[实用新型]用于对来自渗透驱动膜系统的稀驱动溶液进行浓缩的系统

说明书

技术领域

总体而言，本发明涉及渗透驱动膜工艺，具体涉及用于渗透驱动膜工艺的驱动溶质回收技术。

背景技术

一般说来，渗透驱动膜工艺涉及由半透膜分隔的两种溶液。一种溶液可为例如海水，而另一种溶液为浓溶液(concentratedsolution)，以在海水与浓溶液之间产生浓度梯度。该梯度驱动海水中的水通过膜而进入浓溶液，所述膜选择性地允许水而不允许盐通过。逐步地，进入浓溶液的水稀释所述溶液。随后需要从该稀释的溶液中移除溶质，以产生饮用水。传统上，例如通过蒸馏获得饮用水；然而，溶质通常不被回收和再循环。

在使用蒸馏和低度热量以回收驱动溶质的某些现有技术的系统中，必须在真空下进行冷凝和吸收步骤，以求最大化地回收驱动溶质。举例来说，将分液罐(knock-outpot)和喷射器(eductor)(使用空气作为传动介质)设于冷凝和/或吸收工艺的下游，以求提高驱动溶质的回收。然而，这种配置需要排出无法冷凝的气体，也会造成驱动溶质的损失和可能的环境问题。

实用新型内容

本文提供一种用于对来自渗透驱动膜系统的稀驱动溶液进行浓缩的系统，其包括：

阀门装置，所述阀门装置与所述稀驱动溶液的源流体连通，所述阀门装置被配置为用于分派所述稀驱动溶液；

蒸馏设备，所述蒸馏设备设于所述阀门装置的下游，并与所述阀门装置流体连通，所述蒸馏设备被配置为用于接收所述稀驱动溶液的第一部分；

热能来源，所述热能来源与所述蒸馏设备相连，用于在所述蒸馏设备内，将任何驱动溶质的至少一部分从所述稀驱动溶液的第一部分中汽化出来；

喷射器，所述喷射器设于所述阀门装置的下游，并与所述阀门装置流体连通，所述喷射器与所述蒸馏设备并联，并与所述蒸馏设备流体连通；所述喷射器被配置为用于通过由所述喷射器产生的真空，接收驱动溶质的汽化部分以及所述稀驱动溶液的第二部分；以及

冷凝器，所述冷凝器设于所述喷射器的下游，并与所述喷射器流体连通；所述冷凝器被配置为用于接收来自所述喷射器的汽化驱动溶质和稀驱动溶液的气液混合物以及冷却流体，并输出浓驱动溶液。

本发明总体而言涉及渗透驱动膜系统和方法，例如正向渗透(FO)、压力延缓渗透(PRO)、渗透稀释(OD)、直接渗透浓缩(DOC)等；本发明还涉及在渗透驱动膜系统/工艺中用于驱动溶质回收的系统和方法。

在各种实施方式中，分离操作包括使用吸收器，该吸收器被配置为用于使驱动溶质冷凝进入浓驱动溶液。在吸收器中，可将溶剂流、稀驱动溶液或浓驱动溶液用作吸收剂。对于吸收器可使用冷却作用。在某些实施方式中，该工艺可进一步包括使用气体压缩机或蒸汽喷射器(由对于吸收液流的液压驱动)对气流进行压缩的步骤，该气流由将驱动溶质从稀驱动溶液中分离而产生，从而促进将驱动溶质再吸收进入浓驱动溶液。在某些实施方式中，将低度热能用于辅助驱动溶质的回收。在某些情况下，必须降低驱动溶质的沸点，从而提高该工艺的效率，例如通过将驱动溶质在真空下进行热分离来降低沸点。在各种实施方式中，回收系统使用蒸馏设备(例如填料塔或膜装置)，从而使用低度热能将驱动溶质从稀驱动溶液中热分离出来。喷射器用于在蒸馏设备上抽真空，从而降低汽化温度，并驱动着驱动溶质蒸汽进入喷射器传动流体。在特定的实施方式中，传动流体(即真空诱导介质)也是吸收介质；并且在一个实施方式中，传动流体是稀驱动溶液的一部分，使得能够吸收汽化的驱动溶质，并消除现有技术中对于分离吸收工艺的需求。

具体而言，将稀驱动溶液的一部分用作传动介质使得允许两个单独的工艺出现单个单元中：首先，穿过喷嘴的介质在该系统上诱导真空；其次，吸收剂和汽化的驱动溶质在喷嘴内混合。这种配置的另外一个优点在于，其同时避免了将无法冷凝的气体引入该系统。如有必要，吸收剂和驱动溶质蒸汽的混合物可被送至另外的混合器，然后送至热交换器/冷凝器，以辅助将驱动溶质蒸汽冷凝而进入吸收剂，从而产生新的浓驱动溶液的源。这一新的浓驱动溶液可返回至FO系统，或在返回至FO系统前，送往进一步的加工(例如另外的冷凝或分离工艺，或对溶液的化学组成进行调整)。