Пристрій для безперервного, послідовного опріснення у замкненому контурі та спосіб такого опріснення

1. Пристрій для безперервного, послідовного опріснення водного розчину солей зворотним осмосом у замкненому контурі без застосування контейнерів, який має: принаймні один замкнений блок (100, 200) з одним опріснювальним модулем (10), який має один або більше мембранних елементів (12), впускний отвір (14), випускний отвір (16) для пермеату і випускний отвір (18) для концентрату або два чи більше опріснювальних модулів (10), що мають відповідні впускні отвори (14) і випускні отвори (16, 18), з'єднані паралельно, і циркуляційний трубопровід (28) для концентрату, що з'єднує випускний отвір (18) для концентрату із впускним отвором (14) зазначеного опріснювального модуля (10) або - випускні отвори (18) для концентрату із впускними отворами (14) зазначених двох чи більше опріснювальних модулів (10); трубопровід (20, 220) для подавання призначеного для опріснення свіжого водного розчину солей в принаймні один замкнений блок (100, 200) по впускному каналу (22); принаймні один нагнітальний пристрій (24) в трубопроводі (20) для втискування призначеного для опріснення свіжого водного розчину солей в принаймні один замкнений блок (100, 200) і створення достатнього протитиску в замкненому блоці (100, 200) для уможливлення опріснення зворотним осмосом і заміни випущеного пермеату свіжим розчином; 2 (19) 1 3 тиском в процесі опріснення, яку підтримують вище мінімального наперед визначеного рівня. 4. Пристрій за будь-яким із попередніх пунктів, в якому зазначений засіб для контролю перебігу опріснення застосовують для контролю потоку свіжого розчину солі у воді у замкнений блок і/або потоку пермеату із замкненого контуру. 5. Пристрій за будь-яким із попередніх пунктів, в якому зазначений засіб для контролю перебігу опріснення є пристрій для контролю концентрації і/або пристрій для контролю електропровідності. 6. Пристрій за будь-яким із попередніх пунктів, в якому зазначені модулі згруповано у паралельні батареї, причому кожна з паралельних батарей має множину модулів. 7. Пристрій за будь-яким із попередніх пунктів, в якому зазначений нагнітальний пристрій має один нагнітальний насос або два чи більше нагнітальних насосів, включених паралельно або послідовно. 8. Пристрій за будь-яким із попередніх пунктів, в якому зазначена циркуляційна система має один або більше циркуляційних насосів. 9. Пристрій за будь-яким із попередніх пунктів, в якому водний розчин солей походить або є будьчим з наступного: джерела питної води; джерела солоної води; джерела забрудненої води; джерела солоної та забрудненої води; джерела очищених стоків води комунального господарства; джерела очищених стоків води промислового виробництва; очищені стоки води від градирень систем охолодження централізованих кондиціонерів; пермеати з високим вмістом бору після опріснення морської води зворотним осмосом; або джерела солонуватої води із загальною солоністю до 8000 млн-1. 10. Пристрій за п. 1, який має більш як один замкнений блок (100, 200), об'єднаний з іншими блоками спільним пристроєм (224) для подачі під тиском свіжого розчину, спільним трубопроводом (220) для подавання свіжого водного розчину солей та спільними відвідними трубопроводами (232, 230) відповідно для збирання пермеату і для виведення не придатної для знесолення ропи, що дозволяє створення повнопрофільної установки на модульному принципі з великою продуктивністю опріснення. 11. Спосіб безперервного, послідовного опріснення водного розчину солей зворотним осмосом із застосуванням щонайменше одного замкненого контуру без контейнерів, що має один опріснювальний модуль або два чи більше опріснювальних модулів, що мають відповідні впускні і випускні отвори, з'єднані паралельно, який полягає в тому, що постійно подають свіжий водний розчин солей у зазначений принаймні один замкнений контур під тиском, достатнім для ефективного опріснення зворотним осмосом та заміни випущеного пермеа 91022 4 ту свіжим водним розчином солей у принаймні одному замкненому контурі; рециркулюють під тиском концентрат за допомогою принаймні однієї циркуляційної системи від випускних до впускних отворів зазначених одного або двох чи більше опріснювальних модулів після змішування із зазначеним свіжим водним розчином солей під тиском; постійно збирають пермеат від зазначеного одного або двох чи більше опріснювальних модулів; контролюють перебіг опріснення у зазначеному принаймні одному замкненому контурі; після виявлення бажаного ступеня очищення у зазначеному замкненому контурі, відводять під тиском потік концентрату із зазначеного замкненого контуру, доки концентрат в контурі не буде по суті повністю замінено свіжим водним розчином солей; і після виявлення, що концентрат було замінено свіжим водним розчином солей, перемикають в режим рециркуляції концентрату, в якому концентрат під тиском повністю рециркулюють від випускних до впускних отворів опріснювальних модулів і випущений пермеат заміняють свіжим водним розчином солей під тиском; через що процес опріснення відбувається в режимі рециркуляції концентрату, в якому тільки випущений пермеат заміняють свіжим водним розчином солей в той час, як концентрат в замкненому контурі рециркулюють під тиском з короткими інтервалами на роботу в режимі випуску концентрату, в якому концентрат під тиском в замкненому контурі заміняють свіжим водним розчином солей під тиском. 12. Спосіб за п. 11, в якому в режимі рециркуляції концентрату підтримують постійний випуск пермеату під змінним тиском. 13. Спосіб за п. 11, в якому в режимі рециркуляції концентрату підтримують змінний випуск пермеату під постійним тиском. 14. Спосіб за п. 11, в якому водний розчин солей походить або є будь-чим із наступного: джерела питної води; джерела солоної води; джерела забрудненої води; джерела солоної та забрудненої води; джерела очищених стоків води комунального господарства; джерела очищених стоків води промислового виробництва; очищені стоки води від градирень систем охолодження централізованих кондиціонерів; пермеати з високим вмістом бору після опріснення морської води зворотним осмосом; або джерела солонуватої води із загальною солоністю до 8000 млн-1. 15. Спосіб за п. 11, в якому два чи більше замкнених контурів об'єднують спільним пристроєм для подачі під тиском свіжого розчину і спільними відвідними трубопроводами відповідно для збирання пермеату і для виведення не придатної для знесолення ропи. 5 Винахід стосується способу і пристрою без застосування контейнерів для безперервного, послідовного опріснення у замкненому контурі водних розчинів солей з допомогою зворотного осмосу (ЗО). Звичайний зворотний осмос (ЗО) застосовують з допомогою гідродинамічних методів поршневого режиму потоку, в яких потік для опріснення розділяють під тиском безперервно на пермеат і ропу. Іншу концепцію гідростатичного опріснення у замкненому контурі вперше було описано наприкінці вісімдесятих років Сузом і співробітниками у патенті США № 4 983 301 і Барттом у патенті США №4 814 086 з наголосом на збереження енергії. Згідно з концепцією Опріснення у Замкненому Контурі (ОЗК) розчин під тиском рециркулюють під гідростатичним тиском до бажаного ступеня опріснення, а потім ропу замінюють свіжим розчином і періодичний процес повторюють. У вищезгаданих патентах має місце поперемінне з'єднання двох посудин у замкнений контур для забезпечення безперервного процесу опріснення. Принциповим недоліком такого способу є наявність "двох посудин відносно великої ємності". Суз та співробітники запропонували видаляти "чужорідні матеріали" з допомогою фільтраційного обладнання, і тому застосовувати ЗО, а також фільтрацію суспензії частинок з розчинів і рідин. Під час опріснення або фільтрації у замкненому контурі відбувається сильне розбавлення під час рециркуляції, а тому полегшує досягнення високого ступеня опріснення за відносно помірних умов. У нещодавно поданій заявці WO 2005/016830 описано пристрій для безперервного ОЗК з одним контейнером. Ця заявка стосується нового пристрою і способу для безперервного опріснення водного розчину солі в замкненому контурі з допомогою безперервного, послідовного процесу без застосування контейнерів. Згідно з винаходом запропоновано пристрій і спосіб для безперервного опріснення водного розчину солі або солонуватої води у замкненому контурі, в яких концентрат рециркулюють циркуляційним пристроєм крізь паралельно встановлені модулі, утворені одним або більше напівпроникних ЗО мембранних елементів; пристрій для подачі під тиском розчину у замкнений контур для заміни відведеного пермеату і систему вентилів для відведення ропи із замкненого контуру при досягненні бажаного ступеня опріснення без зупинки процесу опріснення. Пристрій і спосіб за винаходом для безперервного, послідовного опріснення можуть бути реалізовані або при постійному тиску на змінний потік пермеату, або при змінному тиску на постійний потік пермеату, що призводить до фіксованого корисного тиску продавлювання (КТП). КТП, або різницю між прикладеним тиском і осмотичним тиском, на кожній стадії під час роботи пристрою за винаходом регулюють на рівні вище наперед визначеної мінімальної величини. Пристрій і спосіб за винаходом може бути реалізовано у модульній формі з центральною подачею розчину під тиском і одночасною подачею до більш як одного модульного блока. Модульна фо 91022 6 рма пристрою може бути застосована в опріснювальних установках будь-якої продуктивності. Пристрій і спосіб за винаходом можуть включати покупні компоненти і частини, які працюють без перевищення їх технічних параметрів. Пристрій і спосіб за винаходом мають просту і недорогу структуру з відносно невеликою кількістю силових компонентів, зменшеною кількістю мембранних елементів і невеликими енергетичними потребами без будь-якої потреби рекуперації електроенергії. Спосіб за винаходом може бути особливо привабливим для високого ступеня опріснення (приблизно 75-95%) низько концентрованої солонуватої води і таким чином може забезпечити просте, недороге, ефективне часткове видалення бору з пермеатів після опріснення морської води зворотним осмосом до прийнятного рівня (приблизно