反渗透海水淡化能量回收装置的研制
摘要：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65m3~h～，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。
关键词：反渗透；海水淡化；能量回收装置；压力交换器；过程特性
反渗透海水淡化能量回收装置的研制 反渗透技术属于压力驱动的膜分离技术，其过 程操作中采用的半渗透膜有机地将淡水和盐水分离 开。在半渗透膜两侧因浓度差别存在有渗透压(对于标准海水而言，其渗透压约为2．5 MPa)，只有进 料海水的操作压力大于海水的渗透压时才能使海水 中的淡水通过半透膜而被分离。通常，我国反渗透 海水淡化系统的操作压力一般在5．0~6．0 MPa，从 膜组器中排放的浓海水压力仍高达4．8～5．8]~IPa。 如果按照通常40％的水回收率计算，浓海水中约有 60％的进料压力能量，具有巨大的回收价值和意义。
反渗透海水淡化能量回收装置的作用就是把反 渗透系统高压浓海水的压力能量回收再利用，从而 大幅降低反渗透海水淡化的制水能耗和制水成本。 按照工作原理，能量回收装置主要分为水力涡轮式 和功交换式两大类。
在水力涡轮式能量回收装置中，能量的转换过程 为“压力能一机械能(轴功)一压力能”，其能量回收 效率约35％~70％。功交换式能量回收装置，只需经 过“压力能一压力能”一步转化过程，其能量回收效 率高达94％以上，已成为国内外研究和推广的重点。 目前功交换式能量回收装置西方国家处于技术垄断 地位，价格昂贵，其代表产品包括DWEER(Work ex． changer energy recovery)、PX (Pressure exchanger)、 ARt(Aqualyng recuperator)等。 本文介绍了自主研制的干吨级水压阀控式能量 回收装置(HVCPX一1000)的工作原理和特点，并对 其过程特性进行了研究。
1 HVCPX．1000
HVCPX 1000由3个压力交换单元组成，设计 负荷(浓海水)处理量为2 000 m ·d一，设计工作压 力6．4 MPa，与1 000 m3· 反渗透海水淡化工程配 套设计。HVCPX．1000采用等压压力交换原理，利用 反渗透处理系统高压浓海水直接增压低压进料海 水，实现浓盐水余压能能量回收、利用，达到节能的 目的。
1．1 能量回收单元回路分析
压力交换单元回路如图1所示。图1所示每个 压力交换单元由1只三位四通电磁换向阀、2只水 压驱动执行阀、2只配流单向阀、1根压力交换管构 成。HVCPX．1000压力交换管采用316 L不锈钢材料， 长6．8m，内径 207mm，内置1个自由活塞，用来隔 离海水和浓海水以减少混合。电磁换向阀先导控制水 压驱动阀按一定规律动作。其中间位主要用来防止压 力交换管增压、泄压切换瞬间发生高低压水串流。
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| 图1 能量回收单元回路 |
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