[发明专利]一种低压海水淡化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种低压海水淡化装置，具体地说涉及一种将正渗透过程和膜蒸馏过程结合起来实现在低压下进行海水淡化的装置。

背景技术

随着世界人口和经济的飞速发展，地球上的水资源呈现出日益匮乏的趋势，水资源危机成为制约社会发展进步的重要因素。目前地球上可直接使用的淡水资源仅占所有水资源的0.77％，而地球上的海水资源非常丰富，海洋占地球总面积的75％以上，因此对海水进行淡化处理以得到日常生活所需的淡水资源具有重要的意义。

目前，常用的海水淡化方法主要有热法和膜法两大类。热法主要是通过传统加热蒸馏的方式对海水进行淡化处理，其过程中能耗较大，环境热效应较严重，逐渐被膜法所取代。在膜法海水淡化中，反渗透是目前技术发展较为成熟、应用最为广泛的膜法水处理技术，但是反渗透过程需要较高的外压、对膜污染较为严重、淡化副产物---浓盐水的排放对环境影响严重等方面制约着反渗透技术的进一步发展。

相对于传统的压力驱动型膜法水处理过程，正渗透膜法水处理技术是近些年开始研究的一种新型膜法水处理技术，过程中主要是利用膜两侧溶液的渗透压差使得水分子从渗透压较低的一侧透过膜扩散到渗透压较高的一侧，其中具有较低渗透压的一侧溶液为原料液，具有较高渗透压的溶液为汲取液。正渗透过程不需要外加压力，对膜的污染较少，过程简单易于实现，因此受到了人们的重视。

但是正渗透膜法水处理技术还不能直接得到淡水，且还需要对稀释的汲取液进行分离，因此尚需提供一种新型的技术对海水进行淡化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低压海水淡化装置，实现在低压下进行海水淡化。

本发明的第一方面，提供一种低压海水淡化装置，包括：

原料液罐，用于盛装需要淡化的原料液；

透过液罐，用于盛装经淡化后得到的淡水；

正渗透膜装置，包括正渗透膜，且在所述正渗透膜的低渗透压侧所述正渗透装置通过第一进液管、第一出液管与所述原料液罐相连；

汲取液罐，用于盛装汲取液，所述汲取液罐在所述正渗透膜的高渗透压侧通过第二进液管、第二出液管与所述正渗透装置相连，使得按所述的原料液和汲取液在所述的正渗透膜的两侧以错流的方式循环流动；

膜蒸馏装置，在膜的一侧通过第三进液管、第三出液管与所述汲取液罐相连，且在所述第三进液管上设置加热器，在膜的另一侧通过第四进液管、第四出液管与所述透过液罐相连，且在所述第四出液管上设置冷凝器，使得所述的汲取液和所述的透过液在膜的两侧以错流的方式循环流动。

根据本发明，所述原料液经第一进液管进入正渗透膜装置，经第一出液管流出正渗透膜装置；

所述汲取液流出所述汲取液罐通过第二出液管进入所述正渗透膜装置，流出正渗透膜装置经第二进液管进入所述汲取液罐；

所述汲取液流出所述汲取液罐通过第三进液管进入所述膜蒸馏装置，流出所述膜蒸馏装置经第三出液管进入所述汲取液罐；

所述透过液经所述第四进液管进入所述膜蒸馏装置，经第四出液管流出所述膜蒸馏装置。

根据本发明，所述需要淡化的原料液为海水或者苦咸水。

根据本发明，所述正渗透膜是用于正渗透过程中的只允许水分子通过而对其它离子均具有较高截留能力的高分子分离膜。

根据本发明，所述汲取液是单一溶质溶液，渗透压大于所述需要淡化的原料液的渗透压。在另一优选例中，所述汲取液指一种渗透压较所需淡化的海水或者苦咸水高的单一溶质溶液，如接近饱和度的高浓度盐溶液(包括钠盐溶液、钾盐溶液、镁盐溶液等盐溶液)、接近饱和度的糖类大分子溶液(包括葡萄糖溶液、蔗糖溶液、乳糖溶液、麦芽糖溶液等)等。在另一优选例中，所述汲取液为接近饱和度的3-5M的KCl盐溶液、3-6M的KBr溶液、3-6M的MgCl2溶液等盐溶液、或3-5M的葡萄糖溶液、3-6M的蔗糖溶液等糖类溶液。

根据本发明，所述正渗透装置为密闭装置，包括两个膜室，位于所述正渗透膜的两侧。

所述两个膜室分别允许原料液、汲取液在其中流动。

根据本发明，所述膜蒸馏装置是用于膜蒸馏过程的、一侧允许所述汲取液循环，一侧允许水于室温下循环的装置。

根据本发明，所述第一进液管上设置泵；和/或

所述第二进液管上设置泵；和/或

所述第三出液管上设置泵；和/或

所述第四进液管上设置泵。