一種溶液組分分離系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種溶液組分分離系統，尤其涉及一種利用除濕/加濕原理實現溶液組分分離的系統。
【背景技術】
[0002]溶液組分分離，如海水淡化，主要有膜法和熱法，熱法可以采用真空蒸餾方法，利用除濕加濕原理的方法也屬于熱法，但是現有的除濕加濕海水淡化方法，主要有如下缺點，由于采用空氣作為介質且兩股空氣，除濕和加濕空氣需進行換熱，常規的裝置不能處理大風量，兩股風流不易布置，因此其處理能力有限，如海水淡化裝置產淡水能量小;其二，由于兩股空氣，同時還包括溶液原液和冷凝液，換熱裝置溶液產生泄漏，導致溶液原液和冷凝液混合。其三，由于不同溫度的空氣其飽和含濕量和焓值不同，同樣溫差的高溫空氣和低溫空氣的焓差不同，理想傳熱傳質匹配，要求空氣量隨溫度變化，即高溫空氣對應小風量，低溫空氣對應大風量，而現有的除濕加濕原理的海水淡化一般采用固定風量，這樣導致其熱效率大大降低。其四，目前的除濕加濕原理的海水淡化均以熱源為驅動，實際上也可以采用冷源驅動，如采用海水冷源驅動等。其五，環境干燥空氣利用間接蒸發冷卻原理，既可以得到焓值高于環境焓值的空氣，也可以得到焓值低于環境焓值的空氣，完全可以利用環境干燥空氣實現溶液組分的分離，包括海水淡化等，遺憾的是目前尚未有實踐利用干燥空氣實現溶液組分的分離，包括海水淡化等。
【發明內容】
[0003]本實用新型針對上述問題提出了全新的利用除濕/加濕原理實現溶液組分分離的系統。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:一種溶液組分分離系統，系統由第一加濕/除濕裝置、第二加濕/除濕裝置以設置在第一加濕/除濕裝置、第二加濕/除濕裝置之間的第一能量調節裝置組成，第一加濕/除濕裝置和第二加濕/除濕裝置均包括交錯布置的蒸發通道和冷凝通道，蒸發通道和冷凝通道由傳熱壁分開，蒸發通道內有保持溶液SW的載體;第一能量調節裝置的兩端分別與第一加濕/除濕裝置的蒸發通道和第二加濕/除濕裝置的冷凝通道相連通，或分別與第二加濕/除濕裝置的蒸發通道和第一加濕/除濕裝置的冷凝通道相連通。
[0005]進一步地，系統還含有第二能量調節裝置，第二能量調節裝置的兩端分別與第一加濕/除濕裝置的蒸發通道和第二加濕/除濕裝置的冷凝通道相連通，或分別與第二加濕/除濕裝置的蒸發通道和第一加濕/除濕裝置的冷凝通道相連通。
[0006]進一步地，系統由第三加濕/除濕裝置和第一能量調節裝置組成，且第一能量調節裝置為降溫裝置;第三加濕/除濕裝置包括交錯布置的蒸發通道和冷凝通道;蒸發通道和冷凝通道由傳熱壁分開，蒸發通道內有保持溶液SW的載體;第一能量調節裝置的兩端分別與蒸發通道和冷凝通道相連通。
[0007]進一步地，系統還含有第二能量調節裝置，第二能量調節裝置的兩端分別與蒸發通道和冷凝通道相連通。
[0008]進一步地，所述系統還包括溶液流入管道、溶液流出管道、冷凝液收集管道、流道閥片和風機;溶液流入管道和溶液流出管道分別與載體的兩端相連，冷凝液收集管道與冷凝通道底部相連，流道閥片設置在蒸發通道和冷凝通道的開口處，風機與蒸發通道或冷凝通道相連。
[0009]進一步地，所述系統還包括風閥，風機通過風閥與蒸發通道或冷凝通道相連。
[0010]進一步地，所述第一能量調節裝置的一端與部分蒸發通道相連，另一端與部分冷凝通道相連。
[0011]進一步地，所述載體設置在傳熱壁上。
[0012]本實用新型的有益效果在于:具有生產能力大，不容易泄露，熱效率高，既可以利用熱量、又可以利用冷量，還可以利用干燥空氣。是一種簡單、高效、環保、節能、可利用太陽能等再生能源、和低品位熱能的溶液組分分離系統。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的第一種實現方式模式一；
[0014]圖2為本實用新型的第一種實現方式模式二；
[0015]圖3為圖1的側視圖1;
[0016]圖4為圖1的側視圖2;
[0017]圖5為帶本實用新型的第一種實現方式帶有第二能量調節裝置；
[0018]圖6為本實用新型的第二種實現方式模式一；
[0019]圖7為本實用新型的第二種實現方式模式二；
[0020]圖8為本實用新型的第三種實現方式模式一；
[0021]圖9為本實用新型的第三種實現方式模式二；
[0022]圖10為本實用新型的第三種實現方式與蒸發冷卻聯合運行模式一；
[0023]圖11為本實用新型的第三種實現方式與蒸發冷卻聯合運行模式二；
[0024]圖12本實用新型的第四種實現方式；
[0025]圖13為本實用新型的第一種實現方式的變型；
[0026]圖14為圖13的剖面圖；
[0027]圖15為本實用新型第一種切換方式狀態一；
[0028]圖16為本實用新型第一種切換方式狀態二
[0029]圖17為本實用新型第二種切換方式狀態一；
[0030]圖18為本實用新型第二種切換方式狀態二；
[0031]圖19為本實用新型的第一種實現方式(圖1、2)對應的焓濕圖；
[0032]圖20為本實用新型的第二、五種實現方式(圖6、7、23)對應的焓濕圖；
[0033]圖21為本實用新型的第三、六種實現方式(圖8、9、24)對應的焓濕圖；
[0034]圖22為第三種實現方式與蒸發冷卻聯合運行(圖10、11、25)的焓濕圖；
[0035]圖23為本實用新型的第五種實現方式；
[0036]圖24為本實用新型的第六種實現方式；
[0037]圖25為本實用新型的第六種實現方式與蒸發冷卻聯合運行；
[0038]圖中，第一加濕/除濕裝置11、第二加濕/除濕裝置12、第一能量調節裝置13、第二能量調節裝置14、傳熱壁15、風機16、流道閥片17、風閥18、間接蒸發冷卻裝置19、蒸發通道21、冷凝通道22、載體211、膜212、冷凝器43、蒸發器44、壓縮機45、節流裝置46、冷媒管道47。
【具體實施方式】
[0039]本實用新型的典型應用是針對鹽的水溶液，包括海水淡化，和溶液濃縮。對于水溶液，水分蒸發到空氣中，為加濕，水分從空氣中冷凝，為除濕。但本實用新型不僅僅限于水溶液，還包括其它溶液，如乙醇溶液等其他溶液，為了說明方便，其他溶液中的容易蒸發的組分進入到空氣中，也稱為加濕，從空氣中冷凝，也稱為除濕。此外，本實用新型也不僅僅限于空氣，也可以采用其它氣體。
[0040]如圖1、圖2所示，溶液組分分離系統由第一加濕/除濕裝置11、第二加濕/除濕裝置12和第一能量調節裝置13組成，加濕/除濕裝置包括蒸發通道21和冷凝通道22，蒸發通道21和冷凝通道22由可以傳熱的傳熱壁15分開，蒸發通道21內有保持溶液的載體211。
[0041]如圖3、圖4所示，蒸發通道21和冷凝通道22的底部分開，蒸發通道21上部有溶液流入管道，蒸發通道21下部有溶液流出管道，冷凝通道底部有冷凝液收集管道。載體211附于傳熱壁15上，載體211外側有透氣不透液的膜212，如圖3所示。
[0042]圖1中，狀態的I空氣通過第一加濕/除濕裝置11的蒸發通道21被加濕，溶液SW溫度降低，溶液SW中的可揮發組分蒸發進入到空氣中，空氣變為狀態2，狀態2的空氣再經過第一能量調節裝置13，其溫度升高，變為狀態3，狀態3的空氣再經過第二加濕/除濕裝置12的冷凝通道22被除濕，變為狀態4，冷凝通道22中得到冷凝液CW，冷凝熱加熱蒸發通道21中的溶液SW，其溫度升高，狀態4的空氣排出，或者如圖5所示，經過第二能量調節裝置14后返回到第一加濕/除濕裝置11。
[0043]經過一段時間后，空氣流動方向切換到圖2所示的狀態，狀態的I空氣通過第二加濕/除濕裝置12的蒸發通道21被加濕，溶液SW溫度降低，溶液中的可揮發組分蒸發進入到空氣中，空氣變為狀態2，狀態2的空氣再經過第一能量調節裝置13，其溫度升高，變為狀態3，狀態3的空氣再經過第一加濕/除濕裝置11的冷凝通道22被除濕，變為狀態4，冷凝熱加熱蒸發通道21中的溶液SW，其溫度升高，狀態4的空氣排出，或經過第二能量調節裝置14后返回到第二加濕/除濕裝置12。
[0044]圖1、圖2中未顯示風機16，也未顯示流道閥片17。
[0045]圖15、圖16顯示了風機16和流道閥片17，圖15、圖16顯示了流道閥片17的兩種狀態，通過風流反向和流道閥片17狀態變化實現切換，風流反向可通過風機16的正反轉來實現。
[0046]圖1、圖2的切換，可以通過圖15，圖16顯示的方式來實現。也可以通過圖17，圖18的方式實現切換，圖17，圖18中通過風閥18的切換，而不是通過風機16的正反轉實現風量反向。
[0047]圖1，圖2中的第一能量調節裝置13輸入熱量H，包括蒸汽、熱水或者熱的溶液等，蒸汽、熱水或者熱的溶液可以與空氣直接接觸換熱，也可以間接換熱，第一能量調節裝置13使空氣溫度升高的同時，也可以時空氣加濕，蒸汽、熱水或者熱的溶液可以與空氣直接