海水淡化能量回收装置用分腔式切换器研究

能量回收装置是降低反渗透海水淡化系统能耗的关键设备,阀控能量回收装置是其中最主要的产品类型之一。针对现有阀控能量回收装置流量和压力波动的问题,本文设计和制造了用于阀控能量回收装置的分腔式流体切换器,并分析了切换器高压腔和低压腔结构设计特点。对安装有此切换器的阀控能量回收装置的流体力学特性进行了实验测试。结果表明,通过设置适宜的切换器高压腔流道开度,可有效实现阀控能量回收装置高压盐水增压原料海水过程中流量供给的连续性和流体压力的平稳性;所研制的分腔式切换器对保证装置运行安全性及降低设备制造成本具有实用价值。     

反渗透海水淡化能量回收装置的研制

介绍了自主研制的反渗透海水淡化水压阀控式能量回收装置(HVCPX-1000)的工作原理和特点,并对其过程特性进行了研究.结果表明,HVCPX-1000能量回收装置的盐水处理量约65 m3·h-1,工作压力约6.0MPa,能量回收效率达96.27%,系统压力、流量波动均较小.     

基于AMESim的海水淡化斜盘柱塞式能量回收装置运行性能分析

为满足中小型海水淡化系统节能降耗需求,设计开发了一种新型斜盘柱塞式能量回收装置,并基于AMESim仿真分析软件构建了斜盘柱塞式能量回收装置的液压仿真模型及与之配套的反渗透海水淡化系统流体计算模型,对斜盘柱塞式能量回收装置在海水淡化系统中的耦合运行性能进行了模拟研究.结果 表明:在装置高压进流压力为6.0 MPa,设计处...     

海水淡化膜在焦化废水回用处理上的应用案例

利用海水淡化装置将焦化废水回用项目反渗透浓盐水进一步浓缩,减少浓盐水的排放,提高系统回用水收率。迁安某焦化厂在原有回用水系统中增设海水淡化装置,将反渗透浓水回收,运行结果表明:海水淡化装置应用于浓盐水的回收,装置运行稳定。装置回收率达到45%;海水淡化装置脱盐率达到99.2%,氯离子去除率达到99.3%,装置产水符合工业循环冷却水水质标准。     

压力交换式能量回收器在反渗透海水淡化技术中的应用

在反渗透海水淡化系统中，高压系统中采用压力交换式能量回收器，大大地降低海水淡化的能耗。压力交换式能量回收器的能量回收效率达到95％以上，本文从其工作原理和反渗透海水淡化设计上阐述其应用的优点。     

外驱旋转式能量回收装置的设计和性能测试

旋转式能量回收装置（RERD）作为反渗透海水淡化系统的节能设备,对于降低系统能耗和产水成本具有重要意义。设计和加工了一套新的外驱旋转式能量回收装置,建立了满足其性能评测要求的一套完整的反渗透海水淡化系统。当装置的性能很好地满足工业化运用需求时,对RERD与反渗透淡化系统的耦合运行性能进行了现场测试。实验结果表明：反渗透膜的操作压力为6.0 MPa、RERD的处理量为13 m³/h及转子转速为500 r/min时,装置的泄漏量为0.57 m³/h,能量回收效率达到91.2%。保持反渗透膜的操作压力和装置转速不变,当装置的处理量为16 m³/h时,进出RERD的4股流体的流量和压力波动较小,装置的能量回收效率略有提高,达到92.5%。     

两类能量回收装置的海水淡化工程应用对比

转子式压力交换能量回收装置和透平式能量回收装置是目前海水淡化应用较多的两类节能装置,以西沙某岛1000 m3/d海水淡化厂为例,分别采用配置两种能量回收装置的(500×2)m3/d双膜法一级反渗透处理工艺,介绍了海水淡化工程概况和一级反渗透系统工艺方案.系统运行表明:一级反渗透系统回收率为40％和脱盐率不小于99.2％的条件下,采用转子式压力交换能量回收装置和透平式能量回收装置每t产水能耗分别为3.04 kW·h/m3和3.34 kW·h/m3,采用透平式能量回收装置的系统结构更为紧凑,设备、管路、阀控元件数量少,操作简便,噪声和振动小.     

反渗透海水淡化(SWRO)能量回收技术应用分析

反渗透技术已经在国内外的海水淡化工程中得到广泛应用,能量回收装置的应用使得反渗透海水淡化产水能耗大大降低,制水成本大幅下降。本文简要介绍了反渗透海水淡化能量回收技术及其经济成本分析,反渗透海水淡化能量回收装的分类,并对主流能量回收装置进行比较分析。SWRO系统中的流体能量回收利用技术有着良好的前景。     

反渗透海水淡化系统中的能量回收

反渗透海水淡化中的能量回收问题一直是研究的热点。本文介绍了能量回收技术的发展、不同技术在操作和设计上的差异，重点说明了能量回收装置在反渗透海水淡化降低能耗的重要作用，能量回收技术的不断进步使得反渗透海水淡化应用日益广泛。     

海水反渗透淡化系统的能耗

通过对海水反渗透淡化系统（SWRO）吨水成本的分析，提出降低SWRO能耗的解决措施，采用能量透平装置（TURBO）或压力转换器（PE）回收浓水的能量传递于进水，不仅可以降低吨水电耗，也可减小一次性投资。值得关注的是，压力转换器，回收效率可达94％，在海水淡化系统中对于降低能耗有更重要的意义。     

高回收率反渗透海水淡化工艺

目前反渗透海水淡化的回收率小于40％。本文研究开发死端超滤预处理技术和反渗透一纳滤联合脱盐相结合的膜集成海水淡化新工艺,与传统工艺比较,具有装置体积小,产水回收率高等优点。文章介绍了采用新工艺的海水淡化装置样机的试制情况及现场运行结果。沿岸海水为料液,操作压力1为5．1MPa条件下,操作压力2为2.0MPa条件下,装置脱盐率99．21％,产水量3971.3L/h,产水回收率55％。海水淡化装置对海水中Ca^2 、Mg^2 、Na^ 、HCO3^-、Cl^-、SO4^2-、TDS,总碱度,总硬度的脱除率分别为99％,99．6％,99．21％,95％,99．35％,98．48％,99.21％,95％,99．42％。     

反渗透海水淡化中差动式能量回收装置的研究

研究了一种应用于中小型反渗透海水淡化装置的新型差动式能量回收装置.结果表明,使用本能量回收装置的日产10m3反渗透海水淡化装置的单位淡水能耗只有3.6kWh/m^3,不考虑高压泵及电机自身损耗的影响时,单位淡水能耗为2.3～2.7kWh/m^3,装置能耗显著降低,能量回收效率达到97%.此能量回收装置不需要其它附加增压设备,并且能有效改进由于阀门开闭导致系统压力波动而造成的淡水产量不稳定的问题,保护了反渗透膜、高压泵等系统内的重要设备.     

海水反渗透淡化用带流体切换器的能量回收设备

Energy recovery device （ERD） is an important part of the seawater reverse osmosis （SWRO） desalination system. There are principally two kinds of ERDs, the centrifugal type and the positive displacement （PD） type. The PD type is of extensive concern and is preferred in large-scale plants. In this article, an innovative fluid switcher was presented and a two-cylinder hydraulic energy recovery unit with a lab-scale fluid switcher was set up. Tap water was used as the working medium instead of the actual seawater and brine in SWRO desalination plants. Under steady state operating conditions, the experimental results were obtained on the variations of the pressure and flow rate to and from the energy recovery unit. The hydraulic recovery efficiency （En） of the energy recovery unit with the fluid switcher reached up to 76.83%.     

竖管多效蒸发海水淡化系统的启动特性

建立大型竖管多效蒸发海水淡化系统的动态启动控制模型,通过数值分析研究,对系统的启动过程和启动特性进行理论探索.分析了初始原料海水流量以及最高饱和温度等运行参数的选择对系统启动过程的影响.研究了启动阶段,原料海水流量与系统的造水比以及启动时间之间的耦合影响;计算结果为原料海水流量的优化提供了依据.研究还表明,在启动之初,系统即可稳定地承担作为热源的低温核供热堆的额定产热量,显示该系统和核供热堆具有良好的耦合特性.建立的启动模型在经过实验验证加以完善之后,可以作为分析系统动态运行特性的理论基础.     

Performance of a seawater desalination system coupled with a nuclear heating reactor under off-design operating conditions

In order to understand the performance of a large-capacity VTE-MED nuclear seawater desalination system thoroughly, the responding characteristics of the system to the off-design operating conditions were studied. The influence of scale deposit in tubes on the heat transfer areas needed and on the heat transfer coefficients with high top boiling temperature (TBT) was illustrated. The decrease of GOR, and also the damage to the normal operation of the system caused by temperature drop of feed brine because of seasonal variation, were explored, based on which a corresponding approach for adjusting feed brine flow rate was proposed. An optimal brine feed flow rate was also proposed to obtain the highest GOR under different heat loadings. The work could be helpful for the efficient and safe operation of nuclear VTE-MED desalination plants.     

基于低温蒸馏-喷雾蒸发集成工艺的海水淡化

考察了利用低温蒸馏-喷雾蒸发集成工艺进行海水深度淡化的可行性,使用喷雾蒸发技术深度浓缩蒸馏淡化过程排出的浓盐水,并将余热用于驱动蒸馏过程。考察了蒸馏柱进液量、浓盐水喷雾量、加热空气温度及流速对淡水产量的影响。结果表明,较高的加热空气温度有利于淡水产量的提高,而为获得较高的淡水产量,加热空气流速、浓盐水喷雾量以及蒸馏柱进液量则应控制在一定的范围之内,即10—15 m3/h,0.4—0.6 kg/h和0.8—1 kg/h。对于该集成装置,蒸馏柱淡水产量、总淡水产量及淡水产量与输入淡化系统的蒸汽当量之比(造水比)分别可达5 kg/(h.m2),1 kg/h及1.2,回收率可以达到70%以上。     

Fresh water by reverse osmosis based desalination: simulation and optimisation

The reverse osmosis (RO) desalination process to make fresh water from seawater has been studied here. First, a model for the process is developed. Sensitivity of different operating parameters (feed flow rate, feed pressure) and design parameters (internal diameter, total number of tubes) on the recovery ratio are studied via repetitive simulation. Finally, an optimisation framework for the process is developed so as to maximize the recovery ratio or a profit function using different energy recovery devices, subjectto general constraints. The optimal operating parameters (feed flow rate, feed pressure) and design parameters (internal diameter, total number of tubes) are determined by solving the optimisation problem using an efficient successive quadratic programming (SQP) based method. The optimal values for the decision variables depend on the constraints introduced, and are also sensitive to variations in water and energy prices, as well as feed concentration. The use ofthe emerging energy recovery devices is widely justified, reporting much higher reductions in operating costs than the traditional technology used for this purpose. Using a pressure exchanger device, it is possible to reduce energy consumption by up to 50%.     

船用海水淡化装置的产水水质特性及经济性分析

船用海水淡化装置是远洋船泊的必备设备之一,对产水水质特性及经济性进行研究具有重要的意义。本文设计搭建了一套板式蒸馏造水机性能测试平台,对系统产水pH和电导率随真空度变化规律以及进料水盐度和真空度对产水溶解性固体总量（TDS）的影响进行了研究,同时建立淡水成本数学模型探讨真空度和进料水流量引起的淡水产量变化对造水成本的影响,并进一步分析了油价、水价和渔船航行距离对淡水成本的敏感性问题。结果表明：真空度一定的情况下,进料水盐度升高,系统产水的TDS增大;真空度变化对系统产水pH影响不大,而对系统产水电导率、TDS和淡化水成本影响较大,且随着真空度的升高呈减小趋势。进料水流量为150L/h时,系统产水率最优造水成本最低,造水成本差价对油价的敏感性最高并且造水成本始终低于渔船运输淡水成本。