[0020] 图1～图2给出了一种热源塔防冻溶液的精馏再生装置。
[0021] 包括工作子系统和再生子系统；工作子系统包括热源塔热泵系统和第二调节阀9构成的循环回路。再生子系统包括防冻液循环系统和汲取液循环系统；防冻液循环系统和汲取液循环系统之间通过正渗透装置8相互耦合。工作子系统中使用防冻溶液，在循环的过程中，不断地吸收空气中的水汽后，浓度不断地降低；而一旦浓度过低后，就启动防冻液循环系统和汲取液循环系统，低浓度的防冻溶液通过防冻液循环系统和汲取液循环系统配合使用后，使得防冻溶液的浓度恢复。
[0022] 工作子系统和防冻液循环系统中使用的防冻溶液为有机物水溶液或无机物水溶液；有机物水溶液或无机物水溶液中的水为低沸点组分；汲取液循环系统中使用的汲取溶液选用与水完全互溶的有机物水溶液；与水完全互溶的有机物水溶液中的水为高沸点组分。
[0023] 防冻溶液可选用有机物水溶液（如乙二醇溶液）或无机物水溶液（如氯化钙溶液），其中水为低沸点组分。汲取溶液选用与水完全互溶的有机物水溶液（如丙酮-水溶液），其中水为高沸点组分。正渗透装置8内防冻液入口和防冻液出口以及汲取液入口和汲取液出口之间通过半透膜隔离；半透膜选择性地通过水分，并对防冻溶液和汲取溶液中的其余组分有很高的截留作用。热源塔热泵系统主要由热源塔、热泵系统两部分组成。精馏器塔顶内置回流冷却管道，塔底内置再沸加热管道。加热器7和精馏器12的热源宜采用40℃～55℃范围内低品位热源，如太阳能、废热源或热泵系统自身供热源。
[0024] 实施例1、以下所述为开式防冻液循环系统1a的具体结构特征。
[0025] 工作子系统包括开式防冻液循环系统1a和第二调节阀9构成的循环回路。
[0026] 防冻液循环系统包括第一调节阀2、防冻液增压泵3、过滤器4、第一溶液换热器5、第二溶液换热器6以及加热器7；开式防冻液循环系统1a的溶液出口通过第一调节阀2与防冻液增压泵3相连接，防冻液增压泵3通过过滤器4与第一溶液换热器5的低温液体管道一端相连接，第一溶液换热器5的低温液体管道另外一端与第二溶液换热器6的低温液体管道的一端相连接，第二溶液换热器6的低温液体管道的另外一端与加热器7加热管道的一端相连接，加热器7加热管道的另外一端与正渗透装置8防冻液入口相互连接；正渗透装置8的防冻液出口与第一溶液换热器5的高温液体管道一端相连接，第一溶液换热器5的高温液体管道另外一端与热源塔热泵系统和第二调节阀9构成的循环回路相连通。
[0027] 汲取液循环系统包括第三调节阀10、第三溶液换热器11、精馏器12、冷凝器13、塔顶增压泵14、汲取溶液增压泵15以及冷凝水泵16；正渗透装置8的汲取液出口分为两路：一路通过第三调节阀10和第三溶液换热器11的低温液体管道后与精馏器12的汲取液入口相互连接；另外一路与塔顶增压泵14的出口相连。精馏器12的塔顶蒸汽出口依次通过冷凝器13的冷凝管道和塔顶增压泵14后与正渗透装置8的汲取溶液出口相连接（如上所述，另外一路与塔顶增压泵14的出口相连）；精馏器12的塔底出水口依次通过冷凝水泵16、第三溶液换热器11的高温液体管道和第二溶液换热器6的高温液体管道后设置出水口，通过出水口排出精馏器12的出水。塔顶增压泵14的出口通过汲取溶液增压泵15与正渗透装置8的汲取液进口连接。
[0028] 冷凝器13的冷却管道一端与热源塔热泵系统和第二调节阀9构成的循环回路相连接；冷凝器13冷却管道的另外一端通过第四调节阀17与开式防冻液循环系统1a的溶液出口相连接；精馏器12内的塔顶冷却管道一端与开式防冻液循环系统1a和第二调节阀9构成的循环回路相连接；精馏器12内的塔顶冷却管道的另外一端通过第四调节阀17与开式防冻液循环系统1a的溶液出口相连接。
[0029] 具体的使用的时候，步骤如下：
[0030] 1、当开式防冻液循环系统1a的防冻溶液出口流出的防冻溶液浓度在设定上限和下限之间时，系统处于工作模式，第二调节阀9打开，第一调节阀2和第四调节阀17完全关闭，即工作子系统运行，再生子系统关闭。此时防冻溶液从防冻溶液出口流出后再通过第二调节阀9又流回开式防冻液循环系统1a的防冻溶液进口，与空气进行热质交换。经过反复不断循环，防冻溶液出口流出的防冻溶液浓度将不断变稀。
[0031] 2、当开式防冻液循环系统1a的防冻溶液出口流出的防冻溶液浓度低于设定下限时，系统处于工作再生模式，第一调节阀2和第四调节阀17打开，即工作子系统和再生子系统都同时开启。
[0032] 2.1此时从开式防冻液循环系统1a的防冻溶液出口流出的防冻溶液分为三路：
[0033] 2.1.1第一路：
[0034] 直接通过第二调节阀9被旁通；
[0035] 2.1.2第二路：
[0036] 通过第一调节阀2，被防冻溶液增压泵3加压，然后经过滤器4过滤后达到正渗透装置8要求的进口水质，再进入第一溶液换热器5的低温液体管道，吸收高温液体管道内防冻溶液所释放的热量后，温度升高，再进入第二溶液换热器6的低温液体管道，吸收高温液体管道内水所释放的热量后，温度进一步升高，再进入加热器7的加热管道，吸收外部低品位热源提供的热量后，温度进一步升高到0℃以上（如5℃），再通过防冻溶液进口流入正渗透装置8，在溶液渗透压的作用下，防冻溶液中的水分通过半透膜进入另一侧的汲取溶液，防冻溶液的浓度变大，再从防冻溶液出口流出，经过第一溶液换热器5的高温液体管道后，进入开式防冻液循环系统1a和第二调节阀9构成的循环回路内，与该循环回路内的防冻溶液相互混合；
[0037] 2.1.3第三路：
[0038] 经过第四调节阀17再次分为两路：
[0039] 第一路进入精馏器12的塔顶冷却管道后（将一部分塔顶蒸汽冷凝为液态回流后，温度升高；步骤2.5），与开式防冻液循环系统1a和第二调节阀9构成的循环回路内的防冻溶液混合；
[0040] 第二路进入冷凝器13的冷却管道后（吸收冷凝管道中低沸点蒸汽所释放的冷凝潜热后，温度升高，然后再与从精馏器12的塔顶冷却管道流出的防冻溶液混合，最后再与开式防冻液循环系统1a和第二调节阀9构成的循环回路内的防冻溶液相互混合，如步骤2.6）；与开式防冻液循环系统1a和第二调节阀9构成的循环回路内的防冻溶液流混合；
[0041] 2.2开式防冻液循环系统1a和第二调节阀9构成的循环回路内的防冻溶液流入开式防冻液循环系统1a，与空气进行热质交换。
[0042] 2.3浓汲取溶液从正渗透装置8的汲取溶液进口进入正渗透装置8，在溶液渗透压的作用下，吸收防冻溶液中的水分，浓度变小，成为稀汲取溶液，再从汲取溶液出口流出。
[0043] 2.4从正渗透装置8的汲取溶液出口流出的稀汲取溶液分为两路：
[0044] 第一路：
[0045] 经过第三调节阀10降压到精馏器12的工作压力，然后进入第三溶液换热器11的低温液体管道（吸收高温液体管道中的高纯度水所释放的热量，温度升高到饱和液体温度；步骤2.8）后从汲取溶液进口进入精馏器12；
[0046] 第二路：
[0047] 与通过塔顶增压泵14流出的高纯度低沸点液体混合，浓度升高，重新成为浓汲取溶液。
[0048] 2.5、稀汲取溶液进入精馏器12后，通过热质交换，高纯度水汇集在塔底，高纯度低沸点蒸汽汇集在塔顶。
[0049] 一部分塔顶低沸点蒸汽将热量释放给内置在塔顶的冷管管道内的防冻溶液后，变成塔顶回流液体。
[0050] 外部热源进入精馏器12塔底的再沸加热管道，将一部分塔底高纯度水加热为塔底回流蒸汽。
[0051] 最后，高纯度低沸点蒸汽从塔顶蒸汽出口流出，高纯度水从塔底出水口流出。
[0052] 2.6从精馏器12的蒸汽出口流出的高纯度低沸点蒸汽流入冷凝器13的冷凝管道，将热量释放给冷却管道中的防冻溶液后，温度降低相变为成为高纯度低沸点液体，然后通过塔顶增压泵14加压到常压（步骤2.1.3中的第二路防冻溶液）；
[0053] 2.7通过塔顶增压泵14的浓汲取溶液被汲取溶液增压泵15加压后再从汲取溶液进口进入正渗透装置8，循环到步骤2.3。
[0054] 2.8从精馏器12的出水口流出的高纯度水被冷凝水泵16加压到常压后依次通过第三溶液换热器11的高温液体管道以及第二溶液换热器6的高温液体管道后排出；
[0055] 此时，通过第三溶液换热器11的高温液体管道以及第二溶液换热器6的高温液体管道，将热量释放给相应的低温液体管道内的防冻溶液（步骤2.4的第一路）。
[0056] 2.9在工作再生模式下，从再生子系统排出的水量大于开式防冻液循环系统1a从空气中所吸收的水量，经过不断反复循环，溶液浓度将不断变浓。
[0057] 3、当开式防冻液循环系统1a的防冻溶液出口流出的防冻溶液浓度高于设定上限时，系统重新回到工作模式，工作子系统运行，再生子系统关闭。
[0058] 实施例2、以下所述为闭式防冻液循环系统1b的具体结构特征。
[0059] 工作子系统包括闭式防冻液循环系统1b和第二调节阀9构成的循环回路。
[0060] 防冻液循环系统包括第一调节阀2、防冻液增压泵3、过滤器4、第一溶液换热器5、第二溶液换热器6以及加热器7；闭式防冻液循环系统1b的溶液出口通过第一调节阀2与防冻液增压泵3相连接，防冻液增压泵3通过过滤器4与第一溶液换热器5的低温液体管道一端相连接，第一溶液换热器5的低温液体管道另外一端与第二溶液换热器6的低温液体管道的一端相连接，第二溶液换热器6的低温液体管道的另外一端与加热器7加热管道的一端相连接，加热器7加热管道的另外一端与正渗透装置8防冻液入口相互连接；正渗透装置8的防冻液出口与第一溶液换热器5的高温液体管道一端相连接，第一溶液换热器5的高温液体管道另外一端与热源塔热泵系统和第二调节阀9构成的循环回路相连通。
[0061] 汲取液循环系统包括第三调节阀10、第三溶液换热器11、精馏器12、冷凝器13、塔顶增压泵14、汲取溶液增压泵15以及冷凝水泵16；正渗透装置8的汲取液出口分为两路：一路通过第三调节阀10和第三溶液换热器11的低温液体管道后与精馏器12的汲取液入口相互连接；另外一路与塔顶增压泵14的出口相连。精馏器12的塔顶蒸汽出口依次通过冷凝器13的冷凝管道、塔顶增压泵14和正渗透装置8的汲取溶液出口连接；精馏器12的塔底出水口依次通过冷凝水泵16、第三溶液换热器11的高温液体管道和第二溶液换热器6的高温液体管道后设置出水口，通过出水口排出精馏器12的出水。塔顶增压泵14的出口通过汲取溶液增压泵15与正渗透装置8的汲取液进口相连接。
[0062] 冷凝器13冷却管道的一端通过第四调节阀17与热源塔热泵系统的循环溶液出口相连接；冷凝器13的冷却管道另外一端与热源塔热泵系统的循环溶液进口相连接；精馏器12内的塔顶冷却管道的一端通过第四调节阀17与热源塔热泵系统的循环溶液出口相连接；
精馏器12内的塔顶冷却管道的另外一端与热源塔热泵系统的循环溶液进口相连接。
[0063] 具体的使用的时候，步骤如下：
[0064] 1、当闭式防冻液循环系统1b的防冻溶液出口流出的防冻溶液浓度在设定上限和下限之间时，系统处于工作模式，第二调节阀9打开，第一调节阀2和第四调节阀17完全关闭，即工作子系统运行，再生子系统关闭。此时防冻溶液从防冻溶液出口流出后再通过第二调节阀9又流回闭式防冻液循环系统1b的防冻溶液进口，与空气进行热质交换。经过反复不断循环，防冻溶液出口流出的防冻溶液浓度将不断变稀。
[0065] 2、当闭式防冻液循环系统1b的防冻溶液出口流出的防冻溶液浓度低于设定下限时，系统处于工作再生模式，第一调节阀2和第四调节阀17打开，即工作子系统和再生子系统都同时开启。
[0066] 2.1此时从闭式防冻液循环系统1b的防冻溶液出口流出的防冻溶液分为两路：
[0067] 2.1.1第一路：
[0068] 直接通过第二调节阀9被旁通；
[0069] 2.1.2第二路：
[0070] 通过第一调节阀2，被防冻溶液增压泵3加压，然后经过滤器4过滤后达到正渗透装置8要求的进口水质，再进入第一溶液换热器5的低温液体管道，吸收高温液体管道内防冻溶液所释放的热量后，温度升高，再进入第二溶液换热器6的低温液体管道（是否应该是低温液体管道），吸收高温液体管道内水所释放的热量后，温度进一步升高，再进入加热器7的加热管道，吸收外部低品位热源提供的热量后，温度进一步升高到0℃以上（如5℃），再通过防冻溶液进口流入正渗透装置8，在溶液渗透压的作用下，防冻溶液中的水分通过半透膜进入另一侧的汲取溶液，防冻溶液的浓度变大，再从防冻溶液出口流出，经过第一溶液换热器5的高温液体管道后，进入闭式防冻液循环系统1b和第二调节阀9构成的循环回路内，与该循环回路内的防冻溶液相互混合；
[0071] 2.2闭式防冻液循环系统1b和第二调节阀9构成的循环回路内的防冻溶液流入闭式防冻液循环系统1b，与空气进行热质交换。
[0072] 2.3浓汲取溶液从正渗透装置8的汲取溶液进口进入正渗透装置8，在溶液渗透压的作用下，吸收防冻溶液中的水分，浓度变小，成为稀汲取溶液，再从汲取溶液出口流出。
[0073] 2.4从正渗透装置8的汲取溶液出口流出的稀汲取溶液分为两路：
[0074] 第一路：
[0075] 经过第三调节阀10降压到精馏器12的工作压力，然后进入第三溶液换热器11的低温液体管道（吸收高温液体管道中的高纯度水所释放的热量，温度升高到饱和液体温度；步骤2.8）后从汲取溶液进口进入精馏器12；
[0076] 第二路：
[0077] 与通过塔顶增压泵14流出的高纯度低沸点液体混合，浓度升高，重新成为浓汲取溶液。
[0078] 2.5、稀汲取溶液进入精馏器12后，通过热质交换，高纯度水汇集在塔底，高纯度低沸点蒸汽汇集在塔顶。
[0079] 一部分塔顶低沸点蒸汽将热量释放给内置在塔顶的冷管管道内的循环溶液（步骤2.1.3中的第一路循环溶液）后，变成塔顶回流液体。
[0080] 外部热源进入精馏器12塔底的再沸加热管道，将一部分塔底高纯度水加热为塔底回流蒸汽。
[0081] 最后，高纯度低沸点蒸汽从塔顶蒸汽出口流出，高纯度水从塔底出水口流出。
[0082] 2.6从精馏器12的蒸汽出口流出的高纯度低沸点蒸汽流入冷凝器13的冷凝管道，将热量释放给冷却管道中的循环溶液后，温度降低相变为成为高纯度低沸点液体，然后通过塔顶增压泵14加压到常压（步骤2.9中的第二路循环溶液）；
[0083] 2.7通过塔顶增压泵14的浓汲取溶液被汲取溶液增压泵15加压后再从汲取溶液进口进入正渗透装置8，循环到步骤2.3。
[0084] 2.8从精馏器12的出水口流出的高纯度水被冷凝水泵16加压到常压后依次通过第三溶液换热器11的高温液体管道以及第二溶液换热器6的高温液体管道后排出；
[0085] 此时，通过第三溶液换热器11的高温液体管道以及第二溶液换热器6的高温液体管道将热量释放给相应的低温液体管道内的防冻溶液（步骤2.4的第一路）。
[0086] 2.9从闭式热源塔热泵1b的循环溶液出口流出循环溶液经过第四调节阀17后分为两路：
[0087] 第一路进入精馏器12的塔顶冷却管道后（将一部分塔顶蒸汽冷凝为液态回流后，温度升高；步骤2.5），再返回闭式热源塔热泵1b的循环溶液进口；
[0088] 第二路进入冷凝器13的冷却管道后（吸收冷凝管道中低沸点蒸汽所释放的冷凝潜热后，温度升高，然后再与从精馏器12的塔顶冷却管道流出的循环溶液混合，如步骤2.6）；最后返回闭式防冻液循环系统1b的循环溶液进口；
[0089] 2.10在工作再生模式下，从再生子系统排出的水量大于闭式防冻液循环系统1b从空气中所吸收的水量，经过不断反复循环，溶液浓度将不断变浓。
[0090] 3、当闭式防冻液循环系统1b的防冻溶液出口流出的防冻溶液浓度高于设定上限时，系统重新回到工作模式，工作子系统运行，再生子系统关闭。
[0091] 实施实例1的计算参数见表1（针对热源塔热泵系统从空气中吸收的1kg水蒸汽），系统处于工作再生模式，设计条件为：环境温度5℃，正渗透温度为5℃，防冻溶液采用氯化钙溶液，汲取溶液采用丙酮-水溶液，防冻溶液的冰点为-10℃～-12.5℃，热源塔吸热潜热比为20%，脱水倍率为1.5，防冻溶液设定质量浓度范围为18%～20%，汲取溶液的进/出口质量浓度为49.4%/39.4%，正渗透时可产生7Mpa的渗透压差。发生器换热温差为5℃，冷凝温度为-3℃。计算得到的防冻溶液总平均循环倍率为633，进入正渗透装置的防冻溶液的平均循环倍率为5.06，稀汲取溶液循环倍率为5.71，进精馏器的稀汲取溶液循环倍率为2.39，精馏器压力为7851pa，精馏器所需热源温度为46.3℃，精馏器冷凝温度为-3℃，精馏器耗热量为615.2kJ/kg，加热器耗热量为8.7kJ/kg，防冻溶液增压泵耗功3.86kJ/kg，汲取溶液增压泵耗功为3.27kJ/kg，塔顶增压泵耗功为0.08kJ/kg，冷凝水泵耗功为0.14kJ/kg，系统最小脱水理论功耗为12.6kJ/kg（把1kg水从大量18%的防冻溶液中分离所需的最小功），实际消耗热火用为80.7kJ/kg，消耗的电能为7.35kJ/kg，因此总火用效为14.3%，再生热效率为400%（再生热效率定义为蒸发1kg水所需热量与实际分离1kg水所需热量之比）。可见与常规的沸腾再生式系统相比，本发明利用单效精馏再生就实现了多效蒸发再生的效果，简化了系统结构，分离单位质量的水分所需的热量只相当于常规单效沸腾再生所需热量的1/4，另外防冻溶液和进入精馏器的稀汲取溶液的循环倍率更小，减小了加热量。
[0092] 由此可见，本发明与现有技术相比，再生热效率高，系统简单，具有更好的技术经济价值，有效实现了本发明的初衷。
[0093] 以上实施实例中，可综合考虑具体的使用条件与要求、技术经济性能等因素合理确定系统的设计参数，以兼顾系统的适用性和经济性。
[0094] 表1实施实例1的热力计算结果（针对1kg冷凝器出口液体工质R134a）[0095]
[0096]
[0097]
[0098] 最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
