一种溶液组分分离方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种溶液组分分离方法和系统，方法通过溶液组分分离系统实现，所述系统包括两个加湿/除湿装置和第一能量调节装置，所述加湿/除湿装置包括交错布置的蒸发通道和冷凝通道；蒸发通道和冷凝通道由传热壁分开，蒸发通道内具有载有溶液SW的载体；该系统和方法具有生产能力大，不容易泄露，热效率高等特点，既可以利用热量、又可以利用冷量，还可以利用干燥空气。

【技术实现步骤摘要】
一种溶液组分分离方法及系统
本专利技术涉及一种溶液组分分离方法及系统，尤其涉及一种利用除湿/加湿原理实现溶液组分分离的方法及系统。
技术介绍
溶液组分分离，如海水淡化，主要有膜法和热法，热法可以采用真空蒸馏方法，利用除湿加湿原理的方法也属于热法，但是现有的除湿加湿海水淡化方法，主要有如下缺点，由于采用空气作为介质且两股空气，除湿和加湿空气需进行换热，常规的装置不能处理大风量，两股风流不易布置，因此其处理能力有限，如海水淡化装置产淡水能量小；其二，由于两股空气，同时还包括溶液原液和冷凝液，换热装置溶液产生泄漏，导致溶液原液和冷凝液混合。其三，由于不同温度的空气其饱和含湿量和焓值不同，同样温差的高温空气和低温空气的焓差不同，理想传热传质匹配，要求空气量随温度变化，即高温空气对应小风量，低温空气对应大风量，而现有的除湿加湿原理的海水淡化一般采用固定风量，这样导致其热效率大大降低。其四，目前的除湿加湿原理的海水淡化均以热源为驱动，实际上也可以采用冷源驱动，如采用海水冷源驱动等。其五，环境干燥空气利用间接蒸发冷却原理，既可以得到焓值高于环境焓值的空气，也可以得到焓值低于环境焓值的空气，完全可以利用环境干燥空气实现溶液组分的分离，包括海水淡化等，遗憾的是目前尚未有实践利用干燥空气实现溶液组分的分离，包括海水淡化等。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题提出了全新的利用除湿/加湿原理实现溶液组分分离的方法及系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种溶液组分分离方法，其特征在于，该方法通过第一溶液组分分离系统实现，所述系统包括两个加湿/除湿装置和第一能量调节装置，所述加湿/除湿装置包括交错布置的蒸发通道和冷凝通道；蒸发通道和冷凝通道由传热壁分开，蒸发通道内具有载有溶液SW的载体；实现方式有两种；第一种实现方式包括以下步骤：状态1的空气通过第一加湿/除湿装置的蒸发通道被加湿，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分蒸发进入到空气中，空气变为状态2；状态2的空气再经过第一能量调节装置，其温度升高，变为状态3，状态3的空气再经过第二加湿/除湿装置的冷凝通道被除湿，变为状态4，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第二加湿/除湿装置内溶液SW中组分的提取和第一加湿/除湿装置内溶液SW的加热；除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道中，冷凝热通过传热壁提供给第二加湿/除湿装置的蒸发通道中的溶液SW；空气流动方向切换；状态1的空气通过第二加湿/除湿装置的蒸发通道被加湿，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分蒸发进入到空气中，空气变为状态2，状态2的空气再经过第一能量调节装置，其温度升高，变为状态3，状态3的空气再经过第一加湿/除湿装置的冷凝通道被除湿，变为状态4，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第一加湿/除湿装置内溶液SW中组分的提取和第二加湿/除湿装置内溶液SW的加热；冷凝热通过传热壁提供给蒸发通道中的溶液SW；第二种实现方式包括以下步骤：（1）状态1的空气通过第一加湿/除湿装置的冷凝通道被除湿，除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道中；冷凝热通过传热壁提供给蒸发通道中的溶液SW，溶液SW温度升高，空气状态变为状态2；状态2的空气再经过第一能量调节装置，其温度降低，变为状态3，状态3的空气再经过第二加湿/除湿装置的蒸发通道被加湿，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分挥发进入到被加湿后的空气中，空气变为状态4；，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第二加湿/除湿装置内溶液SW中组分的提取和第一加湿/除湿装置内溶液SW的加热；（2）空气流动方向切换；（3）状态1的空气通过第二加湿/除湿装置的冷凝通道被除湿，空气状态变为状态2；除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道中；冷凝热通过传热壁提供给蒸发通道中的溶液SW，溶液SW温度升高；状态2的空气再经过第一能量调节装置，其温度降低，变为状态3；状态3的空气再经过第一加湿/除湿装置的蒸发通道被加湿，同时，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分挥发进入到空气中，空气变为状态4；状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第一加湿/除湿装置内溶液SW中组分的提取和第二加湿/除湿装置内溶液SW的加热。一种溶液组分分离方法，该方法通过第二溶液组分分离系统实现，所述系统包括第三加湿/除湿装置和第一能量调节装置，第三加湿/除湿装置包括交错布置的蒸发通道和冷凝通道,第一能量调节装置与蒸发通道、冷凝通道相连通；蒸发通道和冷凝通道由传热壁分开，状态1空气通过第三加湿/除湿装置的冷凝通道被除湿，变为状态2；除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道中；冷凝热通过传热壁提供给蒸发通道中的溶液；状态2的空气再经过第一能量调节装置，其温度降低，变为状态3，状态3的空气再经过第一加湿/除湿装置的蒸发通道被加湿，同时，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分蒸发进入到空气中，空气的状态变为状态4，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，重新实现对第三加湿/除湿装置内溶液SW的加热和组分的提取。进一步地，第一能量调节装置仅对部分状态2的空气进行能量调节。进一步地，所述的空气流动方向切换通过风机的状态变化或风阀FH切换实现，在空气流动方向切换的同时，通过流道阀片控制空气进入冷凝通道或蒸发通道。进一步地，第一能量调节装置通过间接蒸发冷却装置提供冷量。一种溶液组分分离系统，系统由第一加湿/除湿装置、第二加湿/除湿装置以设置在第一加湿/除湿装置、第二加湿/除湿装置之间的第一能量调节装置组成，第一加湿/除湿装置和第二加湿/除湿装置均包括交错布置的蒸发通道和冷凝通道,蒸发通道和冷凝通道由传热壁分开，蒸发通道内有保持溶液SW的载体；第一能量调节装置的两端分别与第一加湿/除湿装置的蒸发通道和第二加湿/除湿装置的冷凝通道相连通，或分别与第二加湿/除湿装置的蒸发通道和第一加湿/除湿装置的冷凝通道相连通。进一步地，系统还含有第二能量调节装置，第二能量调节装置的两端分别与第一加湿/除湿装置的蒸发通道和第二加湿/除湿装置的冷凝通道相连通，或分别与第二加湿/除湿装置的蒸发通道和第一加湿/除湿装置的冷凝通道相连通。进一步地，系统由第三加湿/除湿装置和第一能量调节装置组成，且第一能量调节装置为降温装置；第三加湿/除湿装置包括交错布置的蒸发通道和冷凝通道；蒸发通道和冷凝通道由传热壁分开，蒸发通道内有保持溶液SW的载体；第一能量调节装置的两端分别与蒸发通道和冷凝通道相连通。进一步地，系统还含有第二能量调节装置，第二能量调节装置的两端分别与蒸发通道和冷凝通道相连通。进一步地，所述第一能量调节装置的一端与部分蒸发通道相连，另一端与部分冷凝通道相连。本专利技术的有益效果在于：具有生产能力大，不容易泄露，热效率高，既可以利用热量、又可以利用冷量，还可以利用干燥空气。是一种简单、高效、环保、节能、可利用太阳能等再生能源、和低品位热能的溶液组分分离方法。附图说明图1为本专利技术的第一种实现方式模式一；图2为本专利技术的第一种实现方式模式二；图3为图1的侧视图1；图4为图1的侧视图2；图5为带本专利技术的第一种实现方式带有第二能量调节装置；图6为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溶液组分分离方法，其特征在于，该方法通过第一溶液组分分离系统实现，所述系统包括两个加湿/除湿装置和第一能量调节装置（13），所述加湿/除湿装置包括交错布置的蒸发通道（21）和冷凝通道（22）；蒸发通道（21）和冷凝通道（22）由传热壁（15）分开，蒸发通道（21）内具有载有溶液SW的载体（211）；实现方式有两种；第一种实现方式包括以下步骤：（1）状态1的空气通过第一加湿/除湿装置（11）的蒸发通道（21）被加湿，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分蒸发进入到空气中，空气变为状态2；状态2的空气再经过第一能量调节装置（13），其温度升高，变为状态3，状态3的空气再经过第二加湿/除湿装置（12）的冷凝通道（22）被除湿，变为状态4，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第二加湿/除湿装置（12）内溶液SW中组分的提取和第一加湿/除湿装置（11）内溶液SW的加热；除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道（22）中，冷凝热通过传热壁（15）提供给第二加湿/除湿装置（12）的蒸发通道中的溶液SW；（2）空气流动方向切换；（3）状态1的空气通过第二加湿/除湿装置（12）的蒸发通道（21）被加湿，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分蒸发进入到空气中，空气变为状态2，状态2的空气再经过第一能量调节装置（13），其温度升高，变为状态3，状态3的空气再经过第一加湿/除湿装置（11）的冷凝通道（22）被除湿，变为状态4，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第一加湿/除湿装置（11）内溶液SW中组分的提取和第二加湿/除湿装置（12）内溶液SW的加热；冷凝热通过传热壁（15）提供给蒸发通道中的溶液SW；第二种实现方式包括以下步骤：（1）状态1的空气通过第一加湿/除湿装置（11）的冷凝通道（22）被除湿，除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道（22）中；冷凝热通过传热壁（15）提供给蒸发通道中的溶液SW，溶液SW温度升高，空气状态变为状态2；状态2的空气再经过第一能量调节装置（13），其温度降低，变为状态3，状态3的空气再经过第二加湿/除湿装置（12）的蒸发通道（21）被加湿，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分挥发进入到被加湿后的空气中，空气变为状态4；，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第二加湿/除湿装置（12）内溶液SW中组分的提取和第一加湿/除湿装置（11）内溶液SW的加热；（2）空气流动方向切换；（3）状态1的空气通过第二加湿/除湿装置（12）的冷凝通道（22）被除湿，空气状态变为状态2；除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道（22）中；冷凝热通过传热壁（15）提供给蒸发通道中的溶液SW，溶液SW温度升高；状态2的空气再经过第一能量调节装置（13），其温度降低，变为状态3；状态3的空气再经过第一加湿/除湿装置（11）的蒸发通道（21）被加湿，同时，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分挥发进入到空气中，空气变为状态4；状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第一加湿/除湿装置（11）内溶液SW中组分的提取和第二加湿/除湿装置（12）内溶液SW的加热。...

【技术特征摘要】
1.一种溶液组分分离方法，其特征在于，该方法通过第一溶液组分分离系统实现，所述系统包括两个加湿/除湿装置和第一能量调节装置（13），所述加湿/除湿装置包括交错布置的蒸发通道（21）和冷凝通道（22）；蒸发通道（21）和冷凝通道（22）由传热壁（15）分开，蒸发通道（21）内具有载有溶液SW的载体（211）；实现方式有两种；第一种实现方式包括以下步骤：（1）状态1的空气通过第一加湿/除湿装置（11）的蒸发通道（21）被加湿，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分蒸发进入到空气中，空气变为状态2；状态2的空气再经过第一能量调节装置（13），其温度升高，变为状态3，状态3的空气再经过第二加湿/除湿装置（12）的冷凝通道（22）被除湿，变为状态4，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第二加湿/除湿装置（12）内溶液SW中组分的提取和第一加湿/除湿装置（11）内溶液SW的加热；除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道（22）中，冷凝热通过传热壁（15）提供给第二加湿/除湿装置（12）的蒸发通道中的溶液SW；（2）空气流动方向切换；（3）状态1的空气通过第二加湿/除湿装置（12）的蒸发通道（21）被加湿，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分蒸发进入到空气中，空气变为状态2，状态2的空气再经过第一能量调节装置（13），其温度升高，变为状态3，状态3的空气再经过第一加湿/除湿装置（11）的冷凝通道（22）被除湿，变为状态4，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第一加湿/除湿装置（11）内溶液SW中组分的提取和第二加湿/除湿装置（12）内溶液SW的加热；冷凝热通过传热壁（15）提供给蒸发通道中的溶液SW；第二种实现方式包括以下步骤：（1）状态1的空气通过第一加湿/除湿装置（11）的冷凝通道（22）被除湿，除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道（22）中；冷凝热通过传热壁（15）提供给蒸发通道中的溶液SW，溶液SW温度升高，空气状态变为状态2；状态2的空气再经过第一能量调节装置（13），其温度降低，变为状态3，状态3的空气再经过第二加湿/除湿装置（12）的蒸发通道（21）被加湿，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分挥发进入到被加湿后的空气中，空气变为状态4；，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第二加湿/除湿装置（12）内溶液SW中组分的提取和第一加湿/除湿装置（11）内溶液SW的加热；（2）空气流动方向切换；（3）状态1的空气通过第二加湿/除湿装置（12）的冷凝通道（22）被除湿，空气状态变为状态2；除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道（22）中；冷凝热通过传热壁（15）提供给蒸发通道中的溶液SW，溶液SW温度升高；状态2的空气再经过第一能量调节装置（13），其温度降低，变为状态3；状态3的空气再经过第一加湿/除湿装置（11）的蒸发通道（21）被加湿，同...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁一军，
申请(专利权)人：袁一军，
类型：发明
国别省市：浙江;33