脱盐系统和方法

文档序号:25036944发布日期:2021-05-11 17:09阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种脱盐系统(100),包括:

分隔的容器(101),容纳将所述容器(101)分隔成各自具有可变体积的上游隔室(114)和下游隔室(115)的可移动分隔件(102),该分隔的容器(101)具有在所述容器(101)的上游端处的第一入口端口(121)、在所述容器(101)的下游端处的第二入口端口(122)、和在所述容器(101)的下游端处的出口端口(124);

膜容器(104),容纳将所述膜容器(104)分成盐水隔室(131)和脱盐隔室(132)的错流半透膜(105),所述盐水隔室(131)包括第一错流端口和第二错流端口(106、107),所述脱盐隔室(132)包括脱盐水出口端口(113);

进给泵(108),被连接以将盐水供应供给到所述第一入口端口(121);

补给泵(109),具有连接到所述第二错流端口(107)的入口和连接到所述第二入口端口(122)的出口,以将盐水供给到所述下游隔室(115)中;

主阀(110),连接在所述出口端口(124)和所述第一错流端口(106)之间;

旁通阀(111),在一侧上连接到所述入口端口(121),并且在另一侧上连接到所述第二错流端口(107)和所述补给泵(109)的入口;以及

清洗阀(112),在一侧上连接到所述第一错流端口(106)和所述主阀(110),并且在另一侧上连接到清洗端口(123)。

2.根据权利要求1所述的脱盐系统(100),包括连接至所述脱盐系统并配置为操作所述脱盐系统(100)的控制器(125),所述控制器(125)配置为:

在第一加压阶段中,关闭所述旁通阀(111)和所述清洗阀(112),打开所述主阀(110)并操作所述进给泵(108)以向所述分隔的容器(101)的所述上游隔室(114)提供盐水供应,导致所述可移动分隔件(102)移动并由此使盐水从所述下游隔室(115)流入所述膜容器(104)的所述盐水隔室(131),从而导致脱盐水经由所述脱盐水出口端口(113)从所述膜容器的所述脱盐隔室(132)离开;以及

在第二补给阶段中,打开所述旁通阀(111)和所述清洗阀(112),关闭所述主阀(110)并操作所述补给泵(109)和所述进给泵(108)以将盐水供给到所述分隔的容器(101)的所述第二入口端口(122),并且经由所述第二错流端口(107)供给到所述膜容器(104)的所述盐水隔室(131)中,以导致盐水经由所述第一错流端口(106)通过所述清洗端口(123)流出。

3.根据权利要求2所述的脱盐系统(100),其中,在所述第一加压阶段中,所述控制器配置为操作所述补给泵(109)以将盐水从所述盐水隔室(131)供给到所述分隔的容器(101)的所述第二入口端口(122)。

4.根据权利要求2或3所述的脱盐系统(100),其中,所述控制器(125)配置为重复所述加压阶段和所述补给阶段。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的脱盐系统(100),包括第一传感器(126),该第一传感器布置成提供信号以检测所述可移动分隔件(102)在所述补给阶段中何时已经到达所述分隔的容器(101)的上游端,所述控制器配置为在检测到来自所述第一传感器(126)的信号时结束所述补给阶段。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的脱盐系统(100),包括第二传感器(127),该第二传感器布置成提供信号以检测所述可移动分隔件(102)在所述加压阶段中何时已经到达所述分隔的容器(101)的所述下游端,所述控制器配置为在检测到来自所述第二传感器(127)的信号时结束所述加压阶段。

7.根据前述权利要求中任一项所述的脱盐系统(100),其中,所述分隔的容器是圆柱形容器(101),并且所述可移动分隔件是可滑动地安装在所述圆柱形容器(101)内的活塞(102)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的脱盐系统(100),其中,所述膜容器是圆柱形容器(104)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的脱盐系统(400),包括:

一个或多个另外的分隔的容器(401b-c),每个分隔的容器容纳将该容器分隔成各自具有可变体积的上游隔室(114)和下游隔室(115)的可移动分隔件(402b-c),每个另外的分隔的容器(401b-c)具有在所述容器的上游端处的第一入口端口(121)、在该容器的下游端处的第二入口端口(122)、和在该容器的所述下游端处的出口端口(124);

一个或多个另外的膜容器(404b-c),每个膜容器容纳将该膜容器分成盐水隔室(131)和脱盐水隔室(132)的错流半透膜(105),该盐水隔室(131)包括第一错流端口(106)和第二错流端口(107),该脱盐水隔室(132)包括脱盐水出口端口(113),

其中,所述进给泵(108)被连接以将盐水供应供给到每个分隔的容器的第一入口端口(121),所述补给泵(109)连接在每个膜容器的第二错流端口(107)和每个分隔的容器的第二入口端口(122)之间以将盐水供给到每个容器的下游隔室(115)中,所述主阀(110)连接在每个分隔的容器的出口端口(124)和每个膜容器的第一错流端口(106)之间,所述旁通阀(111)在一侧上连接到每个分隔的容器的入口端口(121)并且在另一侧上连接到每个膜容器的第二错流端口(107),并且所述清洗阀(111)在一侧上连接到每个膜容器的第一错流端口(106)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的脱盐系统(100、400),其中,所述半透膜是反渗透类型的。

11.根据前述权利要求中任一项所述的脱盐系统(100、400),其中,所述控制器(125)配置为电气地控制所述主阀(110)、所述旁通阀(111)和所述清洗阀(112)的操作。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的脱盐系统(100、400),其中,所述控制器(125)配置为电气地控制所述清洗阀(112)的操作,并且其中,所述主阀(110)和所述旁通阀(111)通过所述脱盐系统(100、400)内的水压水平在打开位置和关闭位置之间致动。

13.根据权利要求12所述的脱盐系统(100、400),其中,所述主阀(110)配置为当所述脱盐系统(100、400)内的水压水平高于阈值压力水平时打开,并且所述旁通阀(111)配置为当水压水平低于所述阈值压力水平时打开。

14.根据权利要求13所述的脱盐系统(100、400),其中,所述主阀(600)包括:

壳体(611),具有入口(608)和出口(609);

柱塞(603),可滑动地安装到所述壳体(611)并且具有密封表面(605),所述密封表面布置成抵靠所述壳体(611)的内表面(606)密封以防止所述入口(608)和所述出口(609)之间的流动;以及

偏压元件(607),布置成当所述主阀(600)内的水压水平小于所述阈值压力水平时,使所述密封表面(605)偏压远离所述壳体(611)的内表面(606),以保持所述入口(608)和所述出口(609)之间的流动路径,并且当所述主阀(600)内的水压水平大于所述阈值压力水平时,关闭该流动路径。

15.根据权利要求13或14所述的脱盐系统(100、400),其中,所述旁通阀(800)包括:

壳体(811),具有入口(808)和出口(809);

柱塞(803),可滑动地安装到该壳体(811)并且具有密封表面(805),该密封表面布置成抵靠该壳体(811)的内表面(806)密封以防止该入口(808)和该出口(809)之间的流动;以及

偏压元件(807),布置成当所述旁通阀(800)内的水压水平小于所述阈值压力水平时,使该密封表面(805)偏压抵靠该壳体(811)的内表面(806)以关闭该入口(808)和该出口(809)之间的流动路径,并且当所述旁通阀(800)内的水压水平大于所述阈值压力水平时,打开该流动路径。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的脱盐系统(100、400),其中,所述阈值压力水平是大约1巴表压。

17.一种操作脱盐系统(100)的方法,所述脱盐系统(100)包括:

分隔的容器(101),容纳将所述容器(101)分隔成各自具有可变体积的上游隔室(114)和下游隔室(115)的可移动分隔件(102),该分隔的容器(101)具有在所述容器(101)的上游端处的第一入口端口(121)、在所述容器(101)的下游端处的第二入口端口(122)、和在所述容器(101)的所述下游端处的出口端口(124);

膜容器(104),容纳将所述膜容器(104)分成盐水隔室(131)和脱盐水隔室(132)的错流半透膜(105),所述盐水隔室(131)包括第一错流端口和第二错流端口(106、107),所述脱盐水隔室(132)包括脱盐水出口端口(113);

进给泵(108),被连接以将盐水供应供给到所述第一入口端口(121);

补给泵(109),连接在所述第二错流端口(107)和所述第二入口端口(122)之间,以将盐水供给到所述下游隔室(115)中;

主阀(110),连接在所述出口端口(124)和所述第一错流端口(106)之间;

旁通阀(111),在一侧上连接到所述入口端口(121),并且在另一侧上连接到所述第二错流端口(107)和所述补给泵(109);以及

清洗阀(111),在一侧上连接到所述第一错流端口(106)和所述主阀(110),并且在另一侧上连接到清洗端口(123),

所述方法包括:

在第一加压阶段中,关闭所述旁通阀(111)和所述清洗阀(112),打开所述主阀(110)并操作所述进给泵(108)以向所述分隔的容器(101)的所述上游隔室(114)提供盐水供应,导致所述可移动分隔件(102)移动并由此使盐水从所述下游隔室(115)流入所述膜容器(104)的所述盐水隔室(131),从而导致脱盐水经由所述脱盐水出口端口(113)从所述膜容器的所述脱盐水隔室(132)离开;以及

在第二补给阶段中,打开所述旁通阀(111)和所述清洗阀(112),关闭所述主阀(110)并操作所述补给泵(108)和所述进给泵(108)以将盐水供给到所述分隔的容器(101)的所述第二入口端口(122),经由所述第二错流端口(107)供给到所述膜容器(104)的所述盐水隔室(131)中并且经由所述第一错流端口(106)通过所述清洗端口(123)流出。

18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述第一加压阶段包括操作所述补给泵(109)以将盐水从所述盐水隔室(131)供给到所述分隔的容器(101)的所述第二入口端口(122)。

19.根据权利要求17或权利要求18所述的方法,包括重复所述加压阶段和所述补给阶段。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法,包括当所述可移动分隔件(102)在所述补给阶段中已经到达所述分隔的容器(101)的所述上游端时检测来自第一传感器(126)的信号,并且在检测到来自所述第一传感器(126)的信号时结束所述补给阶段。

21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法,包括当所述可移动分隔件(102)在所述加压阶段中已经到达所述分隔的容器(101)的所述下游端时检测来自第二传感器(127)的信号,并且在检测到来自所述第二传感器(127)的信号时结束所述加压阶段。


技术总结
本发明涉及一种脱盐系统和操作脱盐系统的方法。实例实施方式包括脱盐系统(100),该脱盐系统包括:分隔容器(101),容纳将容器(101)分隔成各自具有可变体积的上游隔室(114)和下游隔室(115)的可移动分隔件(102),分隔容器(101)具有在容器(101)的上游端处的第一入口端口(121)、在容器(101)的下游端处的第二入口端口(122)、和在容器(101)的下游端处的出口端口(124);膜容器(104),容纳将膜容器(104)分成盐水隔室(131)和脱盐隔室(132)的错流半透膜(105),盐水隔室(131)包括第一错流端口和第二错流端口(106、107),脱盐隔室(132)包括脱盐水出口端口(113);进给泵(108),被连接以将盐水供应供给到第一入口端口(121);补给泵(109),具有连接到第二错流端口(107)的入口和连接到第二入口端口(122)的出口,以将盐水供给到下游隔室(115)中;主阀(110),连接在出口端口(124)和第一错流端口(106)之间;旁通阀(111),在一侧上连接到入口端口(121),并且在另一侧上连接到第二错流端口(107)和补给泵(109)的入口;以及清洗阀(112),在一侧上连接到第一错流端口(106)和主阀(110),并且在另一侧上连接到清洗端口(123)。

技术研发人员:菲利普·安德鲁·戴维斯
受保护的技术使用者:伯明翰大学
技术研发日:2019.05.01
技术公布日:2021.05.11
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