利用餘壓的太陽能變頻反滲透水處理設備的製作方法

2023-06-18 03:31:11 2

專利名稱：利用餘壓的太陽能變頻反滲透水處理設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種反滲透水處理設備，具體說是一種節能型反滲透水處理設備。
背景技術：
反滲透作為一項先進的水處理技術，廣泛應用於海水淡化、鍋爐補給水的軟化脫鹽以及醫藥純化水和飲用瓶裝水的生產和汙廢水的處理。目前反滲透系統中高壓水泵的運行壓力較高，能耗比較高。中國發明專利(公開號CN101318724)公開了一種太陽能輔助反滲透水處理技術，其特徵在於在反滲透前增設太陽能和電加熱裝置，提高反滲透進水溫度，在不減少產水量的條件下降低反滲透運行壓力。中國發明專利(公開號CN2821870)公布了一種聚光式太陽能轉換電能熱能裝置，其特徵在於將太陽電池組件和太陽能集熱器結合，且太陽電池組件作為集熱器的吸熱體，同時將太陽能轉化為電能和熱能，提高反滲透進水溫度，並直接驅動汽輪泵，以提供反滲透組件的進水流量和壓力。PLC自問世以來，發展異常迅猛。變頻調速技術是一種新型的、成熟的交流電機無級調速驅動技術，它以其獨特的控制性被廣泛應用在速度控制領域。將PLC與變頻器結合可大大優化傳統的供水系統。餘壓能量回收技術就是有效降低高壓泵能耗的方法之一。該技術利用濃水的餘壓能來增壓進料水，系統總能耗大幅度降低，進而降低產品水的成本。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題在於克服現有技術存在的缺陷，提供一種節能型反滲透水處理設備。該設備可在不減少產水量的條件下降低高壓水泵的運行壓力，達到節能效果。為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案利用餘壓的太陽能變頻反滲透水處理設備，包括聚光式太陽能轉換電能熱能裝置、保溫水箱、增壓泵、HPB液力透平裝置、高壓泵、反滲透膜組件、流量傳感器、PID調節器、變頻控制器、濃水回收池、產水池和逆變器；所述聚光式太陽能轉換電能熱能裝置的出水管與保溫水箱的進水管相連接，所述保溫水箱的出水管與增壓泵進水口相連接，所述增壓泵的出水口與高壓泵進水口相連接，所述高壓泵的出水口與反滲透膜組件進水口相連接，所述反滲透膜組件淨水出水口與產水池相連接；在所述反滲透膜組件的高壓濃水管上安裝有HPB液力透平裝置，高壓濃水衝擊水輪轉動同時帶動同軸的增壓泵轉動，濃水由所述HPB液力透平裝置的出水口排入濃水回收池；在所述反滲透膜組件的淨水水管上安裝流量傳感器，所述流量傳感器的信號通過PID調節器送到變頻控制器，所述變頻控制器發出的控制信號通過導線送到高壓泵控制高壓水泵的轉速。[0010]其中，所述聚光式太陽能轉換電能熱能裝置，在有日照時利用太陽能加熱裝置提高反滲透進水溫度，可在不減少產水量的條件下降低高壓水泵的運行壓力，同時太陽能轉化為電能直接驅動水泵，以提供反滲透組件的進水流量和壓力；而在陰雨天或夜晚等無日照條件下，又通過變頻控制器提高轉速實現高壓水泵運行壓力的提高，保證產水量的穩定。所述增壓泵與HPB液力透平裝置屬同一系統，兩者在同一殼體內工作；所述HPB液力透平裝置中，透平的水輪和泵葉片安裝在同一軸上。本實用新型具有如下優點(I)利用綠色清潔能源充分利用太陽能這種綠色清潔能源，大大降低了治汙運行成本。太陽能電池板有成本低、價格低，弱光性好，在早晚光線弱的情況下，發電效果優於晶矽電池的優點，並且該裝置的熱效率在50%左右，光電光熱總效率可達60%，光電光熱綜合性能效率可達70%。利用太陽能電熱聯用裝置代替給高壓泵系統供電屬技術創新點。·(2)充分利用變頻器控制泵功率提高了工作效率，實現了節能系統能自動控制泵的啟停，不需專人啟動泵及調節閥門開度。因而工作效率大為提高，節約了人力資源成本。並目通過調整頻率來改變泵的轉速，使泵處於最佳運行狀態，實現節能約35 %。(3)充分利用餘壓，降低能耗餘壓能量回收技術就是有效降低高壓泵能耗的方法之一，該技術利用濃鹽水的餘壓能來增壓進料淨水，系統總能耗降低約70%，進而降低產品水的成本。同時排放出的淨水帶有約38°C左右的餘溫，可以節約工業鍋爐水加熱熱量。因此，本實用新型的裝置，其實施的難度較小，不僅可用於新反滲透設備，也可對現有反滲透設備改造，具有廣泛的應用潛力。

圖I是本實用新型處理設備的總體結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型做進一步詳細說明。如圖I所示，一種利用餘壓的太陽能變頻反滲透水處理設備，包括聚光式太陽能轉換電能熱能裝置1，保溫水箱2，增壓泵3，HPB液力透平裝置4，高壓泵5，反滲透膜組件
6、流量傳感器7，PID調節器8，變頻控制器9，濃水回收池10，產水池11，逆變器12 ;聚光式太陽能轉換電能熱能裝置I的出水管與保溫水箱2的進水管相連接，保溫水箱2的出水管與增壓泵3進水口相連接，增壓泵3的出水口與高壓泵5進水口相連接，高壓泵5的出水口與反滲透膜組件6進水口相連接，反滲透膜組件6淨水出水口與產水池11相連接；內循環I :反滲透膜組件6的高壓濃水管上安裝HPB液力透平裝置4，高壓濃水衝擊水輪轉動同時帶動同軸的增壓泵3轉動，濃水由HPB液力透平裝置4的出水口排入濃水回收池10 ;內循環2 :在反滲透膜組件6的淨水水管上安裝流量傳感器7，流量傳感器7的信號通過PID調節器8送到變頻控制器9 ;變頻控制器9發出的控制信號通過導線送到高壓泵5，控制高壓水泵的轉速。其中，反滲透膜組件6中的反滲透膜可採用卷式反滲透膜。[0022]變頻控制器9採用流量控制型當反滲透產水管路上的流量傳感器檢測的流量比控制流量小並且超出設定範圍時，變頻控制器9發出控制信號，提高高壓水泵的轉速，從而提高反滲透的進水壓力，提高產水流量並穩定在控制流量；在聚光式太陽能轉換電能熱能裝置I使反滲透進水溫度增加後，此時反滲透產水管路上的流量傳感器檢測的流量會比控制流量大，當超出設定範圍時，變頻控制器9發出控制信號，降低高壓水泵的轉速，從而降低反滲透的進水壓力，降低產水流量並穩定在控制流量。將HPB液力透平裝置4與增壓泵3做成一個整體，而後和高壓泵5串聯工作，從膜組件流出的高壓濃水由入口噴嘴進入透平部分，低壓進水由入口進入泵部分，高壓濃水衝擊水輪轉動同時帶動同軸的泵旋轉，濃水壓力能經過「壓力能一軸功一壓力能」二次轉化傳遞給進水。鹽水由透平部分出口以較低壓力排出，增壓海水由泵部分出口排出。總的能量傳遞效率為50% — 80%ο本實用新型可在不減少產水量的條件下降低高壓水泵的運行壓力，高壓水泵壓力的降低通過變頻控制器9實現，即通過降低轉速實現壓力降低，達到節能效果。同時利用 HPB液力透平裝置4回收從反滲透裝置流出的高壓濃水的餘壓增壓進料水，降低泵的功率。而在陰雨天或夜晚等無日照條件下，又通過變頻控制器提高轉速實現高壓水泵運行壓力的提聞，保證廣水量的穩定。本實用新型在反滲透系統中增設了聚光式太陽能轉換電能熱能裝置I和高壓水泵的變頻控制裝置及HPB液力透平裝置4，在有日照時利用太陽能加熱裝置提高反滲透進水溫度，並為系統中泵提供電能，減少常規能源的消耗，可直接放大到各類規模的工程上應用。
權利要求1.利用餘壓的太陽能變頻反滲透水處理設備，其特徵在於，包括聚光式太陽能轉換電能熱能裝置(I)、保溫水箱(2)、增壓泵(3)、HPB液力透平裝置(4)、高壓泵(5)、反滲透膜組件(6)、流量傳感器(7)、PID調節器(8)、變頻控制器(9)、濃水回收池(10)、產水池(11)和逆變器(12);所述聚光式太陽能轉換電能熱能裝置(I)的出水管與保溫水箱(2)的進水管相連接，所述保溫水箱(2)的出水管與增壓泵(3)進水口相連接，所述增壓泵(3)的出水口與高壓泵(5)進水口相連接，所述高壓泵(5)的出水口與反滲透膜組件(6)進水口相連接，所述反滲透膜組件(6)淨水出水口與產水池(11)相連接；在所述反滲透膜組件(6)的高壓濃水管上安裝有HPB液力透平裝置(4)，高壓濃水衝擊水輪轉動同時帶動同軸的增壓泵(3)轉動，濃水由所述HPB液力透平裝置(4)的出水口排入濃水回收池(10);在所述反滲透膜組件(6)的淨水水管上安裝流量傳感器(7)，所述流量傳感器(7)的信號通過PID調節器(8)送到變頻控制器(9 )，所述變頻控制器(9 )發出的控制信號通過導線送到高壓泵(5 )控制高壓水泵的轉速。
2.根據權利要求I所述的利用餘壓的太陽能變頻反滲透水處理設備，其特徵是所述增壓泵(3 )與HPB液力透平裝置(4 )在同一殼體內工作；所述HPB液力透平裝置中，透平的水輪和泵葉片安裝在同一軸上。
3.根據權利要求I或2所述的利用餘壓的太陽能變頻反滲透水處理設備，其特徵是所述反滲透膜組件(6)採用卷式反滲透膜。
專利摘要本實用新型公開了一種利用餘壓的太陽能變頻反滲透水處理設備。進水流入該設備後，經過太陽能電熱聯用裝置加熱進入保溫水箱，同時太陽能被轉化為電能儲存為系統供電，然後進水經過高壓泵增壓後進入反滲透裝置，反滲透裝置上連接有回收從其流出的高壓濃水的能量的回收裝置，被利用過的高壓濃水變為低壓濃水排入回收池處理排放，其能量被用於加壓進入高壓泵之前的進水，經過反滲透裝置過的濾淨水流入反滲透產水池，並通過流量傳感器監測淨水的流量反饋調節變頻器，達到節能目的。本實用新型的裝置能減少常規能源的消耗，其實施的難度較小，可直接放大到各類規模的工程上應用。
文檔編號C02F1/44GK202688043SQ201220225658
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月19日 優先權日2012年5月19日
發明者陳思伯, 張顯球, 張翼翔, 吳曉靖, 徐姝慧, 王浩然, 王賢嫻, 鹿琳 申請人:南京師範大學