[发明专利]液压脱盐装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年5月6日提交的美国临时申请No. 61/486,596的优先权，而且还要求2012年3月8日提交的美国临时申请No. 61/608,428的优先仅，而且还要求2012年3月21日提交的美国临时申请No. 61/613,728的优先权，这些申请的公开内容通过引用而整体地结合在本文中。

技术领域

本发明涉及脱盐装置和用于使诸如例如海水的盐水脱盐的方法。

背景技术

世界大约97%的水是不可饮用的海水。其余3%的水(淡水)是世界上唯一天然可饮用的水。随着对淡水的需求增加以及人口的增长，已经珍贵的资源在未来将变得甚至更有价值。在过去的几年里，为了挖掘世界上表面上到处都包围我们的那97%的水，已经研制出用于使海水脱盐的工艺。迄今为止，工艺尚未达到促进广泛用于脱盐的经济效率水平。但是，如果开发出这样的新脱盐工艺，则可改变这种情况：即该新脱盐工艺成本有效，以至于它将抗衡寻找和使用淡水的成本，特别是当淡水遥远或偏僻或难以接近时。

目前，一般使用两种基本类型的技术来对海水脱盐。第一种技术被称为热脱盐，而第二种技术则被称为膜法脱盐。几乎所有现有的脱盐工艺都可最终分类成基于热或膜。各个技术的主要问题在于，它需要大量能量来获得成功。对于热工艺，必须供应大量热，以引起蒸发。这些工艺的温度可达到212华氏度或更高。对于基于膜的工艺，必须对海水供应大量压力，以过滤出水中溶解的盐。这些工艺的压力可达到1000磅每平方英寸(psi)或更高。由于环境温度和压力典型地分别为72华氏度和14.7 psi，所以为什么需要将这么多能量送到系统中就变得明显。周围环境无法独自支持这些工艺。得到环境温度和压力条件的完全支持的新脱盐工艺具有固有的优点，因为其能量需求应远远低于其它现有工艺的能量需求。

发明内容

本公开提供优于上面论述的传统脱盐系统和工艺的优点，并且解决它们的缺陷，同时经济地实现这一点。一方面，本公开提供一种液压脱盐系统、装置和方法：包括通过产生通过管路和配套基础设施的流，来使液体盐水的压力降低到蒸发点，配套基础设施可包括施加摩擦和控制流的阀；捕捉蒸气；使用由周围环境供应的较高压力来使蒸气冷凝，以产生淡水；喷射空气；通过使环境温度保持高于蒸气温度来回收冷凝期间释放的热；以及然后使用回收的热来以循环方式加强和维持蒸发。系统可采用可构造成同时泵送盐水和淡水的弹簧加载式泵。

一方面，提供一种用于使水脱盐的方法。方法可包括以下步骤：借助于通过产生通过管路和配套基础设施的盐水流而使液体盐水的压力降低到蒸发点来使液体盐水蒸发，以产生蒸气；捕捉蒸气；使用由周围环境供应的较高压力来使蒸气冷凝，以产生淡水；通过使环境温度保持高于蒸气温度来回收冷凝步骤期间释放的热；以及使用回收的热来以循环方式加强和继续盐水的蒸发。

一方面，一种用于使盐水脱盐的系统包括：构造成基本封闭上游容纳区段和下游容纳区段的容纳容器；泵系统，其用于将盐水从盐水源泵送到上游容纳区段中，以及用于从下游容纳区段中泵送出冷凝的淡水，其中，泵系统包括：构造成同时泵送盐水和淡水的多个弹簧加载式泵；至少一个摩擦阀，其控制在多个弹簧加载式泵的吸入侧对盐水流施加的摩擦，以使盐水的压力降低到蒸发点，从而使盐水在容纳容器内蒸发，以产生水蒸气；以及空气源，其构造成将空气喷射到容纳容器中，以强制水蒸气在下游容纳区段中冷凝，从而使盐水脱盐，以产生淡水。

附图说明

为了提供本发明的进一步理解而包括附图，附图结合在此说明书中，并且构成说明书的一部分，附图示出本发明的示例，以及与详细描述一起用来阐明本公开的各种原理。不意于比为了获得对本发明的基本理解而必要的更详细地以及以可实践本发明的各种方式显示本发明的结构细节。

图1A显示根据本发明的原理构造而成的液压脱盐系统的盐水到淡水构件的示例，而且还显示根据本发明的原理的海水到淡水的整体过程的简化工艺；

图1B显示根据本发明的原理构造而成的液压脱盐系统的盐水到卤水构件的示例，而且还显示根据本发明的原理的海水到卤水的整体过程的简化工艺；

图2A显示可包括在图1A和1B的液压脱盐系统的构造中的某些构件的更详细的横截面图；

图2B显示可包括在图1A和1B的液压脱盐系统的构造中的某些构件的另一个详细的横截面图；

图3A显示根据本发明的原理构造而成的泵系统的多个液压脱盐泵装置的示例的顺序俯视图；