[发明专利]反渗透深度浓缩装置及方法

说明书

本发明提供一种反渗透深度浓缩装置：包括反渗透器和纯水反渗透器；稀溶液进口与反渗透器中的浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液进口连接；浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液出口分为两路，一路连接浓溶液出口，另外一路连接淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液进口；所述淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液出口连接纯水反渗透器的纯水反渗透器溶液进口，纯水反渗透器的纯水反渗透器溶液出口与反渗透器浓溶液进口连接。本发明还提供一种反渗透深度浓缩方法，相比热浓缩法，不需要消耗热能，用电能即可实现浓缩，适用场合广；本发明相比一般的反渗透浓缩装置，可以一次性地将低浓度溶液浓缩位半透膜极限渗透压之上的高浓度溶液。

技术领域

本发明涉及膜分离技术的领域，具体是一种反渗透深度浓缩装置及方法。

背景技术

反渗透是一种高效的溶液浓缩技术，其主要原理是在半透膜两侧分别设置浓溶液和稀溶液(一般为水)，对浓溶液侧加压并使得该压力高于半透膜两侧的溶液渗透压差，从而驱使浓溶液中的水分透过半透膜进入稀溶液侧，实现浓溶液脱水和浓缩。

在实际使用中由于半透膜存在耐压极限(通常在10Mpa以下)，采用反渗透技术难以将溶液从低浓度一次性浓缩到超过耐压极限的渗透压所对应的浓度之上，比如将溶液从5mpa 渗透压浓缩到40Mpa渗透压，因此当前的防渗透技术只适合于将溶液一次性浓缩到10Mpa 以下的渗透压。如果要利用反渗透技术对溶液进行10Mpa以上渗透压的深度浓缩，目前已知的技术方案只有采用多级反渗透，即将溶液进行接力式的浓缩，比如先用一个单级反渗透装置将溶液从5Mpa浓缩到10Mpa，然后将10Mpa溶液引入一个两级反渗透装置，将溶液从 10Mpa浓缩到20Mpa，再将20Mpa溶液引入一个三级反渗透装置，将溶液从20Mpa浓缩到30Mpa，以此类推，随着溶液浓度增加，需要引入的反渗透装置数量越多，且装置级数也越大，造成系统庞杂，操作环节多，效率低下，因此目前对于超过耐压极限的深度浓缩一般都不采用反渗透分离，而代之以采用传统的热浓缩法，比如通过真空蒸馏或直接接触蒸发等方式来完成，前者在真空状态下完成浓缩，后者在常压状态下完成浓缩。热浓缩法虽然可以一次性地对溶液进行深度浓缩，但其浓缩过程要消耗大量热能，而且在缺乏低品位热源的场合并不适用，反之，反渗透分离技术只需要消耗电能，适用场合广泛，但是却不能一次性地进行超过半透膜耐压极限的深度浓缩。

因此，需要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效的反渗透深度浓缩装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种反渗透深度浓缩装置：包括反渗透器和纯水反渗透器；

稀溶液进口与反渗透器中的浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液进口连接；浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液出口分为两路，一路连接浓溶液出口，另外一路连接淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液进口；

所述淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液出口连接纯水反渗透器的纯水反渗透器溶液进口，纯水反渗透器的纯水反渗透器溶液出口与反渗透器浓溶液进口连接。

作为对本发明反渗透深度浓缩装置的改进：还包括反渗透器液体涡轮、纯水反渗透器液体涡轮、稀溶液高压泵、纯水反渗透器高压泵和回液泵；

稀溶液进口连接稀溶液高压泵后与反渗透器中的浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液进口连接，然后通过反渗透器浓溶液进口连接反渗透器的浓侧溶液通道；

所述浓侧溶液通道的反渗透器浓溶液出口连接反渗透器液体涡轮后分为两路，一路连接浓溶液出口，另外一路连接回液泵后连接淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液进口；

所述淡侧溶液通道的反渗透器稀溶液出口连接纯水反渗透器高压泵后连接纯水反渗透器的纯水反渗透器溶液进口，纯水反渗透器的纯水反渗透器溶液出口连接纯水反渗透器液体涡轮后与反渗透器浓溶液进口连接，纯水反渗透器的纯水反渗透器纯水出口与外部连接。