[发明专利]一种利用温度差驱动的海水淡化装置及其复合系统

说明书

本发明公开一种利用温度差驱动的海水淡化装置及其复合系统，包括反渗透膜系统、第一压力保持系统和驱动系统，驱动系统包括第一相变缸和第一驱动缸，第一相变缸中设有相变工质和温度调节系统；第一驱动缸上设有第一海水进口和第一海水出口，其缸体内设有驱动活塞，第一海水出口和第一压力保持系统分别与反渗透膜系统的进水口相连接；调节第一相变缸内温度使相变工质发生相变，相变工质驱动活塞驱动进海水原水增压后进行海水淡化；本发明在复合系统中增加了多级驱动系统和能量回收系统，能量回收系统通过结合温度差驱动将反渗透浓盐水的余压及浓盐水的部分热量吸收利用，将海水补充到反渗透膜系统，很好地解决了海水反渗透淡化中能耗成本高的问题。

技术领域

本发明涉及反渗透海水淡化技术领域，具体涉及一种利用温度差驱动的海水淡化装置及其复合系统。

背景技术

反渗透海水淡化是目前海水淡化的主流技术之一，传统的反渗透海水淡化是通过高压水泵提升进水压力(约5.8～6.8MPa)以克服水的渗透压，反渗透膜排出的浓盐水余压高达5.5～6.5MPa，再通过能量回收装置对浓盐水所具有的余压能量进行回收，把能量回收变成进水能量，降低反渗透海水淡化的能耗，这样的海水淡化过程需要消耗大量的电能，在电力匮乏且电量供应不足的欠发达地区，限制了反渗透海水淡化的应用。

在世界上的有些地区，电力供应不足，但由于气候炎热，具备低温热源。由于低温热源发电效率低，通过低温热源进行发电，再通过电泵进行反渗透海水淡化就非常不经济。

发明内容

本发明针对具有低温热源的国家或地区进行低成本海水反渗透淡化的问题，提供了一种利用温度差驱动的海水淡化装置及其复合系统，充分利用低温热源，解决海水反渗透淡化项目中能耗成本高的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种利用温度差驱动的海水淡化装置，所述装置包括反渗透膜系统、第一压力保持系统和驱动系统，所述驱动系统包括相连通的第一相变缸和第一驱动缸，所述第一相变缸中设有相变工质和用于调节所述相变工质发生相变的温度调节系统；所述第一驱动缸上设有第一海水进口和第一海水出口，其缸体内设有驱动活塞，所述第一海水进口与海水原水连通，所述第一海水出口和所述第一压力保持系统分别与所述反渗透膜系统的进水口相连接；

所述温度调节系统通过调节所述第一相变缸内温度使所述相变工质发生相变，所述相变工质驱动所述驱动活塞运动，所述驱动活塞驱动进入所述第一驱动缸中的海水原水增压后由所述第一海水出口进入所述反渗透膜系统进行海水淡化。

优选地，所述装置中还设有能量回收系统，所述能量回收系统包括相连通的第二相变缸和第二驱动缸，所述第二相变缸中设有一浓盐水缸，位于所述浓盐水缸外周位置的所述第二相变缸内设有相变工质，所述相变工质中设有用于使所述相变工质发生相变的所述温度调节系统；

所述浓盐水缸中设有第一活塞，所述第二驱动缸中设有第二活塞，所述第一活塞与所述第二活塞通过活塞连杆固定连接；

所述浓盐水缸上设有浓盐水进口和浓盐水出口，所述第二驱动缸上设有第二海水进口和第二海水出口；

所述反渗透膜系统中设有浓盐水排放口和淡水出口，所述浓盐水缸上的所述浓盐水进口与所述反渗透膜系统中的浓盐水排放口相连接，所述第二海水出口与所述反渗透膜系统的进水口相连接。

经海水反渗透膜系统淡化后的带有余压的浓盐水进入所述浓盐水缸中，并驱动所述第一活塞运动，通过所述第一活塞带动所述第二活塞运动，所述第二活塞把带有余压的浓盐水所具有的能量进行能量传递，把淡化前的海水原水初步加压，再通过所述温度调节系统调节所述第二相变缸中相变工质的温度，使所述相变工质发生相变并驱动所述第二活塞运动，所述第二活塞驱动进入所述第二驱动缸中的海水原水增压后由所述第二海水出口排出并进入所述反渗透膜系统进行淡化处理。