[发明专利]一种溶液组分分离方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种溶液组分分离方法及系统，尤其涉及一种利用除湿/加湿原理实现溶液组分分离的方法及系统。

背景技术

溶液组分分离，如海水淡化，主要有膜法和热法，热法可以采用真空蒸馏方法，利用除湿加湿原理的方法也属于热法，但是现有的除湿加湿海水淡化方法，主要有如下缺点，由于采用空气作为介质且两股空气，除湿和加湿空气需进行换热，常规的装置不能处理大风量，两股风流不易布置，因此其处理能力有限，如海水淡化装置产淡水能量小；其二，由于两股空气，同时还包括溶液原液和冷凝液，换热装置溶液产生泄漏，导致溶液原液和冷凝液混合。其三，由于不同温度的空气其饱和含湿量和焓值不同，同样温差的高温空气和低温空气的焓差不同，理想传热传质匹配，要求空气量随温度变化，即高温空气对应小风量，低温空气对应大风量，而现有的除湿加湿原理的海水淡化一般采用固定风量，这样导致其热效率大大降低。其四，目前的除湿加湿原理的海水淡化均以热源为驱动，实际上也可以采用冷源驱动，如采用海水冷源驱动等。其五，环境干燥空气利用间接蒸发冷却原理，既可以得到焓值高于环境焓值的空气，也可以得到焓值低于环境焓值的空气，完全可以利用环境干燥空气实现溶液组分的分离，包括海水淡化等，遗憾的是目前尚未有实践利用干燥空气实现溶液组分的分离，包括海水淡化等。

发明内容

本发明针对上述问题提出了全新的利用除湿/加湿原理实现溶液组分分离的方法及系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种溶液组分分离方法，其特征在于，该方法通过第一溶液组分分离系统实现，所述系统包括两个加湿/除湿装置和第一能量调节装置，所述加湿/除湿装置包括交错布置的蒸发通道和冷凝通道；蒸发通道和冷凝通道由传热壁分开，蒸发通道内具有载有溶液SW的载体；实现方式有两种；

第一种实现方式包括以下步骤：

状态1的空气通过第一加湿/除湿装置的蒸发通道被加湿，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分蒸发进入到空气中，空气变为状态2；状态2的空气再经过第一能量调节装置，其温度升高，变为状态3，状态3的空气再经过第二加湿/除湿装置的冷凝通道被除湿，变为状态4，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第二加湿/除湿装置内溶液SW中组分的提取和第一加湿/除湿装置内溶液SW的加热；除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道中，冷凝热通过传热壁提供给第二加湿/除湿装置的蒸发通道中的溶液SW；

空气流动方向切换；

状态1的空气通过第二加湿/除湿装置的蒸发通道被加湿，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分蒸发进入到空气中，空气变为状态2，状态2的空气再经过第一能量调节装置，其温度升高，变为状态3，状态3的空气再经过第一加湿/除湿装置的冷凝通道被除湿，变为状态4，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第一加湿/除湿装置内溶液SW中组分的提取和第二加湿/除湿装置内溶液SW的加热；冷凝热通过传热壁提供给蒸发通道中的溶液SW；

第二种实现方式包括以下步骤：

（1）状态1的空气通过第一加湿/除湿装置的冷凝通道被除湿，除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道中；冷凝热通过传热壁提供给蒸发通道中的溶液SW，溶液SW温度升高，空气状态变为状态2；状态2的空气再经过第一能量调节装置，其温度降低，变为状态3，状态3的空气再经过第二加湿/除湿装置的蒸发通道被加湿，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分挥发进入到被加湿后的空气中，空气变为状态4；，状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第二加湿/除湿装置内溶液SW中组分的提取和第一加湿/除湿装置内溶液SW的加热；

（2）空气流动方向切换；

（3）状态1的空气通过第二加湿/除湿装置的冷凝通道被除湿，空气状态变为状态2；除湿过程中产生冷凝液，附着在冷凝通道中；冷凝热通过传热壁提供给蒸发通道中的溶液SW，溶液SW温度升高；状态2的空气再经过第一能量调节装置，其温度降低，变为状态3；状态3的空气再经过第一加湿/除湿装置的蒸发通道被加湿，同时，溶液SW温度降低，溶液中的可挥发组分挥发进入到空气中，空气变为状态4；状态4的空气排出，或者状态4的空气经换热后变成状态1的空气，并重新实现对第一加湿/除湿装置内溶液SW中组分的提取和第二加湿/除湿装置内溶液SW的加热。