進(jìn)入到空氣中，空氣變?yōu)闋顟B(tài)2，狀態(tài)2的空氣再經(jīng)過第一能量調(diào)節(jié)裝置13，其溫度升高，變?yōu)闋顟B(tài)3，狀態(tài)3的空氣再經(jīng)過第一加濕/除濕裝置11的冷凝通道22被除濕，變?yōu)闋顟B(tài)4，冷凝熱加熱蒸發(fā)通道21中的溶液SW，其溫度升高，狀態(tài)4的空氣排出，或經(jīng)過第二能量調(diào)節(jié)裝置14后返回到第二加濕/除濕裝置12。
[0044]圖1、圖2中未顯示風(fēng)機(jī)16，也未顯示流道閥片17。
[0045]圖15、圖16顯示了風(fēng)機(jī)16和流道閥片17，圖15、圖16顯示了流道閥片17的兩種狀態(tài)，通過風(fēng)流反向和流道閥片17狀態(tài)變化實現(xiàn)切換，風(fēng)流反向可通過風(fēng)機(jī)16的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。
[0046]圖1、圖2的切換，可以通過圖15，圖16顯示的方式來實現(xiàn)。也可以通過圖17，圖18的方式實現(xiàn)切換，圖17，圖18中通過風(fēng)閥18的切換，而不是通過風(fēng)機(jī)16的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)風(fēng)量反向。
[0047]圖1，圖2中的第一能量調(diào)節(jié)裝置13輸入熱量H，包括蒸汽、熱水或者熱的溶液等，蒸汽、熱水或者熱的溶液可以與空氣直接接觸換熱，也可以間接換熱，第一能量調(diào)節(jié)裝置13使空氣溫度升高的同時，也可以時空氣加濕，蒸汽、熱水或者熱的溶液可以與空氣直接