[发明专利]基于变截面热压缩的溶液再生方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于溶液再生、变截面热压缩、反渗透的技术领域,尤其涉及一种基于变截面热压缩的溶液再生方法及装置。

背景技术

近几十年来，溶液再生技术受到国内外学者的普遍重视，成为研究热点之一。传统的溶液再生方法，利用溶液表面水蒸气分压力与空气中水蒸气分压力的差值，实现两者之间的传质。该方法存在一些不足，如传质效果差、再生装置庞大、再生过程常常需要额外的能量、以及一些工艺性问题。因此研究新型的溶液再生方式仍有十分重要的意义。    

基于变截面热压缩的溶液再生方法及装置，以热压作为驱动力，为反渗透膜溶液侧提供高压，使稀溶液中的水分渗透出来，溶液浓度增加，从而实现溶液的再生。通过变压缩面积，以较低的热压获得较高的反渗透压，从而实现热压缩在较小的冷/热源变化温区里不需要很大的饱和压强变化。

发明内容

本发明提出了一种基于变截面热压缩的溶液再生方法及装置，该装置以热压作为驱动力，通过变压缩面积，以较低的热压获得较高的反渗透压，为反渗透膜溶液侧提供高压，使稀溶液中的水分渗透出来，溶液浓度增加，从而实现溶液的再生，同时实现热压缩在较小的冷/热源变化温区里，不需要很大的饱和压强变化，是一种节能、易实现、结构简单的溶液再生方式。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:

    一种基于变截面热压缩的溶液再生装置，包括：冷/热源液相换热器1，冷/热源气相换热器2，第一腔室3，第一活塞4，活塞杆5，第二活塞6，进液阀7，排液阀8，第二腔室9，反渗透膜10，充压模块11和充压阀12。

    其中冷/热源液相换热器1位于第一腔室3内部的液相部分，冷/热源气相换热器2位于第一腔室3内部的气相部分，冷/热源液相换热器1与冷/热源气相换热器2串联连接。

    第一活塞4位于第一腔室3内部的右侧，第一活塞4与活塞杆5的上端连接，第二活塞6与活塞杆5的下端连接，反渗透膜10位于第二腔室9内部的右侧，进液阀7与第二腔室9左侧连接，排液阀8与第二腔室9下侧连接，充压模块11通过充压阀12与第一腔室（3）下部的右侧连接。

    一种基于变截面热压缩的溶液再生方法，包括充压、加压和泄压过程。

    其中充压过程为，打开充压阀12,利用充压模块11对第一腔室3充注一定量的工质，充注完成后关闭充压阀12。

   加压过程为，打开进液阀7，关闭排液阀8，液体充满第二腔室9后，关闭进液阀7，利用冷/热源液相换热器1、冷/热源气相换热器2加热第一腔室3中的工质，使第一腔室3中液体工质气化保持较高的压力，推动第一活塞4向下移动，通过活塞杆5带动第二活塞6向下移动，对第二腔室9内的稀溶液进行压缩，为反渗透膜提供高压，进行溶液再生。

    所述泄压过程为，进液阀7、排液阀8保持关闭，利用冷/热源液相换热器1、冷/热源气相换热器2冷却第一腔室3中的工质并使得气相的部分工质冷凝为液体，使第一腔室3中保持较低的压力，在压差的作用下，第一活塞4与第二活塞6一起向上运动，对第二腔室9内的浓溶液进行泄压，泄压后，打开排液阀8。

充入第一腔室3中的工质可以是制冷工质的任一种。第一腔室3的驱动能量可以来自太阳能、废弃能源、常温液体或制冷系统。

本发明的基于变截面热压缩的溶液再生方法及装置，其特征在于：该装置包括冷/热源液相换热器，冷/热源气相换热器，第一腔室，第一活塞，活塞杆，第二活塞，进液阀，排液阀，第二腔室，反渗透膜，充压模块，充压阀。

冷/热源液相换热器位于第一腔室内部的液相部分、冷/热源气相换热器位于第一腔室内部的气相部分，冷/热源液相换热器与冷/热源气相换热器串联连接。第一活塞位于第一腔室内部的右侧，第一活塞与活塞杆的上端连接，第二活塞与活塞杆的下端连接，反渗透膜位于第二腔室内部的右侧，进液阀与第二腔室左侧连接，排液阀与第二腔室下侧连接，充压模块通过充压阀与第一腔室下部的右侧连接。