反渗透深度浓缩装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种反渗透深度浓缩装置：包括反渗透器和纯水反渗透器；稀溶液进口与反渗透器中的浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液进口连接；浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液出口分为两路，一路连接浓溶液出口，另外一路连接淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液进口；所述淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液出口连接纯水反渗透器的纯水反渗透器溶液进口，纯水反渗透器的纯水反渗透器溶液出口与反渗透器浓溶液进口连接。本发明专利技术还提供一种反渗透深度浓缩方法，相比热浓缩法，不需要消耗热能，用电能即可实现浓缩，适用场合广；本发明专利技术相比一般的反渗透浓缩装置，可以一次性地将低浓度溶液浓缩位半透膜极限渗透压之上的高浓度溶液。

Reverse Osmosis Deep Concentration Device and Method

【技术实现步骤摘要】
反渗透深度浓缩装置及方法
本专利技术涉及膜分离技术的领域，具体是一种反渗透深度浓缩装置及方法。
技术介绍
反渗透是一种高效的溶液浓缩技术，其主要原理是在半透膜两侧分别设置浓溶液和稀溶液(一般为水)，对浓溶液侧加压并使得该压力高于半透膜两侧的溶液渗透压差，从而驱使浓溶液中的水分透过半透膜进入稀溶液侧，实现浓溶液脱水和浓缩。在实际使用中由于半透膜存在耐压极限(通常在10Mpa以下)，采用反渗透技术难以将溶液从低浓度一次性浓缩到超过耐压极限的渗透压所对应的浓度之上，比如将溶液从5mpa渗透压浓缩到40Mpa渗透压，因此当前的防渗透技术只适合于将溶液一次性浓缩到10Mpa以下的渗透压。如果要利用反渗透技术对溶液进行10Mpa以上渗透压的深度浓缩，目前已知的技术方案只有采用多级反渗透，即将溶液进行接力式的浓缩，比如先用一个单级反渗透装置将溶液从5Mpa浓缩到10Mpa，然后将10Mpa溶液引入一个两级反渗透装置，将溶液从10Mpa浓缩到20Mpa，再将20Mpa溶液引入一个三级反渗透装置，将溶液从20Mpa浓缩到30Mpa，以此类推，随着溶液浓度增加，需要引入的反渗透装置数量越多，且装置级数也越大，造成系统庞杂，操作环节多，效率低下，因此目前对于超过耐压极限的深度浓缩一般都不采用反渗透分离，而代之以采用传统的热浓缩法，比如通过真空蒸馏或直接接触蒸发等方式来完成，前者在真空状态下完成浓缩，后者在常压状态下完成浓缩。热浓缩法虽然可以一次性地对溶液进行深度浓缩，但其浓缩过程要消耗大量热能，而且在缺乏低品位热源的场合并不适用，反之，反渗透分离技术只需要消耗电能，适用场合广泛，但是却不能一次性地进行超过半透膜耐压极限的深度浓缩。因此，需要对现有技术进行改进。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高效的反渗透深度浓缩装置及方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种反渗透深度浓缩装置：包括反渗透器和纯水反渗透器；稀溶液进口与反渗透器中的浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液进口连接；浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液出口分为两路，一路连接浓溶液出口，另外一路连接淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液进口；所述淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液出口连接纯水反渗透器的纯水反渗透器溶液进口，纯水反渗透器的纯水反渗透器溶液出口与反渗透器浓溶液进口连接。作为对本专利技术反渗透深度浓缩装置的改进：还包括反渗透器液体涡轮、纯水反渗透器液体涡轮、稀溶液高压泵、纯水反渗透器高压泵和回液泵；稀溶液进口连接稀溶液高压泵后与反渗透器中的浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液进口连接，然后通过反渗透器浓溶液进口连接反渗透器的浓侧溶液通道；所述浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液出口连接反渗透器液体涡轮后分为两路，一路连接浓溶液出口，另外一路连接回液泵后连接淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液进口；所述淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液出口连接纯水反渗透器高压泵后连接纯水反渗透器的纯水反渗透器溶液进口，纯水反渗透器的纯水反渗透器溶液出口连接纯水反渗透器液体涡轮后与反渗透器浓溶液进口连接，纯水反渗透器的纯水反渗透器纯水出口与外部连接。作为对本专利技术反渗透深度浓缩装置的进一步改进：还包括回液泵、反渗透器增压泵、反渗透器液体能量回收器、纯水反渗透器液体能量回收器、纯水反渗透器增压泵、纯水反渗透器旁通高压泵和反渗透器高压泵；稀溶液进口的管路与纯水反渗透器液体能量回收器的浓溶液出口的管路连接后分为两路，一路通过反渗透器高压泵后连接反渗透器浓溶液进口，另外一路连接反渗透器液体能量回收器及反渗透器增压泵后与反渗透器中的浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液进口连接；所述反渗透器的反渗透器浓溶液出口连接反渗透器液体能量回收器后分为两路，一路连接浓溶液出口，另外一路连接回液泵后连接反渗透器中的淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液进口；所述淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液出口分为两路，一路连接纯水反渗透器液体能量回收器及纯水反渗透器增压泵后再连接纯水反渗透器溶液进口；另外一路连接纯水反渗透器旁通高压泵后再连接纯水反渗透器溶液进口，纯水反渗透器溶液出口连接纯水反渗透器液体能量回收器后与反渗透器高压泵连接。本专利技术还提供一种反渗透深度浓缩方法：包括以下步骤：1.1)、稀溶液从稀溶液进口流入，通过稀溶液高压泵加到高压，然后高压稀溶液与纯水反渗透器液体涡轮出口流出的高压溶液混合，成为混合后的高压溶液；1.2)、混合后的高压溶液通过反渗透器浓溶液进口进入反渗透器的浓侧溶液通道，在高压的作用下，溶液中的一部分水分通过半透膜向淡侧溶液通道中的溶液渗透，浓侧溶液通道中的混合后的高压溶液的流量变小，浓度增加，成为高压浓溶液，然后高压浓溶液通过反渗透器浓溶液出口流出；1.3)、从反渗透器浓溶液出口流出的高压浓溶液通过反渗透器液体涡轮释放压力能后，压力降低，成为常压浓溶液，同时对外输出功；1.4)、从反渗透器液体涡轮流出的常压浓溶液分为两路，一路流向浓溶液出口，另外一路通过回液泵后通过反渗透器稀溶液进口进入反渗透器的淡侧溶液通道；1.5)、常压浓溶液在淡侧溶液通道中，吸收从半透膜透过来的水分后，流量增加，浓度变小，成为常压稀溶液，然后通过反渗透器稀溶液出口流出；1.6)、从稀溶液出口流出的常压稀溶液通过纯水反渗透器高压泵后，压力达到高压，成为加压后高压稀溶液，然后进入纯水反渗透器；1.7)、流入纯水反渗透器的加压后高压稀溶液在高压作用下，其中一部分水通过半透膜从纯水出口流出并排至外界，同时溶液流量变小，浓度增加，成为加压后高压浓溶液，然后从纯水反渗透器溶液出口流出；1.8)、从纯水反渗透器溶液出口流出的加压后高压浓溶液通过纯水反渗透器液体涡轮，降压到与稀溶液高压泵相同的出口压力后，成为高压溶液，同时释放压力能向外输出出功，并与稀溶液高压泵流出的稀溶液混合。本专利技术还提供一种反渗透深度浓缩方法，包括以下步骤：2.1)、稀溶液从稀溶液进口流入，然后与纯水反渗透器液体能量回收器高压通道出口的常压溶液混合，得到混合后的常压溶液；2.2)、混合后的常压溶液分为两路，一路通过反渗透器液体能量回收器的低压通道得到高压通道流体释放的压力能后，压力增加，然后通过反渗透器增压泵增压到与反渗透器高压泵相同的出口压力，成为高压溶液；另外一路通过反渗透器高压泵，被加压到高压后成为高压溶液后与反渗透器增压泵出口的溶液混合，得到混合后的高压溶液；2.3)、混合后的高压溶液通过反渗透器浓溶液进口进入反渗透器的浓侧溶液通道，在高压的作用下，溶液中的一部分水分通过半透膜向淡侧溶液通道中的溶液渗透，浓侧溶液通道中的混合后的高压溶液的流量变小，浓度增加，成为高压浓溶液，然后高压浓溶液通过反渗透器浓溶液出口流出；2.4)、从反渗透器浓溶液出口流出的高压浓溶液通过反渗透器液体能量回收器的高压通道向低压通道流体释放压力能后，压力降低为常压，成为常压浓溶液；2.5)、从反渗透器液体涡轮流出的常压浓溶液分为两路，一路流向浓溶液出口，另外一路通过回液泵后通过反渗透器稀溶液进口进入反渗透器的淡侧溶液通道；2.6)、常压浓溶液在淡侧溶液通道中，吸收从半透膜透过来的水分后，流量增加，浓度变小，成为常压稀溶液，然后通过反渗透器稀溶液出口流出；2.7)、从稀溶液出口流出的常压稀溶液分为两路，一路通过纯水反渗透器液体能量回收器的低压通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.反渗透深度浓缩装置，其特征在于：包括反渗透器(2)和纯水反渗透器(5)；稀溶液进口(A)与反渗透器(2)中的浓侧溶液通道(205)的反渗透器浓溶液进口(201)连接；浓侧溶液通道(205)的反渗透器浓溶液出口(202)分为两路，一路连接浓溶液出口(B)，另外一路连接反渗透器(2)中的淡侧溶液通道(206)的反渗透器稀溶液进口(204)；所述淡侧溶液通道(206)的反渗透器稀溶液出口(203)连接纯水反渗透器(5)的纯水反渗透器溶液进口(501)，纯水反渗透器(5)的纯水反渗透器溶液出口(502)与反渗透器浓溶液进口(201)连接。

【技术特征摘要】
1.反渗透深度浓缩装置，其特征在于：包括反渗透器(2)和纯水反渗透器(5)；稀溶液进口(A)与反渗透器(2)中的浓侧溶液通道(205)的反渗透器浓溶液进口(201)连接；浓侧溶液通道(205)的反渗透器浓溶液出口(202)分为两路，一路连接浓溶液出口(B)，另外一路连接反渗透器(2)中的淡侧溶液通道(206)的反渗透器稀溶液进口(204)；所述淡侧溶液通道(206)的反渗透器稀溶液出口(203)连接纯水反渗透器(5)的纯水反渗透器溶液进口(501)，纯水反渗透器(5)的纯水反渗透器溶液出口(502)与反渗透器浓溶液进口(201)连接。2.根据权利要求1所述的反渗透深度浓缩装置，其特征在于：还包括反渗透器液体涡轮(1)、纯水反渗透器液体涡轮(3)、稀溶液高压泵(4)、纯水反渗透器高压泵(6)和回液泵(7)；稀溶液进口(A)连接稀溶液高压泵(4)后与反渗透器(2)中的浓侧溶液通道(205)的反渗透器浓溶液进口(201)连接，然后通过反渗透器浓溶液进口(201)连接反渗透器(2)的浓侧溶液通道(205)；所述浓侧溶液通道(205)的反渗透器浓溶液出口(202)连接反渗透器液体涡轮(1)后分为两路，一路连接浓溶液出口(B)，另外一路连接回液泵(7)后连接淡侧溶液通道(206)的反渗透器稀溶液进口(204)；所述淡侧溶液通道(206)的反渗透器稀溶液出口(203)连接纯水反渗透器高压泵(6)后连接纯水反渗透器(5)的纯水反渗透器溶液进口(501)，纯水反渗透器(5)的纯水反渗透器溶液出口(502)连接纯水反渗透器液体涡轮(3)后与反渗透器浓溶液进口(201)连接，纯水反渗透器(5)的纯水反渗透器纯水出口(503)与外部连接。3.根据权利要求1所述的反渗透深度浓缩装置，其特征在于：还包括回液泵(7)、反渗透器增压泵(8)、反渗透器液体能量回收器(9)、纯水反渗透器液体能量回收器(10)、纯水反渗透器增压泵(11)、纯水反渗透器旁通高压泵(12)和反渗透器高压泵(13)；稀溶液进口(A)的管路与纯水反渗透器液体能量回收器(10)的浓溶液出口的管路连接后分为两路，一路通过反渗透器高压泵(13)后连接反渗透器浓溶液进口(201)，另外一路连接反渗透器液体能量回收器(9)及反渗透器增压泵(8)后与反渗透器(2)中的浓侧溶液通道(205)的反渗透器浓溶液进口(201)连接；所述反渗透器(2)的反渗透器浓溶液出口(202)连接反渗透器液体能量回收器(9)后分为两路，一路连接浓溶液出口(B)，另外一路连接回液泵(7)后连接反渗透器(2)中的淡侧溶液通道(206)的反渗透器稀溶液进口(204)；所述淡侧溶液通道(206)的反渗透器稀溶液出口(203)分为两路，一路连接纯水反渗透器液体能量回收器(10)及纯水反渗透器增压泵(11)后再连接纯水反渗透器溶液进口(501)；另外一路连接纯水反渗透器旁通高压泵(12)后再连接纯水反渗透器溶液进口(501)，纯水反渗透器溶液出口(502)连接纯水反渗透器液体能量回收器(10)后与反渗透器高压泵(13)连接。4.利用如权利要求2所述的反渗透深度浓缩装置的反渗透深度浓缩方法，其特征在于：包括以下步骤：1.1)、稀溶液从稀溶液进口(A)流入，通过稀溶液高压泵加到高压，然后高压稀溶液与纯水反渗透器液体涡轮(3)出口流出的高压溶液混合，成为混合后的高压溶液；1.2)、混合后的高压溶液通过反渗透器浓溶液进口(201)进入反渗透器(2)的浓侧溶液通道(205)，在高压的作用下，溶液中的一部分水分通过半透膜向淡侧溶液通道(206)中的溶液渗透，浓侧溶液通道(205)中的混合后的高压溶液的流量变小，浓度增加，成为高压浓溶液，然后高压浓溶液通过反渗透器浓溶液出口(202)流出；1.3)、从反渗透器浓溶液出口(202)流出的高压浓溶液通过反渗透器液体涡轮(1)释放压...

【专利技术属性】
技术研发人员：王厉，李德志，骆菁菁，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33