旋转式能量回收装置混合过程优化研究

旋转式能量回收装置（RERD）是反渗透海水淡化系统中的关键设备之一,对降低系统运行成本起到重要作用。本研究采用流体力学软件FLUENT,建立RERD装置三维非稳态滑移网格模型,研究分析了转速和流速对装置盐度场分布、混合度和效率的影响规律,获得了可实现装置混合度≤4%和能量回收效率≥98%运行效果的适宜操作条件,模拟结果对RERD实用化开发具有理论指导意义。     

水力自驱旋转式能量回收装置的转速推导

为建立海水淡化水力自驱旋转式能量回收装置（HRERD,Hydro-Drive Rotary Energy Recovery Device）转子转速与系统流量间的关联关系,对特定几何规格的能量回收装置的转速变化规律进行了理论推导和实验验证。运用动量定理建立了转子受流体水力冲击而产生的动力矩与转子转速的关系式;以微元法为基础,运用牛顿黏性定律建立了转子周面和端面因流体黏性阻力而产生的阻力矩与转子转速的关系式;利用转子稳定时所受动力矩与阻力矩间的平衡关系,推导得到装置转速与系统流量间的理论公式。对装置在系统流量分别为4.4、5.0、6.0和7.1 m³·h^-1时的理论转速与实验转速比较分析表明,理论转速略高于实验转速,两者相对误差不超过12%,对误差形成的可能原因也进行了分析说明。     

旋转式能量回收装置的启动与运行特性

能量回收装置是降低反渗透海水淡化（SWRO）系统运行能耗和制水成本的关键设备之一。本文开发并试制了一种具有新型端盘结构的旋转式能量回收装置,并对其启动方式进行了研究优化,测试分析了装置的动密封性能和效率特性,并对装置连续运行稳定性进行了考核。结果表明,旋转式能量回收装置在转速增至额定值后再进行升压操作的启动方式下驱动扭矩最小;装置泄漏量随操作压力增高而增大,在6.0 MPa时,为0.58 m3/h;在转速为500 r/min、处理量为8.0 m3/h及操作压力为6.0 MPa时,装置连续运行稳定,能量回收效率为93%。这些研究结果对旋转式能量回收装置的开发和工程应用具有一定的指导意义。     

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.     

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％...     

正位移式阀控能量回收装置盐水连续进料过程特性研究

能量回收装置是反渗透海水淡化系统的关键设备之一,对降低系统运行能耗和造水成本至关重要。正位移式阀控能量回收装置以反渗透淡化系统排放的高压盐水作为进料,通过在水压缸中直接增压原料海水的方式来实现压力能回收利用。但在装置运行过程中常常存在高压盐水进料不连续（即流量有较大波动）等问题,直接影响了反渗透淡化系统运行的稳定性。本丈在分析造成上述问题原因的基础上,通过改进控制方案,使得高压盐水进料过程中的流量和压力波动问题得到有效解决,保证了盐水进料的连续性。针对阀控能量回收装置运行过程中低压进料海水仍存在流量和压力波动的现象,文章提出了两个具体的措施,即通过多套装置并联运行及在进料海水管路上设置旁路的方式来解决。     

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.     

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。     

反渗透淡化系统余压水力能量回收装置的研究进展

本文介绍了几种在工业上应用较为广泛的余压水力能量回收装置，评述了它们的优劣，重点结合反渗透技术在水处理中的应用，提出值得继续研究和改进的地方，并展望余压力能量回收装置的应用前景。     

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。     

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。     

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...     

PX能量回收装置在纳滤精制卤水中的应用分析

针对纳滤精制卤水过程中的节能需求,在工业化项目中采用PX能量回收装置,结果表明能量回收系统的应用运行稳定良好,能量回收率高达96.4%,有效降低了纳滤精制卤水运行能耗。     

水力驱动转子式能量回收装置启动特性研究

实现水力驱动运行对提升海水淡化能量回收装置控制灵活性和工作可靠性具有重要意义。基于FLUENT软件,建立了转子式能量回收装置水力驱动运行流固耦合模型,在操作压力6.0 MPa及高、低压入口流速5.0 m/s条件下,分析了装置启动运行时转速响应特性和高、低压流体流动速度变化规律。结果表明,转子转速呈先快速增长后趋于平稳的发展趋势,且在1.25 s的启动时间内,装置理论转速可达1 395 r/min;装置高压区和低压区内,端盘楔形结构对应的转子孔道内流体始终存在切向速度差,其是驱动装置水力转动的主要动力。     

能量回收装置在海水纳滤脱盐系统中的应用分析

纳滤膜分离技术对2价离子的独特分离功能,使其在海水淡化脱盐、水软化处理等领域具有广泛的市场应用。针对实际工程中海水纳滤脱盐系统的节能需求,建立了"纳滤+能量回收"耦合工艺流程;研究分析了自主开发的能量回收装置产品与纳滤脱盐系统的耦合运行特性,及能量回收装置对系统运行能耗降低的实际贡献率。结果表明,自主开发的能量回收装置与海水纳滤脱盐系统的耦合运行稳定性良好,装置能量回收效率高达96.28%,对纳滤脱盐系统本体运行能耗的降低幅度可达44%。     

静压支承技术在海水淡化旋转式能量回收装置中的应用

海水淡化旋转式能量回收装置（RERD）高、低压流体间的泄漏主要在转子与端盘的配合间隙中发生，这种泄漏直接影响到装置的能量回收效率水平。本文通过在平面端盘上引入阻尼孔和静压支承槽，构建了静压支承端盘方案，将静压支承技术应用到自主开发的电驱RERD装置中，以解决其运行过程中泄漏量大、能量回收效率低等问题。在转子与上、下端盘配合总间隙为0.04mm、转子转速为500r/min的条件下，RERD分别使用平面端盘和静压支承端盘进行对比实验研究。结果表明，在操作压力为4.5MPa和处理量为13m³/h的工况下，与平面端盘相比，采用1^#静压支承端盘（静压支承槽槽宽为2.0mm）时，装置的泄漏量从0.45m³/h减小至0.28m³/h，能量回收效率从91.3%提升至92.7%。采用2^#静压支承端盘（静压支承槽槽宽为3.0mm）的RERD在相同工况下，装置的泄漏量可降低至0.11m³/h，能量回收效率提升到95.0%。上述研究显示静压支承技术对于减小RERD装置泄漏量、提高装置效率具有显著的效果，对RERD装置密封结构设计与优化具有指导意义。     

大型反渗透装置降低海水淡化成本的新途径——泵和反渗透（RO）膜组件及能量回收装置的三中心配置

几个同样的、特大串联系统的设计形式不适宜于大型反渗透(RO)脱盐装置，因为这种方式不能充分获得装置放大的效益。在大型的、包括高压泵、能量回收装置和膜组件的脱盐系统中，每个部分放大都会带来是否最佳化方面的矛盾。     

第四代能量回收装置的发晨

压力转换器(Px)利用变容原理将高压液流转换成低压液流。压力转换器是专为海水淡化系统开发的，于1997年首先用于商品性生产。PX经过几次设计方面的改进，从单一转子的容量增加到高达50m^3／h的流量。然而，PX依据的基本技术平台仍保留不变，即，由一陶瓷旋转装置中的许多小的压力转换机构形成的海水淡化规模的能量回收。     

某工程海水反渗透中能量回收装置方案比选

能量回收装置是海水反渗透系统中的重要组成部分之一,具有投资成本高、能耗高的特点。采用适当型式的能量回收装置,可以能降低系统的成本和节能。针对某工程配套海淡项目实例,从系统规模、能量回收效率、投资和运行成本等方面,分析和比较透平式和正位移式两种能量回收系统的优缺点。分析结果表明,在当前我国淡水资源匮乏和能源供应形势紧张的情况下,有着显著高效和节能优势的正位移式能量回收装置是回收装置的主流型式。