[发明专利]具有再循环回路的渗透模块

说明书

本公开描述一种用于分离流体的系统。所述系统包含可操作地耦合在一起的多个渗透模块。所述多个渗透模块中的至少一些包含：渗透膜；在所述渗透膜的第一侧上的进料侧；在所述渗透膜的第二侧上的出料侧；可操作地耦合到所述进料侧的进料入口；可操作地耦合到所述出料侧的出料入口；可操作地耦合到所述进料侧的进料出口；可操作地耦合到所述出料侧的出料出口。所述多个渗透单元中的所述至少一些进一步包含进料再循环回路，所述进料再循环回路可操作地耦合到所述进料入口、所述进料出口及下游渗透模块的进料入口；及出料再循环回路，所述出料再循环回路可操作地耦合到所述出料入口、所述出料出口及下游渗透模块的出料入口。

相关申请案的交叉引用

本申请案要求2018年7月20日申请的第62/701,517号美国临时申请案的利益，所述临时申请案的全部内容出于任何目的以引用的方式并入本文中。

背景技术

渗透驱动膜系统用于处理含有悬浮固体、溶解固体、其它最终产品所需或不需要的溶质的溶液。将进料溶液引入渗透元件的进料侧，并将出料溶液引入渗透元件的出料侧，其中进料与出料通道由渗透膜分离。进料溶液的组分通过渗透压经出料到出料侧，并在出料溶液中被移除。渗透驱动膜系统可能会遭受污染、堵塞，及由于膜表面材料堆积而导致的效率低下。

发明内容

本文所描述的实例涉及使用具有进料再循环及出料再循环回路的渗透模块从溶液中分离组分的系统、设备及方法。

在至少一个实施例中，公开一种用于分离流体的系统。所述系统包含可操作地耦合在一起的多个渗透模块。所述多个渗透模块中的至少一些包含：渗透膜；在所述渗透膜的第一侧上的进料侧；在所述渗透膜的第二侧上的出料侧；可操作地耦合到所述进料侧的进料入口；可操作地耦合到所述出料侧的出料入口；可操作地耦合到所述进料侧的进料出口；可操作地耦合到所述出料侧的出料出口。所述多个渗透单元中的所述至少一些进一步包含进料再循环回路，所述进料再循环回路可操作地耦合到所述进料入口、所述进料出口及下游渗透模块的进料入口；及出料再循环回路，所述出料再循环回路可操作地耦合到所述出料入口、所述出料出口及下游渗透模块的出料入口。

在至少一个实施例中，公开一种从溶液中分离组分的方法。所述方法包含在第一方向上将进料流传递到多个膜模块。所述方法包含在与所述第一方向相反的第二方向上向多个膜模块循环出料流。所述方法包含使所述进料流及所述出料流以并流方式流过所述多个膜模块中的每一者，其中在所述多个膜模块中的一或多个膜模块处，所述进料流在进料再循环回路中通过膜模块循环，以形成与所述膜模块对应的再循环进料流，及所述出料流在出料再循环回路中通过所述膜模块循环，以形成与所述膜模块对应的再循环出料流。所述方法包含将每一进料再循环回路中的所述再循环进料流的一部分引导到：所述多个膜模块的后续进料再循环回路中的后续膜模块或可操作地耦合到所述多个膜模块的浓缩进料流出口；及所述进料再循环回路中的所述多个膜模块中的所述膜模块。所述方法包含将每一出料再循环回路中的所述再循环出料流的一部分移动到：所述多个膜模块的先前出料再循环回路中的先前膜模块或可操作地耦合到所述多个膜模块的稀释出料流出口；及所述出料再循环回路中的所述多个膜模块中的所述膜模块。