[发明专利]具有能量回收高压泵的小型反渗透海水淡化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种海水淡化系统，尤其涉及一种用于小型反渗透海水淡化系统的轴向活塞式(柱塞式)具备能量回收功能的高压泵以及使用该高压泵的小型海水淡化工艺。

背景技术

反渗透淡化技术是利用高压泵将原料水加压，使其压力达到所需的操作压力，然后使加压后的原水流入反渗透膜压力容器中，透过反渗透膜的淡水成为产品水，而未透过反渗透膜的浓盐水则带着高压排出。

反渗透淡化技术发展的一个重要目标是降低运行成本，在运行成本的构成中能耗所占的比重最大，所以降低能耗是降低淡化成本最有效的手段。其中提高高压泵的效率和将浓盐水的余压回收利用是最重要的两个方向。

将反渗透系统浓盐水的余压回收利用技术即为能量回收技术，目前的能量回收装置主要有两种类型，分别是水力透平式能量回收装置和功交换式能量回收装置。但目前这两种能量回收技术仅适用于中等规模以上的能量回收装置。

从目前海水淡化的市场来看，由于人们对海水淡化水质的认识以及海水淡化成本的逐渐下降，海水淡化技术已经被人们所接受。小型海水淡化装置具有总体投资少、体积小、可移动性、即买即用等优点，非常适宜家庭、船舶、钻井平台、小型海岛或者其他短期少量海水淡化需求的场合使用，发展非常迅速，具有广阔的市场。

一般来说，对于中大型的反渗透海水淡化装置，吨水能耗已经降到3.8～4.5kWh，而小型的海水淡化装置的吨水能耗却要高达9～12kWh。其中最主要的原因有二：一是用于反渗透海水淡化系统的传统型式的大型高压泵的效率高于小型高压泵；二是没有特别适用于小型反渗透海水淡化装置的能量回收设备，如果采用较大型反渗透海水淡化装置采用的能量回收设备型式，或者难以选型，或者投资非常不经济。

发明内容

本发明针对上述现有技术，提供一种小型反渗透海水淡化系统的能量回收高压泵，采用具有该高压泵的小型反渗透海水淡化系统进行海水淡化解决了目前小型反渗透海水淡化装置能耗较高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明小型反渗透海水淡化系统的能量回收高压泵予以实现的技术方案是：包括电动机、柱塞泵头和柱塞马达，所述柱塞泵头用来给原水增压，所述柱塞马达用来回收反渗透高压浓水能量；所述电动机为双伸轴电动机，其一端的输出轴与所述柱塞泵头连接，其另一端的输出轴与所述柱塞马达连接；所述柱塞泵头和所述柱塞马达结构相同，均包括：泵头壳体和固定斜盘，所述泵头壳体用来容纳柱塞泵中心轴和多个平行于柱塞泵中心轴的活塞的；在泵头壳体上设有一进水口和一出水口；所述活塞包括与柱塞泵中心轴同轴旋转的活塞缸体，所述活塞缸体中设有多个活塞体，所述活塞体与一回程盘连接；所述固定斜盘用于使多个平行于柱塞泵中心轴的活塞体在旋转时改变其平行于中心轴的相对位置的固定斜盘，所述固定斜盘上设有活塞滑靴；所述多个活塞体位于回程盘的一端为圆球体；所述活塞滑靴具有用来铰接活塞一端圆球体的铰接头和在固定斜盘上滑动的底部，该底部直径稍大于回程盘上的圆孔直径，铰接头穿过回程盘上的活塞孔时，该底部恰好卡在回程盘上；所述活塞缸体上装配每个活塞体的活塞孔形成一活塞缸体液腔，所述活塞缸体液腔的底部均设有一通孔；所述活塞缸体通孔的外端面装配有配流盘，该配流盘用来分配所述活塞缸体的通孔与进水口连通还是与出水口连通；所述活塞缸体与回程盘之间设有压力弹簧，以使活塞滑靴与固定斜盘之间及活塞缸体通孔与配流盘之间紧密接触。

本发明一种具有上述能量回收高压泵的小型反渗透海水淡化装置，其至少包括由管路连接的吸水泵、预处理组件和反渗透膜组件，与所述反渗透膜组件还连接有如权利要求1所述的能量回收高压泵，所述能量回收高压泵的进水口和出水口的连接如下：所述柱塞泵头的进水口为低压原水入口，所述低压原水入口与所述预处理组件连接，所述所述柱塞泵头的出水口为高压原水出口，所述高压原水出口与反渗透膜组件的进水口连接，所述柱塞马达的进水口为高压浓水入口，所述高压浓水入口与所述反渗透膜组件的高压浓水出口连接，所述所述柱塞马达的出水口为低压浓水排放口。

本发明一种采用上述小型反渗透海水淡化装置进行海水淡化的工艺方法是：海水经过吸水泵泵入预处理组件；预处理后海水通过低压原水入口进入到所述能量回收高压泵；经过柱塞泵头增压后从高压原水出口进入到反渗透膜组件中的反渗透压力容器，然后，从反渗透压力容器出来两路水流；一路是经过反渗透膜脱盐后的淡水即淡化处理后的产水；另一路是从反渗透压力容器出来的浓盐水通过高压浓水入口进入到所述能量回收高压泵，由柱塞马达回收余压，回收余压后的低压浓盐水从能量回收高压泵的低压浓水出口排放。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：