反渗透海水淡化系统中的能量回收技术及装置研(4)

海水渗透的能量回收系统

实用节能技术

海水以及利用进料海水排放泄压浓盐水的过程,而不需要消耗额外动力。转子在转动过程中靠少量高压海水在套筒中形成的静压系统来润滑。图6给出了使用压力交换器作为能量回收装置的反渗透海水淡化系统流程图

。

显。转子的转速、掺混率、掺混域长度和运动速度

[11]

与高低压总流量之间的关系图见图7,横坐标为高低压流量之和

。

图7　转子转速、掺混率、掺混域运动范围和运动

速度与高低压总流量之间的关系

图6　采用PE的反渗透海水淡化流程图

以制淡率40%计算,即A点进流量为100单

3

位(m/s)海水,从I点生成40单位的淡水,则流程中各点的流量和压力参数见表2

[10]

。

这类装置以美国ERI公司生产的PX装置为典型代表。PX目前主要用于反渗透海水淡化系

[11]

统,回收效率一般可以达到90%以上。

目前,国内许多反渗透海水淡化工厂都采用PX能量回收装置,系统运行稳定,能耗明显降低,取得了很好的经济效益。对于产量规模大的SWRO系统,一般采用多台装置并联使用。如山东荣成市日产10000t海水淡化示范工程,一级反渗透系统由12套PX构成,总能耗为3.54

33

kWh/m,低于5.5kWh/m的国家标准能耗值;中油大连石化分公司的日产5000t的大型反渗透海水淡化工厂,一级反渗透系统由6套

3

PX构成,总能耗低于5.04kWh/m。

[12]

表2　使用PE的反渗透海水淡化系统流程中

各点的流量和压力参数

记录点A

BCDEFGHI

描述

海水总供应量低压进料海水高压进料海水

PE高压海水出口

流量/m3 s-1压力/bar

1002

58.841.258.858.8100606040

2696669696710.3

增压泵出口反渗透膜进口

PE高压浓盐水进口

PE低压浓盐水出口

2　结　语

SWRO系统中的流体能量回收利用技术有着

淡水出口

由表2可以看出,通过使用PE,从反渗透膜

出来的浓盐水的压力能绝大部分都传递给了与之流量差不多的通过PE的低压海水,从而能量回收效率比较高。

由于高低压流体在转子流道中是直接接触交换能量,因此必定存在一定量的掺混。研究表明,由于转子的转速很高(一般为1200～1500r/min),在恒定的流量和转速下,高低压介质的接触时间非常短,掺混率只有1%～2%,一般不会

[11]

超过3%。且对转子转速的提高影响并不明

良好的前景。表3总结了各种流体能量回收技术装置的性能和状况,从中可以看出,采用正位移原理技术的装置效率大大地高于机械能中介式的装置,且结构简单,操作方便,能在短期内收回投资,

[13]

已经逐渐成为海水淡化行业中新的工业标准。特别是旋转式压力交换器是目前效率最高、效果最好的压力能回收装置。当前我国在流体压力能的回收利用技术方面发展比较迟缓,装置形式比较单一,大都局限于流体非直接接触式(机械能中介)的透平类型装置,整体水平同国际先进技术还有很大的差距。目前国内的反渗透海水淡化厂所采用的能量回收装置大部分都为美国PEI公

2006年,第3期　

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海水渗透的能量回收系统

实用节能技术

表3　各能量回收装置的性能比较

比较项目能量回收率/%

整机机械效率/%流量变化适应性结构复杂程度运行维护困难度

装置成本应用前景

流体非直接接触式技术

Pelton叶轮逆转泵约50约3085～95约70好很差复杂简单困难容易较低低较好差

水力透平

45～5567～75较好较复杂容易流体直接接触式技术功交换器WE压力交换器PE

85～9585～9590～9590～95好好较复杂容易高好好

司的水力透平(HTC)和ERIPX式。,,具有深远的意义。参考文献:

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