[发明专利]一种热涨冷缩式反渗透系统压力能量回收装置及方法

权利要求书

1.一种热涨冷缩式反渗透系统压力能量回收装置，主要包括高压原液出口、第一单向阀、主罐体、第一加热器、第一冷却器、第二单向阀、能量回收单元、低压原液进口、第三单向阀、浓缩液排放口和高压浓缩液进口，其特征在于：高压原液出口与第一单向阀的出液口相连，第一单向阀的进液口与主罐体的下端口相连，主罐体的侧端口与第二单向阀的出液口相连，第二单向阀的进液口与能量回收单元的排液端相连；主罐体的上端口与第三单向阀的出液口相连，第三单向阀的进液口与低压原液进口相连，低压原液进口的另一端与能量回收单元的进液端相连；浓缩液排放口与能量回收单元的另一排液端相连，高压浓缩液进口与能量回收单元的另一进液端相连。

2.根据权利要求1所述的一种热涨冷缩式反渗透系统压力能量回收装置，其特征在于：所述能量回收单元包括第一排液阀、第一腔体、第一进液阀、第二排液阀、第二进液阀、第二加热器、第二冷却器、球阀、第二腔体、第三加热器和第三冷却器；

第二单向阀的进液口通过第一排液阀与第一腔体的下端口相连，浓缩液排放口通过第二排液阀与第一腔体的下端口相连，高压浓缩液进口通过第二进液阀与第一腔体的下端口相连；低压原液进口通过第一进液阀与第一腔体的侧端口相连；第一腔体的上端口通过球阀与第二腔体的上端口相连。

3.根据权利要求1所述的一种热涨冷缩式反渗透系统压力能量回收装置，其特征在于：所述主罐体内部充有惰性气体，并在主罐体内部安装第一加热器和第一冷却器。

4.根据权利要求1所述的一种热涨冷缩式反渗透系统压力能量回收装置，其特征在于：所述第一腔体内部充有惰性气体，并在第一腔体内部安装第二加热器和第二冷却器。

5.根据权利要求1所述的一种热涨冷缩式反渗透系统压力能量回收装置，其特征在于：所述第二腔体内部充有惰性气体，并在第二腔体内部安装第三加热器和第三冷却器。

6.根据权利要求1所述的一种热涨冷缩式反渗透系统压力能量回收装置，其特征在于：在所述高压原液出口安装有压力表。

7.根据权利要求1所述的一种热涨冷缩式反渗透系统压力能量回收装置，其特征在于：所述的第一排液阀、第一进液阀、第二排液阀、第二进液阀和球阀均为采用电磁控制的开关阀。

8.根据权利要求1所述的一种热涨冷缩式反渗透系统压力能量回收装置，其特征在于：所述装置中可顺次连接多组相同结构的能量回收单元。

9.一种应用权利要求1所述装置的压力能量回收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，需要进行处理的原液经高压原液入口进入反渗透系统，并由低压供液泵进行一次加压，一次加压后的原液分为两路：一路进入第一腔体；另一路进入主罐体；进入主罐体的一次加压原液，在第一加热器加热内部气体膨胀使其二次加压后进入反渗透膜组，经反渗透膜过滤后排出低压纯净液和高压浓缩液；

步骤2，上一循环结束时，第一腔体与第二腔体中充满低压高温气体；第一排液阀、第一进液阀、第二排液阀、第二进液阀和球阀均处于关闭状态；

步骤3，开启第二进液阀和球阀，未透过反渗透膜的高压浓缩液经第二进液阀进入第一腔体中，与此同时，通过第二冷却器和第三冷却器使第一腔体(体积为V2)和第二腔体(体积为V1)中的低压高温气体冷却收缩变为低压低温气体，使两腔气体总体积由V1+V2冷却收缩为V1，伴随第一腔体和第二腔体中气体的冷却收缩过程，高压浓缩液充满第一腔体，并对第一腔体中的低压低温气体做功，使其增压后经球阀进入第二腔体，关闭第二进液阀和球阀，此时第一腔体中充满浓缩液，第二腔体中充满高压低温气体；

步骤4，开启第二排液阀，当将做完功的浓缩液经浓缩液排放口排出后，关闭第二排液阀；然后开启第一进液阀，使第一腔体中充满低压原液后，关闭第一进液阀；此时，第一腔体中充满原液，第二腔体中充满高压低温气体；

步骤5，开启第一排液阀和球阀，此时，通过第二加热器和第三加热器使第一腔体(体积为V2)和第二腔体(体积为V1)中的高压低温气体受热膨胀变为高压高温气体，使两腔气体总体积由V1加热膨胀为V1+V2；伴随第一腔体和第二腔体中气体的加热膨胀过程，高压高温气体对第一腔体中的原液做功，使其增压后经第二单向阀注入主罐体，当第一腔体中的原液完全排出后，关闭第一排液阀和球阀；此时，第一腔体与第二腔体中充满低压高温气体；

步骤6，此后进入下一循环，循环进行上述步骤，当多个能量回收单元交错进行工作时，便可达到连续压力能量回收再利用的目的。