[发明专利]用于反渗透淡化系统的压力交换缸及阀控压力交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种能量回收装置，具体的说，是涉及一种用于海水及苦咸水反渗透淡化系统中的压力交换器，属于功交换式能量回收类型。

背景技术

反渗透淡化系统排出的浓盐水具有很高的压力，若不进行利用会造成约60%的能量浪费，将反渗透系统浓盐水余压能回收利用的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，水力透平式和功交换式。其中，功交换式能量回收技术是通过界面或隔离物，直接把高压浓水的压力传递给进料海水，只需要经过“压力能—压力能”一步能量转换，能量回收效率可高达90-97%。

目前，反渗透淡化系统中应用的功交换式能量回收装置主要为阀控式压力交换器和转子式压力交换器两类。阀控式压力交换器，由两个或以上液压缸并联，液压缸内由“实体活塞”隔离成浓水和淡水两个腔室，通过换向阀控制并联的液压缸，交替进行增压；实体活塞体积相对较大，并且在换向阀切换的瞬间，常会出现压力和流量波动。转子式压力交换器以美国ERI公司的PX能量回收装置为代表，高压浓水推动无轴陶瓷转子旋转，通过“液柱活塞”直接增压进料海水，实现连续稳定增压，并且装置体积较小，但存在原料海水和浓盐水的混合问题。上述两种压力交换器各有其优势和缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多通道的压力交换缸，同时结合转子式压力交换器的增压方式和阀控式压力交换器的换向方式，提供一种适用于反渗透淡化系统，能够提升低压原海水压力，实现能量回收的阀控压力交换器。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种用于反渗透淡化系统的压力交换缸，包括缸体，所述缸体内部设置有至少两个液压交换通道，每个所述液压交换通道能够将所述原水口和所述浓水口相连通。

所述液压交换通道可以由固定在所述缸体内壁的通道板分隔而成。

所述液压交换通道也可以由设置于两个支撑板之间的通道管构成，两个所述支撑板分别位于所述缸体两端并固定于所述缸体内壁。

优选地，所述液压交换通道的长度为0.1m～20m。

优选地，单个所述液压交换通道与所述缸体的截面积比为0.001～0.5。

多个所述液压交换通道的排列方式为环形阵列、矩形阵列或蜂窝状阵列等任意排列方式。

一种用于反渗透淡化系统的阀控压力交换器，包括上述的压力交换缸，所述压力交换缸采用至少两个并联，每个所述压力交换缸的所述原水口连接有并联的低压原水进水单向阀和高压原水出水单向阀，所有所述压力交换缸的所述浓水口共同连接有换向阀，所述压力交换缸在其所述原水口位置处设置有传感器。

当所述压力交换缸采用两个并联时，所述换向阀采用两位换向阀，所述两位换向阀内部设置有以活塞杆相连的两个活塞，并设置有一个高压浓水进口、两个低压浓水排放口以及两个与所述压力交换缸的所述浓水口连接的连接口。

所述传感器为压力变送器、在线电导率仪或在线盐度变送器等。

本发明的有益效果是：

（一）本发明的压力交换缸，缸体内不需要设置实体活塞，直接通过“液柱活塞”将高压浓水的压力能直接传递给低压原水，能量回收效率高达90%以上；

（二）本发明的阀控压力交换器利用单向阀和换向阀同步控制，实现压力交换缸的交替增压，多个压力交换缸在工作时存在一定相位差，可降低进水和出水的压力及流量波动；

（三）本发明的压力交换缸内部设置有多个较长、较细的液压交换通道，可大幅降低相互接触的浓水和原水的混合度，并提高容积利用率，混合容积约为液压通道容积的20%-30%；

（四）本发明在压力交换缸原水口一侧设置在线电导率仪，随时监测、反馈和调控活塞的运动状态及位置，以便对整个装置进行最优化调试。

附图说明

图1是本发明所提供的阀控压力交换器的整体结构纵向剖面图；

图2是本发明所提供的压力交换缸的纵向剖面图；

图3是本发明所提供的压力交换缸的横向剖面图；

其中，图3（a）表示采用通道管方式的环形阵列液压交换通道；图3（b）表示采用通道板方式的环形阵列液压交换通道；图3（c）表示采用通道板方式的蜂窝状阵列液压交换通道；

图4是本发明所提供的阀控压力交换器的第一使用状态图；

图5是本发明所提供的阀控压力交换器的第二使用状态图。

图中：1：第二低压原水进水单向阀；2：第二高压原水出水单向阀；

3：第一低压原水进水单向阀；4：第一高压原水出水单向阀；