利用余压的太阳能变频反渗透水处理设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种利用余压的太阳能变频反渗透水处理设备。进水流入该设备后，经过太阳能电热联用装置加热进入保温水箱，同时太阳能被转化为电能储存为系统供电，然后进水经过高压泵增压后进入反渗透装置，反渗透装置上连接有回收从其流出的高压浓水的能量的回收装置，被利用过的高压浓水变为低压浓水排入回收池处理排放，其能量被用于加压进入高压泵之前的进水，经过反渗透装置过的滤净水流入反渗透产水池，并通过流量传感器监测净水的流量反馈调节变频器，达到节能目的。本实用新型专利技术的装置能减少常规能源的消耗，其实施的难度较小，可直接放大到各类规模的工程上应用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种反渗透水处理设备，具体说是一种节能型反渗透水处理设备。
技术介绍
反渗透作为一项先进的水处理技术，广泛应用于海水淡化、锅炉补给水的软化脱盐以及医药纯化水和饮用瓶装水的生产和污废水的处理。目前反渗透系统中高压水泵的运行压力较高，能耗比较高。中国专利技术专利(公开号CN101318724)公开了一种太阳能辅助反渗透水处理技术，其特征在于在反渗透前增设太阳能和电加热装置，提高反渗透进水温度，在不减少产水量的条件下降低反渗透运行压力。中国专利技术专利(公开号CN2821870)公布了一种聚光式太阳能转换电能热能装置，其特征在于将太阳电池组件和太阳能集热器结合，且太阳电池组件作为集热器的吸热体，同时将太阳能转化为电能和热能，提高反渗透进水温度，并直接驱动汽轮泵，以提供反渗透组件的进水流量和压力。PLC自问世以来，发展异常迅猛。变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术，它以其独特的控制性被广泛应用在速度控制领域。将PLC与变频器结合可大大优化传统的供水系统。余压能量回收技术就是有效降低高压泵能耗的方法之一。该技术利用浓水的余压能来增压进料水，系统总能耗大幅度降低，进而降低产品水的成本。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种节能型反渗透水处理设备。该设备可在不减少产水量的条件下降低高压水泵的运行压力，达到节能效果。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案利用余压的太阳能变频反渗透水处理设备，包括聚光式太阳能转换电能热能装置、保温水箱、增压泵、HPB液力透平装置、高压泵、反渗透膜组件、流量传感器、PID调节器、变频控制器、浓水回收池、产水池和逆变器；所述聚光式太阳能转换电能热能装置的出水管与保温水箱的进水管相连接，所述保温水箱的出水管与增压泵进水口相连接，所述增压泵的出水口与高压泵进水口相连接，所述高压泵的出水口与反渗透膜组件进水口相连接，所述反渗透膜组件净水出水口与产水池相连接；在所述反渗透膜组件的高压浓水管上安装有HPB液力透平装置，高压浓水冲击水轮转动同时带动同轴的增压泵转动，浓水由所述HPB液力透平装置的出水口排入浓水回收池；在所述反渗透膜组件的净水水管上安装流量传感器，所述流量传感器的信号通过PID调节器送到变频控制器，所述变频控制器发出的控制信号通过导线送到高压泵控制高压水泵的转速。其中，所述聚光式太阳能转换电能热能装置，在有日照时利用太阳能加热装置提高反渗透进水温度，可在不减少产水量的条件下降低高压水泵的运行压力，同时太阳能转化为电能直接驱动水泵，以提供反渗透组件的进水流量和压力；而在阴雨天或夜晚等无日照条件下，又通过变频控制器提高转速实现高压水泵运行压力的提高，保证产水量的稳定。所述增压泵与HPB液力透平装置属同一系统，两者在同一壳体内工作；所述HPB液力透平装置中，透平的水轮和泵叶片安装在同一轴上。本技术具有如下优点(I)利用绿色清洁能源充分利用太阳能这种绿色清洁能源，大大降低了治污运行成本。太阳能电池板有成本低、价格低，弱光性好，在早晚光线弱的情况下，发电效果优于晶硅电池的优点，并且该装置的热效率在50%左右，光电光热总效率可达60%，光电光热综合性能效率可达70%。利用太阳能电热联用装置代替给高压泵系统供电属技术创新点。·(2)充分利用变频器控制泵功率提高了工作效率，实现了节能系统能自动控制泵的启停，不需专人启动泵及调节阀门开度。因而工作效率大为提高，节约了人力资源成本。并目通过调整频率来改变泵的转速，使泵处于最佳运行状态，实现节能约35 %。(3)充分利用余压，降低能耗余压能量回收技术就是有效降低高压泵能耗的方法之一，该技术利用浓盐水的余压能来增压进料净水，系统总能耗降低约70%，进而降低产品水的成本。同时排放出的净水带有约38°C左右的余温，可以节约工业锅炉水加热热量。因此，本技术的装置，其实施的难度较小，不仅可用于新反渗透设备，也可对现有反渗透设备改造，具有广泛的应用潜力。附图说明图I是本技术处理设备的总体结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术做进一步详细说明。如图I所示，一种利用余压的太阳能变频反渗透水处理设备，包括聚光式太阳能转换电能热能装置1，保温水箱2，增压泵3，HPB液力透平装置4，高压泵5，反渗透膜组件6、流量传感器7，PID调节器8，变频控制器9，浓水回收池10，产水池11，逆变器12 ;聚光式太阳能转换电能热能装置I的出水管与保温水箱2的进水管相连接，保温水箱2的出水管与增压泵3进水口相连接，增压泵3的出水口与高压泵5进水口相连接，高压泵5的出水口与反渗透膜组件6进水口相连接，反渗透膜组件6净水出水口与产水池11相连接；内循环I :反渗透膜组件6的高压浓水管上安装HPB液力透平装置4，高压浓水冲击水轮转动同时带动同轴的增压泵3转动，浓水由HPB液力透平装置4的出水口排入浓水回收池10 ;内循环2 :在反渗透膜组件6的净水水管上安装流量传感器7，流量传感器7的信号通过PID调节器8送到变频控制器9 ;变频控制器9发出的控制信号通过导线送到高压泵5，控制高压水泵的转速。其中，反渗透膜组件6中的反渗透膜可采用卷式反渗透膜。变频控制器9采用流量控制型当反渗透产水管路上的流量传感器检测的流量比控制流量小并且超出设定范围时，变频控制器9发出控制信号，提高高压水泵的转速，从而提高反渗透的进水压力，提高产水流量并稳定在控制流量；在聚光式太阳能转换电能热能装置I使反渗透进水温度增加后，此时反渗透产水管路上的流量传感器检测的流量会比控制流量大，当超出设定范围时，变频控制器9发出控制信号，降低高压水泵的转速，从而降低反渗透的进水压力，降低产水流量并稳定在控制流量。将HPB液力透平装置4与增压泵3做成一个整体，而后和高压泵5串联工作，从膜组件流出的高压浓水由入口喷嘴进入透平部分，低压进水由入口进入泵部分，高压浓水冲击水轮转动同时带动同轴的泵旋转，浓水压力能经过“压力能一轴功一压力能”二次转化传递给进水。盐水由透平部分出口以较低压力排出，增压海水由泵部分出口排出。总的能量传递效率为50% — 80%ο本技术可在不减少产水量的条件下降低高压水泵的运行压力，高压水泵压力的降低通过变频控制器9实现，即通过降低转速实现压力降低，达到节能效果。同时利用 HPB液力透平装置4回收从反渗透装置流出的高压浓水的余压增压进料水，降低泵的功率。而在阴雨天或夜晚等无日照条件下，又通过变频控制器提高转速实现高压水泵运行压力的提闻，保证广水量的稳定。本技术在反渗透系统中增设了聚光式太阳能转换电能热能装置I和高压水泵的变频控制装置及HPB液力透平装置4，在有日照时利用太阳能加热装置提高反渗透进水温度，并为系统中泵提供电能，减少常规能源的消耗，可直接放大到各类规模的工程上应用。权利要求1.利用余压的太阳能变频反渗透水处理设备，其特征在于，包括聚光式太阳能转换电能热能装置(I)、保温水箱(2)、增压泵(3)、HPB液力透平装置(4)、高压泵(5)、反渗透膜组件(6)、流量传感器(7)、PID调节器(8)、变频控制器(9)、浓水回收池(10)、产水池(11)和逆变器(12);所述聚光式太阳能转换电能热能装置(I)本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用余压的太阳能变频反渗透水处理设备，其特征在于，包括聚光式太阳能转换电能热能装置（1）、保温水箱（2）、增压泵（3）、HPB液力透平装置（4）、高压泵（5）、反渗透膜组件（6）、流量传感器（7）、PID调节器（8）、变频控制器（9）、浓水回收池（10）、产水池（11）和逆变器（12）；所述聚光式太阳能转换电能热能装置（1）的出水管与保温水箱（2）的进水管相连接，所述保温水箱（2）的出水管与增压泵（3）进水口相连接，所述增压泵（3）的出水口与高压泵（5）进水口相连接，所述高压泵（5）的出水口与反渗透膜组件（6）进水口相连接，所述反渗透膜组件（6）净水出水口与产水池（11）相连接；在所述反渗透膜组件（6）的高压浓水管上安装有HPB液力透平装置（4），高压浓水冲击水轮转动同时带动同轴的增压泵（3）转动，浓水由所述HPB液力透平装置（4）的出水口排入浓水回收池（10）；在所述反渗透膜组件（6）的净水水管上安装流量传感器（7），所述流量传感器（7）的信号通过PID调节器（8）送到变频控制器（9），所述变频控制器（9）发出的控制信号通过导线送到高压泵（5）控制高压水泵的转速。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思伯，张显球，张翼翔，吴晓靖，徐姝慧，王浩然，王贤娴，鹿琳，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：实用新型
国别省市：