级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置，包括级效数连续变化的物质逆循环双换热系统(21)、低温热源取热的热能技术系统(23)、闪蒸取热热泵能源重复利用技术系统(22)，包括多效膜蒸馏分离部分(1)、双循环系统(20）。由于同时采用多效膜蒸馏分离及级效数连续变化的物质逆循环双换热技术、闪蒸取热热泵能源重复利用技术、低温热源取热的热能技术，使所述级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置的能源消耗达到极低的水平，运行费用非常低。如用于大规模工业生产得非常可观的经济效益。该系统的产水质量远远高于现大规模生产应用的所有技术装备。该装置的淡水生产成本低于1元人民币。排出液很容易生产海盐。
【技术实现步骤摘要】
级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置
本专利技术涉及从溶液中分离溶剂
技术介绍
膜蒸馏分离具有设备简单、操作方便、可在常压和较低温度下进行蒸馏分离、分离获得液体质量品质高、可处理浓度很高的溶液等优点。但也存在非常严重的能源高消耗的问题。由于能源利用率较低，目前公知的技术还不能达到采用膜蒸馏分离技术使用本地购买的商业能源进行大规模海水淡化来独立提供整座城市供水的实用水平。
技术实现思路
为了提出一种极高能效的从溶液中分离溶剂的装置，从而解决一直以来困扰人们的淡水资源持续加重性紧缺、海水淡化作业能源成本又高的双重压力。本专利技术提供级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置，使用所述级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置，可以比现用的较低成本的反渗透海水淡化技术和多效闪蒸海水淡化技术的生产成本从每吨淡水四元人民币以上降低到每吨淡水生产成本一元人民币以下，从而为海水淡化的大规模工业化应用创造了低成本条件。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置包括级效数连续变化的物质逆循环双换热系统(21)、低温热源取热的热能技术系统(23)、闪蒸取热热泵能源重复利用技术系统(22)，包括多效膜蒸馏分离部分(1)和除多效膜蒸馏分离部分(1)以外的双循环系统(20)。多效膜蒸馏分离部分(1)的更热原液(原海水)输入口(12)与双循环系统(20)的更热原液(原海水)出口(12)连接，多效膜蒸馏分离部分(1)的热淡水排出口(13)与双循环系统(20)的热淡水输入口(13)相连，多效膜蒸馏分离部分(1)的冷淡水输入口(15)与双循环系统(20)的冷淡水出口(15)相连，多效膜蒸馏分离部分(1)的冷浓液出口(14)与双循环系统(20)的冷浓液输入口(14)连接。多效膜蒸馏分离部分(1)可以是单台膜蒸馏单元，也可包括多个进行膜间分离和传热的膜蒸馏单元串联结构，还可以包含多列这样的串联结构，各串联结构的相同级可以联通。如图2所示，膜蒸馏单元的内部互相留有合适的间隙布置有多个膜蒸馏膜片，形成膜片数+1个空腔，这些空腔就是淡水流通通道(D)和浓液流通通道(F)，淡水流通通道(D)和浓液流通通道(F)互相间隔，在通道内部每个通道都不相通，在通道的一端，淡水流通通道(D)全部并联联通并接通膜蒸馏单元的热淡水输出口(b)、浓液流通通道(F)全部并联联通并接通膜蒸馏单元的热浓液输入口(a)，在通道的另一端，淡水流通通道(D)全部并联联通并接通膜蒸馏单元的冷淡水输入口(d)、浓液流通通道(F)全部并联联通并接通膜蒸馏单元的冷浓液输出口(c)，浓液流通通道(F)和淡水流通通道(D)互相可靠密封。多效膜蒸馏分离部分(1)第一级膜蒸馏单元的热浓液入口(a)就是多效膜蒸馏分离部分(1)的更热原液(原海水)输入口(12)，第一级膜蒸馏单元的热淡水输出口(b)就是多效膜蒸馏分离部分(1)的热淡水排出口(13)；最后一级膜蒸馏单元的冷浓水出口(c)就是多效膜蒸馏分离部分(1)的冷浓液出口(14)，最后一级膜蒸馏单元的冷淡水入口(c)就是多效膜蒸馏分离部分(1)的冷淡水入口(15)。第一级膜蒸馏单元的冷浓液排出口(c)与第二级膜蒸馏单元的热原液输入口(a)连接，第一级膜蒸馏单元的冷淡水输入口(d)与第二级膜蒸馏单元的热淡水出口(b)连接，第二级膜蒸馏单元的冷浓液排出口(c)与第三级膜蒸馏单元的热浓液输入口(a)连接，第二级膜蒸馏单元的冷淡水输入口(d)与第三级膜蒸馏单元的热淡水出口(b)连接，依次类推，多效膜蒸馏分离部分(1)采用第一级膜蒸馏单元在最上面的竖向垂直布置对液流更为有利。双循环系统(20)包括淡水循环泵(8)、闪蒸室(3)、热泵真空机系统(2)、热交换器(6)、原浓液(原海水)输送泵(9)、闪蒸泵(7)、启动及补充加热器(4)、闪蒸蒸汽冷凝器(5)、淡水供应输出口(11)、废浓液排出口(10)、原浓液(原海水)输入口(16)、浓液循环泵(17)、高温连接管路(w0)、(j0)、低温连接管路(j1)、(w1)。由双循环系统(20)和多效膜蒸馏分离部分(1)组成淡水循环通道和浓水循环通道两个通道。两个通道分别通过多效膜蒸馏分离部分(1)和热交换器(6)进行互相的热交换，浓液在多效膜蒸馏分离部分(1)的热交换是工作降温过程，在热交换器(6)的热过程又是无输入能量的升温过程，接近恢复工作能力；淡水在多效膜蒸馏分离部分(1)的热过程是工作受热升温过程，在热交换器(6)的热过程又是一个无能量投入的降温过程，将能量还给浓液后同样接近恢复工作能力。淡水循环通道如下：多效膜蒸馏分离部分(1)工作加热的热淡水由多效膜蒸馏分离部分(1)的热淡水排出口(13)排出，进入与之连接的热交换器(6)的淡水通道入口，在热交换器(6)中降温接近恢复工作能力后由热交换器(6)的淡水通道出口排出，进入与之连接的闪蒸泵(7)的进水口，经闪蒸泵(7)升压后被送人与之连接的闪蒸室(3)的闪蒸液入口，在闪蒸室中被闪蒸取蒸汽降温达到工作能力，继而被与闪蒸室的冷淡水排出口连接的淡水循环泵(8)吸出，被淡水循环泵(8)升压达到微正压，送人与之连接的多效膜蒸馏分离部分(1)的冷淡水输入口(15)，在多效膜蒸馏分离部分(1)中进行再次工作循环加热。浓水循环通道如下：符合工作温度的热浓水由多效膜蒸馏分离部分(1)的更热原液(原海水)输入口(12)进入多效膜蒸馏分离部分(1)内蒸发放热，温度逐步降低，最后失去蒸发能力的低温浓液通过多效膜蒸馏分离部分(1)的冷浓液出口(14)排出，通过与之连接的浓液循环泵(17)进入热交换器(6)的浓液通道的入口，在热交换器(6)的浓液通道内被加热，温度接近工作温度后从浓液通道的出口排出进入与之连接的闪蒸蒸汽冷凝器(5)的浓液通道入口，在闪蒸蒸汽冷凝器(5)内被闪蒸蒸汽冷凝加热，被二次加热达到工作温度的浓液由浓液通道出口排出，进入多效膜蒸馏分离部分(1)的更热原液(原海水)输入口(12)，开始新的工作循环。闪蒸室(3)的真空由热泵真空机系统(2)提供。闪蒸蒸汽由闪蒸室(3)的闪蒸蒸汽排出口排出，进入与之连接的热泵真空机系统(2)加压、升温，达到略高于浓液在多效膜蒸馏分离部分(1)的更热原液(原海水)输入口(12)点处的工作温度，进入与之连接的闪蒸蒸汽冷凝器(5)的闪蒸蒸汽进入口，以满意地给浓液二次加温。冷凝水则通过疏水阀排出，可并入淡水循环系统。启动及补充加热器(4)用于冷态启动或在极端低温时临时补充热能。启动及补充加热器(4)可以由外来蒸汽提供热源，也可以用电能或其他能源方式加热，本说明书的附图是外来蒸汽加热的情况，外来蒸汽进入启动及补充加热器(4)的加热蒸汽入口，冷凝水经由启动及补充加热器(4)的冷凝水出口通过疏水阀排出，可并入淡水循环系统。废浓液排出口(10)可与多效膜蒸馏分离部分(1)的冷浓液出口(14)连接。废浓液排出口(10)的水平高度高于整个浓液系统液位的最高点，淡水供应输出口(11)可与多效膜蒸馏分离部分(1)的冷淡水入口(15)连接。淡水供应输出口(11)的水平高度高于整个淡水系统最高液位点；淡水供应输出口(11)的水平高度高于废浓液排出口()的水平高度，这样可以使多效膜蒸馏分离部分(1)的膜蒸馏单元中的淡水腔较本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置，其特征是：所述级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置包括级效数连续变化的物质逆循环双换热系统(21)、低温热源取热的热能技术系统(23)、闪蒸取热热泵能源重复利用技术系统(22)，包括多效膜蒸馏分离部分(1)双循环系统(20)。
【技术特征摘要】
1.一种级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置，其特征是：所述级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置包括级效数连续变化的物质逆循环双换热系统(21)、低温热源取热的热能技术系统(23)、闪蒸取热热泵能源重复利用技术系统(22)，包括多效膜蒸馏分离部分(1)双循环系统(20)。2.由权利要求(1)所述的级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置，其特征是：所述多效膜蒸发分离部分(1)的膜蒸馏单元的内部互相留有合适的间隙布置有多个膜蒸馏膜片，形成膜片数+1个空腔，这些空腔就是淡水流通通道和浓液流通通道，淡水流通通道和浓液流通通道互相间隔，在通道内部每个通道都不相通，在通道的一端，淡水流通通道全部并联联通并接通膜蒸馏单元的热淡水输出口(b)，浓液流通通道全部并联联通并接通膜蒸馏单元的热浓液输入口(a)，在通道的另一端，淡水流通通道全部并联联通并接通膜蒸馏单元的冷淡水输入口(d)，浓液流通通道全部并联联通并接通膜蒸馏单元的冷浓液输出口(c)，浓液流通通道和淡水流通道互相可靠密封。3.由权利要求(1)所述的级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置，其特征是：多效膜蒸馏分离部分(1)采用第一级膜蒸馏单元在最上面的竖向垂直布置。4.由权利要求(1)所述的级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置，其特征是：所述级效数连续变化的物质逆循环双换热系统(21)的输入能量(E)是用沿流动方向提高饱和蒸汽压力和温度的热泵系统输入能量。5.由权利要求(1)所述的级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置，其特征是：所述级效数连续变化的物质逆循环双换热系统(21)的输入能量(E)的热泵系统包含轴流风机系统。6.由权利要求(1)所述的级效数连续变化的从溶液中分离溶剂的装置，其特征是：所述级效数连续变化的物质逆循环双换热系统(21)包括工作换热装置(1)、热能循环利用换热装置(6)，连接他们的被加工物质循环通道的高温通道(w0)、低温通道(w1)、连接他们...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘岷汀，
申请(专利权)人：刘岷汀，吉建江，
类型：发明
国别省市：上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。