一种海水淡化能量回收系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种海水淡化能量回收系统，包括：反渗透装置，其包括进原海水的进水口和出高压海水的出水口；以及，液压泵，其包括泵腔以及用于驱动活塞组件的液压子系统；活塞组件包括于泵腔内做往复运动的泵体活塞；进水口与泵腔连通；出水口与液压子系统的进口连通；液压子系统内的高压海水驱动泵体活塞于第一位置和第二位置之间做往复运动。本实用新型专利技术实现了高压海水的压能高效转换，且原海水与高压海水无需混合，从而有效避免了原海水因高压海水的混合而导致其含盐量增加的现象，进而降低了反渗透所需的压力，以及降低反渗透装置进行反渗透时的损耗，从而提高了反渗透装置的工作效率。

A seawater desalination energy recovery system

The utility model discloses a seawater desalination energy recovery system, which comprises a reverse osmosis device, comprising an inlet of raw seawater and an outlet of high-pressure seawater; and a hydraulic pump, comprising a pump chamber and a hydraulic subsystem for driving a piston assembly; and a piston assembly comprising a pump body reciprocating a reciprocating motion in the pump chamber. Piston; Inlet and pump cavity connected; Outlet and hydraulic subsystem of the inlet connected; Hydraulic subsystem of high-pressure seawater driven piston pump body reciprocating motion between the first position and the second position. The utility model realizes the high pressure energy efficient conversion of high-pressure seawater, and the raw seawater and high-pressure seawater need not be mixed, thus effectively avoiding the phenomenon that the salt content of raw seawater increases due to the mixing of high-pressure seawater, thereby reducing the pressure required for reverse osmosis, and reducing the loss of reverse osmosis device during reverse osmosis. And improve the efficiency of reverse osmosis device.

【技术实现步骤摘要】
一种海水淡化能量回收系统
本技术涉及海水淡化
，尤指一种海水淡化能量回收系统。
技术介绍
随着经济社会的高速发展，水污染和水资源短缺已经成为世界性的环境问题，而海水淡化是一种解决水污染和水资源短缺的重要途径。目前世界范围内海水淡化的三大主流技术是多级闪蒸、低温多效蒸发和反渗透。其中，反渗透海水淡化技术凭借其巨大的节能优势，近年来发展很快，自80年代起成为各发达国家海水淡化产业的重点发展方向，也是我国当前海水淡化领域发展的重心。随着反渗透海水淡化工程造价和运行成本的持续降低，近年来其在海水淡化的市政供水领域已经占据主流位置。我国海水淡化的研究起步较晚，经过40多年的发展，反渗透技术和低温多效蒸发技术的某些技术指标已经达到世界先进水平。但是，目前反渗透所用的膜元件、高压泵和能量回收装置都是来自进口，国产元件还有待于进一步的完善和提高。目前在反渗透海水淡化系统中，广泛采用的能量回收装置，如附图4所示，包括驱动电机1、增压泵2、压力交换器3、背压节流阀4。图中粗箭头表示海水原水的流动方向，细箭头表示经过反渗透膜后的浓海水流动方向。在反渗透膜海水淡化系统中，产生淡水的同时，会产生60％～70％的高压浓海水。该浓海水经过压力交换器3，将部分压力传递给低压淡海水，以产生等量的压力提高的淡海水，而经过压力交换后的低压浓海水则通过背压节流阀4排出装置。由于高压海水经过反渗透膜后会产生一定的压力损失，用于能量回收的浓海水的压力小于反渗透膜入口的压力要求，所以经过压力交换器3的压力提高的淡海水的压力，也达不到反渗透膜的入口压力要求，需要经过电机1驱动的增压泵2对这部分海水增压，才能送入反渗透膜入口进行海水淡化。上述这种目前广泛采用的海水淡化能量回收装置，存在以下不足：1)设备较多，整体结构庞大。对经过压力交换器3的淡海水需要用电机1驱动增压泵2进行增压，压力交换器的浓海水出口需要设置背压节流阀4。2)浓海水会进入淡海水中。压力交换器3的原理是将高压浓海水和低压淡海水进行短时混流以进行压力交换，会有部分浓海水混入淡海水中，这样会提高反渗透膜入口的海水含盐量，也提高了产生淡水需要的反渗透膜入口海水压力，带来了能量损失。3)能量回收不彻底。由于压力交换器3是利用混流进行压力传递的(分级)，所以出口处必须设置一定的压力背压，如附图4中设置的背压节流阀4，否则最后一级压力传递不能对淡海水进行增压。这部分带有压力的浓海水的能量通过节流阀4完全耗散掉，不能回收利用。因此，本申请致力于提供一种新型的海水淡化能量回收系统。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种海水淡化能量回收系统，实现了高压海水的压能高效转换，且原海水与高压海水无需混合，从而有效避免了原海水因高压海水的混合而导致其含盐量增加的现象，进而降低了反渗透所需的压力，以及降低反渗透装置进行反渗透时的损耗，从而提高了反渗透装置的工作效率。本技术提供的技术方案如下：一种海水淡化能量回收系统，包括：反渗透装置，其包括进原海水的进水口和出高压海水的出水口；以及，液压泵，其包括泵腔以及用于驱动活塞组件的液压子系统；所述活塞组件包括于所述泵腔内做往复运动的泵体活塞；所述进水口与所述泵腔连通；所述出水口与所述液压子系统的进水口连通；所述液压子系统内的高压海水驱动所述泵体活塞于第一位置和第二位置之间做往复运动；当所述泵体活塞由第一位置运动到第二位置时，所述泵腔内流入原海水；当所述泵体活塞由第二位置运动到第一位置时，所述泵腔内的原海水排出并流入所述进水口。本技术方案中，通过在海水淡化能量回收系统内设置一液压泵，创造性的将海水淡化过程中产生的高压海水内蕴含的能量作为液压泵的驱动力，从而驱动液压泵的泵腔不停抽吸原海水，使得原海水得以增压以达到反渗透装置所需压力，从而实现了高压海水的压能高效转换，且原海水与高压海水无需混合，从而有效避免了原海水因高压海水的混合而导致其含盐量增加的现象，进而降低了反渗透所需的压力，以及降低反渗透装置进行反渗透时的损耗，从而提高了反渗透装置的工作效率。较之现有的海水淡化能量回收系统(包括驱动电机1、增压泵2、压力交换器3、背压节流阀4)，本技术还具有以下效果：1)设备简化。由于采用了增压式液压驱动活塞式往复泵(增压比定制)，经能量回收装置出口的淡海水压力可达直接到反渗透膜的入口压力要求，不需要使用增压泵(以及其驱动电机)，也不需要在系统中设置浓海水出口背压阀。2)浓海水不会进入淡海水中。由于活塞泵的液压驱动端和工作泵送端是隔离的，所以浓海水和淡海水不会混流，反渗透膜入口处海水相对原装置含盐量低，节约了海水高压泵的驱动力。3)能量回收彻底，利用率高。液压泵的液压驱动力，取决于驱动端入口和出口之间的压力差，所以浓海水出口处不仅不需要设置背压阀，而且出口处优选直接排空，压力趋近于零，理论上可以达到100％的能量回收(当然要扣除少量机械、摩擦损失，这在原装置中也存在相应损失)。综上可知，本技术具有良好的实用性、适用性、良好的市场前景和市场竞争力，符合我国国情。进一步优选地，所述液压泵还包括用于流通高压海水的液压室；所述活塞组件将所述液压室分离成至少第一子液压室、第二子液压室和第三子液压室；向所述第一子液压室传送高压海水，由此所述第一子液压室被加压并且所述活塞组件沿第一方向从第二位置向第一位置平移；向所述第二子液压室传送高压海水，由此所述第二子液压室被加压并且所述活塞组件沿与第一方向相反的第二方向从第一位置向第二位置平移；向所述第三子液压室增加高压海水，由此所述活塞组件沿第一方向平移；从所述第三子液压室释放高压海水，由此所述活塞组件沿第二方向平移。本技术方案中，本系统的液压泵的运动部件的运动方式均为往复运动，没有旋转部件，结构紧凑、简单，体积小，造价低，突破了传统往复泵体积庞大、结构复杂、造价高等缺点。且加工工艺与油缸、阀类产品类似，因此易于加工，产品性能优良，运行稳定，组装方便，维护成本低，易于实现实现工厂化和批量化生产。进一步优选地，所述液压泵还包括用于流通高压海水的液压室；所述活塞组件将所述液压室分离成依次设置第四子液压室、第五子液压室和第六子液压室；所述第四子液压室分别与低压管路和所述第六子液压室连通；所述第五子液压室分别与所述液压子系统和所述第六子液压室连通；所述第四子液压室与所述第六子液压室连通，所述第五子液压室与所述第六子液压室封堵时，所述液压子系统的高压海水流向所述第五子液压室，使得所述第五子液压室的压力达到第一预设值，由此使得所述活塞组件由第二位置运动到第一位置；所述第五子液压室与所述第六子液压室连通，所述第四子液压室与所述第六子液压室封堵时，所述液压子系统的高压海水通过所述第五子液压室流向所述第六子液压室，使得所述第六子液压室内的压力达到第二预设值，由此使得所述活塞组件由第一位置运动到第二位置。本技术方案中，本系统的液压泵的运动部件的运动方式均为往复运动，没有旋转部件，结构紧凑、简单，体积小，造价低，突破了传统往复泵体积庞大、结构复杂、造价高等缺点。且加工工艺与油缸、阀类产品类似，因此易于加工，产品性能优良，运行稳定，组装方便，维护成本低，易于实现实现工厂化和批量化生产。进一步优选地，所述第六子液压室沿所述活塞组件的轴线方向且靠近本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海水淡化能量回收系统，其特征在于，包括：反渗透装置，其包括进原海水的进水口和出高压海水的出水口；以及，液压泵，其包括泵腔以及用于驱动活塞组件的液压子系统；所述活塞组件包括于所述泵腔内做往复运动的泵体活塞；所述进水口与所述泵腔连通；所述出水口与所述液压子系统的进口连通；所述液压子系统内的高压海水驱动所述泵体活塞于第一位置和第二位置之间做往复运动；当所述泵体活塞由第一位置运动到第二位置时，所述泵腔内流入原海水；当所述泵体活塞由第二位置运动到第一位置时，所述泵腔内的原海水排出并流入所述进水口。

【技术特征摘要】
1.一种海水淡化能量回收系统，其特征在于，包括：反渗透装置，其包括进原海水的进水口和出高压海水的出水口；以及，液压泵，其包括泵腔以及用于驱动活塞组件的液压子系统；所述活塞组件包括于所述泵腔内做往复运动的泵体活塞；所述进水口与所述泵腔连通；所述出水口与所述液压子系统的进口连通；所述液压子系统内的高压海水驱动所述泵体活塞于第一位置和第二位置之间做往复运动；当所述泵体活塞由第一位置运动到第二位置时，所述泵腔内流入原海水；当所述泵体活塞由第二位置运动到第一位置时，所述泵腔内的原海水排出并流入所述进水口。2.根据权利要求1所述的海水淡化能量回收系统，其特征在于：所述液压泵还包括用于流通高压海水的液压室；所述活塞组件将所述液压室分离成至少第一子液压室、第二子液压室和第三子液压室；向所述第一子液压室传送高压海水，由此所述第一子液压室被加压并且所述活塞组件沿第一方向从第二位置向第一位置平移；向所述第二子液压室传送高压海水，由此所述第二子液压室被加压并且所述活塞组件沿与第一方向相反的第二方向从第一位置向第二位置平移；向所述第三子液压室增加高压海水，由此所述活塞组件沿第一方向平移；从所述第三子液压室释放高压海水，由此所述活塞组件沿第二方向平移。3.根据权利要求1所述的海水淡化能量回收系统，其特征在于：所述液压泵还包括用于流通高压海水的液压室；所述活塞组件将所述液压室分离成依次设置第四子液压室、第五子液压室和第六子液压室；所述第四子液压室分别与低压管路和所述第六子液压室连通；所述第五子液压室分别与所述液压子系统和所述第六子液压室连通；所述第四子液压室与所述第六子液压室连通，所述第五子液压室与所述第六子液压室封堵时，所述液压子系统的高压海水流向所述第五子液压室，使得所述第五子液压室的压力达到第一预设值，由此使得所述活塞组件由第二位置运动到第一位置；所述第五子液压室与所述第六子液压室连通，所述第四子液压室与所述第六子液压室封堵时，所述液压子系统的高压海水通过所述第五子液压室流向所述第六子液压室，使得所述第六子液压室内的压力达到第二预设值，由此使得所述活塞组件由第一位置运动到第二位置。4.根据权利要求3所述的海水淡化能量回收系统，其特征在于：所述第六子液压室沿所述活塞组件的轴线方向且靠近所述第五子液压室的作用面积大于所述第五子液压室靠近所述第六子液压室的作用面积。5.根据权利要求3所述的海水淡化能量回收系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锡杰，沈陆飞，刘雁飞，黄嘉镔，徐卫忠，张荣山，孙炉钢，林志育，薛颖，
申请(专利权)人：上海齐耀动力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31