3 反渗透( RO) 高压浓水能量回收方法与特点
3
11 密闭容积往复活塞式能量回收方式
密闭式能量回收原理见图 2 。反渗透工艺应用
往复活塞式能量回收流程见图 3 。
高压浓水由反渗透膜组件膜壳直接引入到缸体
A 右腔推动活塞左行 ,把缸体 A 左腔内的低压海水
加压后泵出进入反渗透膜组件 ,同时低压海水进入
缸体 B 左腔推动活塞右行把缸体 B 右腔内的浓水
推出排放 ,两缸体交替吸排海水和浓水 ,从而实现把
高压浓水的压力能直接转化为被处理水的压力能 ,
但是压力交换的过程中必然存在能量损失 ,转换效
率为 92 %～95 % ,能量回收后高压水泵的供水流量
和驱动电机相应调小为原配设备的 60 % ,从而实现
节能 55 %。这一类能量回收装置国际上主要技术
设备供应商有 3 家 :美国能量回收公司 ERI 的 PX
压力交换器 、
瑞士 CALDER 公司的 DWEER 功交换
器和德国 SIEMA G 的功交换器 。ERI 的 PX 压力交
换器最近几年在我国的大连 、
山东 、
浙江等海水淡化
水工程中已有较多应用 。
图
2
能量回收方式一原理简图
图
3
反渗透工艺应用往复活塞式能量回收流程图
3
12 水轮机直接驱动水泵能量回收方式
水力能量回收机主要有三类 :一为冲击水轮式
( PEL TON) ,另二种是轴流式和可逆式水泵 。能量
回收方式是将高压浓水所携带的动能通过水轮机转
化为泵轴的旋转机械能再驱动高压水泵 ,能量转换
总效率较低 ,一般不超过 60 %(见图 4) 。
图
4
能量回收方式二原理简图
3
13 水轮机助推电机能量回收方式
该方式通过超越离合器将离心式回收机的高压
动能转化为旋转机械能再推动电机旋转 ,减小电机
的输出功率 ,进而减小高压水泵的电能消耗 ,能量转
换总 效 率 居 于 上 述 两 种 方 式 之 间 , 一 般 不 超 过
70 %。其主要缺点是要求工况较严格 ,只有在额定
工况下才能实现高效率 ,超越离合器易损坏 (见图
5) 。
图
5
能量回收方式三原理简图
以上三种能量回收方式应用在海水淡化反渗透
工艺中回收效果对比见表 2 。
表
2
不同能量回收方式的应用效果对比
产量
/ m
3
・
d
- 1
500
1000
4000
6000
10000
水回收率
/ %
40
40
45
45
45
高压海水供给流量
/ m
3
・
h
- 1
52
1
1
104
1
2
370
1
4
555
1
6
925
1
9
高压海水压力
/ MPa
6
1
55
6
1
55
6
1
55
6
1
55
6
1
55
反渗透膜压降
/ MPa
0
1
2
0
1
2
0
1
2
0
1
2
0
1
2
方式一高压泵流量
/ m
3
・
h
- 1
21
1
4
41
1
6
169
1
9
254
1
9
428
1
8
方式一高压泵效率
/ %
90
75
81
82
84
方式一增压泵效率
/ %
75
78
81
82
84
方式二和三高压泵流量
/ m
3
・
h
- 1
52
1
1
104
1
2
370
1
4
555
1
6
925
1
9
方式二和三高压泵效率
/ %
75
80
83
84
86
电机效率
/ %
94
95
95
1
5
96
96
方式一回收效率
/ %
96
94
93
93
93
方式二回收效率
/ %
55
62
66
67
69
方式三回收效率
/ %
84
85
1
5
87
1
5
88
89
三种不同方式的能量回收效率曲线如图 6 所
—
6
2
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节 能
EN ER GY CONSERVA TION
2005 年第 5 期
(总第 274 期)
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