[发明专利]利用分离膜富集空气水蒸气的制水方法和装置

权利要求书

1.一种利用分离膜富集空气水蒸气的制水方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)空气预处理采用空气滤清器、压缩机对空气进行除杂、压缩；

(2)空气水蒸气的分离处理采用膜除湿组件对经过步骤(1)处理的压缩空气进行除湿处理以获得分别处于膜两侧的除湿空气和水蒸气；

(3)冷凝水凝聚采用吹扫气法，将吹扫气引入步骤(2)中膜除湿组件的水蒸气渗透侧，进行膜壁表面上的水蒸气扫除，以获得高湿度吹扫气，实现空气水蒸气的富集；同时将步骤(2)获得的除湿空气依次经过冷却、膨胀后作为水蒸气冷却介质，对所获得的高湿度吹扫气进行冷凝，获得冷凝水；

(4)冷凝水收集经步骤(3)处理后的冷凝水，若为液态水，直接通过水泵泵入水箱；若为固态水，先采用解冻介质将冷凝水融化为液态水后，再通过水泵泵入水箱。

2.根据权利要求1所述利用分离膜富集空气水蒸气的制水方法，其特征在于，步骤(3)中所用的吹扫气来源于除湿空气，其使用量占除湿空气的质量份数为10～30％。

3.根据权利要求1所述利用分离膜富集空气水蒸气的制水方法，其特征在于，步骤(4)中的解冻介质为经过步骤(1)预处理后的压缩空气。

4.根据权利要求1所述利用分离膜富集空气水蒸气的制水方法，其特征在于，在步骤(3)中，水蒸气冷却介质对高湿度吹扫气冷却后，作为二次冷却介质，再次对经过空气滤清器除杂处理的辅制水除杂空气进行冷却，以获得液态或者固态水；同时，对辅制水除杂空气进行冷却后的二次冷却介质，再次作为压缩空气冷却介质，进行步骤(3)中压缩空气的冷却。

5.一种利用分离膜富集空气水蒸气的制水装置，其特征在于，包括空气主制水装置，该空气主制水装置包括主制水空气预处理装置、膜除湿组件、吹扫气减压阀、除湿空气预冷器、除湿空气膨胀机、吹扫气预冷器、主制水器以及水箱，所述主制水空气预处理装置包括顺序连接的主制水空气滤清器和主制水空气压缩机，所述主制水空气滤清器的进气口与外界空气接通，所述膜除湿组件的高压进气口与主制水空气压缩机的出气口连接，而膜除湿组件的高压出气口、除湿空气预冷器的热侧通道、除湿空气膨胀机以及主制水机的冷侧通道进口则依次顺序连接，同时，吹扫气减压阀的出气口、膜除湿组件的低压进气侧、吹扫气预冷器的热侧通道、主制水机的热侧通道以及水箱依次顺序连接，且吹扫气减压阀的进气口与吹扫气输送管连通，另外，除湿空气预冷器和吹扫气预冷器的冷侧通道皆有冷却介质流通。

6.根据权利要求5所述利用分离膜富集空气水蒸气的制水装置，其特征在于，所述主制水空气压缩机与主制水器热侧通道连通，且主制水空气压缩机与主制水器热侧通道之间的连接管道上安装有主制水器除霜阀，同时主制水空气压缩机与膜除湿组件的高压进气口之间的连接管道上连接有截止阀。

7.根据权利要求5或6所述利用分离膜富集空气水蒸气的制水装置，其特征在于，还包括空气辅制水装置，该空气辅制水装置包括辅制水空气引风机、辅制水空气滤清器以及辅制水器，所述辅制水空气引风机与外界空气接通，且辅制水空气引风机、辅制水空气滤清器、辅制水器热侧通道以及水箱依次顺序连接，同时，主制水器的冷侧通道出口与辅制水器的冷侧通道入口相连接。

8.根据权利要求7所述利用分离膜富集空气水蒸气的制水装置，其特征在于，所述辅制水器热侧通道与主制水空气压缩机连通，且辅制水器热侧通道与主制水空气压缩机之间的连接管道上安装有辅制水器除霜阀。

9.根据权利要求7所述利用分离膜富集空气水蒸气的制水装置，其特征在于，所述除湿空气预冷器和除湿空气膨胀机之间还连接有除湿空气冷却器，所述除湿空气冷却器的热侧通道分别与除湿空气预冷器的热侧通道出口以及空气膨胀机进气口连接，而除湿空气冷却器的冷侧通道进口则与辅制水器的冷侧通道出口连接。

10.根据权利要求5所述利用分离膜富集空气水蒸气的制水装置，其特征在于，所述吹扫气输送管与膜除湿组件的高压出气口连接。