專利名稱：基于變截面熱壓縮的溶液再生方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于溶液再生、變截面熱壓縮、反滲透的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于變截面熱壓縮的溶液再生方法及裝置。
背景技術(shù)：
近幾十年來，溶液再生技術(shù)受到國內(nèi)外學(xué)者的普遍重視，成為研究熱點之一。傳統(tǒng)的溶液再生方法，利用溶液表面水蒸氣分壓力與空氣中水蒸氣分壓力的差值，實現(xiàn)兩者之間的傳質(zhì)。該方法存在一些不足，如傳質(zhì)效果差、再生裝置龐大、再生過程常常需要額外的能量、以及一些工藝性問題。因此研究新型的溶液再生方式仍有十分重要的意義。
基于變截面熱壓縮的溶液再生方法及裝置，以熱壓作為驅(qū)動力，為反滲透膜溶液側(cè)提供高壓，使稀溶液中的水分滲透出來，溶液濃度增加，從而實現(xiàn)溶液的再生。通過變壓縮面積，以較低的熱壓獲得較高的反滲透壓，從而實現(xiàn)熱壓縮在較小的冷/熱源變化溫區(qū)里不需要很大的飽和壓強(qiáng)變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種基于變截面熱壓縮的溶液再生方法及裝置，該裝置以熱壓作為驅(qū)動力，通過變壓縮面積，以較低的熱壓獲得較高的反滲透壓，為反滲透膜溶液側(cè)提供高壓，使稀溶液中的水分滲透出來，溶液濃度增加，從而實現(xiàn)溶液的再生，同時實現(xiàn)熱壓縮在較小的冷/熱源變化溫區(qū)里，不需要很大的飽和壓強(qiáng)變化，是一種節(jié)能、易實現(xiàn)、結(jié)構(gòu)簡單的溶液再生方式。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種基于變截面熱壓縮的溶液再生裝置，包括冷/熱源液相換熱器1，冷/熱源氣相換熱器2，第一腔室3，第一活塞4，活塞桿5，第二活塞6，進(jìn)液閥7，排液閥8，第二腔室9，反滲透膜10，充壓模塊11和充壓閥12。其中冷/熱源液相換熱器I位于第一腔室3內(nèi)部的液相部分，冷/熱源氣相換熱器2位于第一腔室3內(nèi)部的氣相部分，冷/熱源液相換熱器I與冷/熱源氣相換熱器2串聯(lián)連接。第一活塞4位于第一腔室3內(nèi)部的右側(cè),第一活塞4與活塞桿5的上端連接,第二活塞6與活塞桿5的下端連接，反滲透膜10位于第二腔室9內(nèi)部的右側(cè)，進(jìn)液閥7與第二腔室9左側(cè)連接，排液閥8與第二腔室9下側(cè)連接，充壓模塊11通過充壓閥12與第一腔室
(3)下部的右側(cè)連接?！N基于變截面熱壓縮的溶液再生方法，包括充壓、加壓和泄壓過程。其中充壓過程為，打開充壓閥12，利用充壓模塊11對第一腔室3充注一定量的工質(zhì)，充注完成后關(guān)閉充壓閥12。加壓過程為，打開進(jìn)液閥7，關(guān)閉排液閥8，液體充滿第二腔室9后，關(guān)閉進(jìn)液閥7， 利用冷/熱源液相換熱器I、冷/熱源氣相換熱器2加熱第一腔室3中的工質(zhì)，使第一腔室3中液體工質(zhì)氣化保持較高的壓力，推動第一活塞4向下移動，通過活塞桿5帶動第二活塞 6向下移動，對第二腔室9內(nèi)的稀溶液進(jìn)行壓縮，為反滲透膜提供高壓，進(jìn)行溶液再生。所述泄壓過程為，進(jìn)液閥7、排液閥8保持關(guān)閉，利用冷/熱源液相換熱器I、冷/ 熱源氣相換熱器2冷卻第一腔室3中的工質(zhì)并使得氣相的部分工質(zhì)冷凝為液體，使第一腔室3中保持較低的壓力，在壓差的作用下，第一活塞4與第二活塞6 —起向上運(yùn)動，對第二腔室9內(nèi)的濃溶液進(jìn)行泄壓，泄壓后，打開排液閥8。充入第一腔室3中的工質(zhì)可以是制冷工質(zhì)的任一種。第一腔室3的驅(qū)動能量可以來自太陽能、廢棄能源、常溫液體或制冷系統(tǒng)。本發(fā)明的基于變截面熱壓縮的溶液再生方法及裝置，其特征在于該裝置包括冷 /熱源液相換熱器，冷/熱源氣相換熱器，第一腔室，第一活塞，活塞桿，第二活塞，進(jìn)液閥， 排液閥，第二腔室，反滲透膜，充壓模塊，充壓閥。冷/熱源液相換熱器位于第一腔室內(nèi)部的液相部分、冷/熱源氣相換熱器位于第一腔室內(nèi)部的氣相部分，冷/熱源液相換熱器與冷/熱源氣相換熱器串聯(lián)連接。第一活塞位于第一腔室內(nèi)部的右側(cè)，第一活塞與活塞桿的上端連接，第二活塞與活塞桿的下端連接， 反滲透膜位于第二腔室內(nèi)部的右側(cè)，進(jìn)液閥與第二腔室左側(cè)連接，排液閥與第二腔室下側(cè)連接，充壓模塊通過充壓閥與第一腔室下部的右側(cè)連接。本發(fā)明的基于變截面熱壓縮的溶液再生方法及裝置，該方法以熱壓作為驅(qū)動力， 通過變壓縮面積，以較低的熱壓獲得較高的反滲透壓，為反滲透膜溶液側(cè)提供高壓，使稀溶液中的水分滲透出來，溶液濃度增加，從而實現(xiàn)溶液的再生，同時實現(xiàn)熱壓縮在較小的冷/ 熱源變化溫區(qū)里，不需要很大的飽和壓強(qiáng)變化。通過控制工質(zhì)的溫度，從而控制其氣液兩相的壓力，完成對稀溶液的加壓和濃溶液的泄壓過程。加壓時，通過冷/熱源液相換熱器、冷 /熱源氣相換熱器提高第一腔室中工質(zhì)的溫度，進(jìn)而提高第一腔室中壓力，使第一活塞向下移動，對稀溶液加壓；泄壓時，通過冷/熱源液相換熱器、冷/熱源氣相換熱器降低工質(zhì)的溫度，進(jìn)而降低第一腔室中壓力，使第一活塞向上移動，對濃溶液泄壓。該方法及裝置中，第一腔室中的工質(zhì)可以是制冷工質(zhì)的任一種，如C02、R22，R123， R23等，只要選用的工質(zhì)滿足使用即可。該方法及裝置中，冷/熱源中的能量可以來自太陽能、廢棄能源、常溫液體或制冷系統(tǒng)，只要與合適的工質(zhì)搭配使用，滿足裝置運(yùn)行即可。該方法及裝置中，冷/熱源液相換熱器、冷/熱源氣相換熱器的功能側(cè)重不同，加熱第一腔室中的工質(zhì)時，冷/熱源液相換熱器起主要作用；冷卻第一腔室中的工質(zhì)時，冷/ 熱源氣相換熱器起主要作用。本發(fā)明的有益效果為。I、此方法可以利用工業(yè)余熱、太陽能、常溫液體、制冷劑等能源作為第一腔室的驅(qū)動能源，能源的選擇范圍較廣，且有利于實現(xiàn)廢棄能源或者可再生能源有效利用。2、本方法中，第一腔室中的工質(zhì)可以是制冷工質(zhì)的任一種，如C02、R22，R123，R23 等，只要選用的兩種工質(zhì)滿足使用即可，工質(zhì)的選擇范圍較廣。3、冷/熱源變化溫區(qū)較小，對應(yīng)的飽和壓強(qiáng)變化不需要很大。通過變壓縮面積，以較低的熱壓獲得較高的反滲透壓，操作方便靈活。4、本方法中，工質(zhì)液相和氣相均設(shè)置換熱器,有利于對工質(zhì)溫度的靈活控制,系統(tǒng)響應(yīng)較快。5、本方法為溶液再生提供了一種可行的方法與方案，結(jié)構(gòu)簡單、易行、經(jīng)濟(jì)性較聞。


圖I是本發(fā)明一種基于變截面熱壓縮的溶液再生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中冷/熱源液相換熱器1，冷/熱源氣相換熱器2，第一腔室3，第一活塞4，活塞桿5，第二活塞6，進(jìn)液閥7，排液閥8，第二腔室9，反滲透膜10，充壓模塊11，充壓閥12。
具體實施例方式下面將參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明。基于變截面熱壓縮的溶液再生方法及裝置，該裝置包括冷/熱源液相換熱器，冷/ 熱源氣相換熱器，第一腔室，第一活塞，活塞桿，第二活塞，進(jìn)液閥，排液閥，第二腔室，反滲透膜，充壓模塊，充壓閥。具體實施方案如下裝置運(yùn)行過程分為充壓、稀溶液加壓和濃溶液泄壓過程。充壓過程打開充壓閥，利用充壓模塊對第一腔室充注一定量的工質(zhì)，充注完成后關(guān)閉充壓閥；加壓過程打開進(jìn)液閥，關(guān)閉排液閥，液體充滿第二腔室后，關(guān)閉進(jìn)液閥。利用冷/熱源液相換熱器、冷/熱源氣相換熱器加熱第一腔室中的工質(zhì)，使第一腔室中保持較高的壓力，壓縮第一活塞向下移動，通過活塞桿帶動第二活塞向下移動，對第二腔室內(nèi)的稀溶液進(jìn)行壓縮。稀溶液中的水分通過反滲透膜滲透出去。當(dāng)溶液濃度達(dá)到所需要求后，開始泄壓過程；泄壓過程進(jìn)液閥、排液閥保持關(guān)閉。利用冷/熱源液相換熱器、冷/熱源氣相換熱器冷卻第一腔室中的工質(zhì)，使第一腔室中保持較低的壓力，在壓差的作用下，第一活塞與第二活塞一起向上運(yùn)動，對第二腔室內(nèi)的濃溶液進(jìn)行泄壓。泄壓完成后，打開排液閥，將濃溶液排出，即完成溶液再生過程。本發(fā)明中第一腔室中的工質(zhì)可以是制冷工質(zhì)的任一種，如C02、R22，Rl23，R23等， 只要選用的兩種工質(zhì)滿足使用即可。冷/熱源的能量可以來自太陽能、廢棄能源、常溫液體或制冷系統(tǒng)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于變截面熱壓縮的溶液再生裝置，其特征在于包括冷/熱源液相換熱器(1)，冷/熱源氣相換熱器(2)，第一腔室(3)，第一活塞(4)，活塞桿(5)，第二活塞(6)，進(jìn)液閥(7)，排液閥(8)，第二腔室(9)，反滲透膜(10)，充壓模塊(11)和充壓閥(12)；其中冷/熱源液相換熱器(I)位于第一腔室(3)內(nèi)部的液相部分，冷/熱源氣相換熱器(2)位于第一腔室(3)內(nèi)部的氣相部分，冷/熱源液相換熱器(I)與冷/熱源氣相換熱器(2)串聯(lián)連接；第一活塞(4)位于第一腔室(3)內(nèi)部的右側(cè)，第一活塞(4)與活塞桿(5)的上端連接， 第二活塞(6)與活塞桿(5)的下端連接，反滲透膜(10)位于第二腔室(9)內(nèi)部的右側(cè)，進(jìn)液閥(7 )與第二腔室(9 )左側(cè)連接，排液閥(8 )與第二腔室(9 )下側(cè)連接，充壓模塊(11)通過充壓閥(12 )與第一腔室(3 )下部的右側(cè)連接。
2.一種基于變截面熱壓縮的溶液再生方法，其特征在于包括充壓、加壓和泄壓過程 其中所述充壓過程為，打開充壓閥(12)，利用充壓模塊(11)對第一腔室(3)充注一定量的工質(zhì)，充注完成后關(guān)閉充壓閥(12)；所述加壓過程為，打開進(jìn)液閥(7)，關(guān)閉排液閥(8)，液體充滿第二腔室(9)后，關(guān)閉進(jìn)液閥(7)，利用冷/熱源液相換熱器(I)、冷/熱源氣相換熱器(2)加熱第一腔室(3)中的工質(zhì)，使第一腔室(3)中液體工質(zhì)氣化保持較高的壓力，推動第一活塞(4)向下移動，通過活塞桿(5)帶動第二活塞(6)向下移動，對第二腔室(9)內(nèi)的稀溶液進(jìn)行壓縮，為反滲透膜提供高壓，進(jìn)行溶液再生；所述泄壓過程為，進(jìn)液閥(7)、排液閥(8)保持關(guān)閉，利用冷/熱源液相換熱器(I)、冷/ 熱源氣相換熱器(2)冷卻第一腔室(3)中的工質(zhì)并使得氣相的部分工質(zhì)冷凝為液體，使第一腔室(3)中保持較低的壓力，在壓差的作用下，第一活塞(4)與第二活塞(6) —起向上運(yùn)動，對第二腔室(9 )內(nèi)的濃溶液進(jìn)行泄壓，泄壓后，打開排液閥(8 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述充入第一腔室(3)中的工質(zhì)可以是制冷工質(zhì)的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述第一腔室(3)的驅(qū)動能量可以來自太陽能、廢棄能源、常溫液體或制冷系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于變截面熱壓縮的溶液再生方法及裝置，再生裝置包括冷/熱源液相換熱器，冷/熱源氣相換熱器，第一腔室，第一活塞，活塞桿，第二活塞，進(jìn)液閥，排液閥，第二腔室，反滲透膜，充壓模塊和充壓閥。本發(fā)明以熱壓作為驅(qū)動力，通過變壓縮面積，以較低的熱壓獲得較高的反滲透壓，為反滲透膜溶液側(cè)提供高壓，使稀溶液中的水分滲透出來，溶液濃度增加，從而實現(xiàn)溶液的再生。本發(fā)明為溶液再生提供了一種可行的方法與方案，結(jié)構(gòu)簡單、易行、經(jīng)濟(jì)性較高。
文檔編號B01D61/08GK102600725SQ201210088608
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者張小松, 折曉會, 殷勇高 申請人:蘇州市思瑪特電力科技有限公司