海水淡化能量回收装置

海水淡化能量回收装置
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1概述
2技术途径
2.1 差压交换式能量回收装置（ER-CY）
2.2等压交换式能量回收装置（ER-DY）
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概述
能量回收装置是反渗透海水淡化系统的关键装置之一，对大幅降低系统运行能耗和造水成本至关重要。

我国已建成投产或正在兴建的反渗透海水淡化工程绝大部分都采用从国外进口的能量回收装置，价格十分昂贵，约占工程总投资的10～15%。

能量回收装置是反渗透海水淡化产业链中的重要环节，也是我国目前发展反渗透海水淡化产业迫切需要攻克的关键部件之一，开发出具有自主知识产权的国产能量回收装置，逐步打破国外产品的垄断，形成完整的国产反渗透海水淡化产业链，已成为我国反渗透海水淡化产业发展的关键。

2技术途径
通常我国反渗透海水淡化工程的操作压力约在5.0～6.0MPa之间，从膜组器中排放的浓海水压力仍高达4.8～5.8MPa。

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。

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。

在机械能水力涡轮式能量回收装置中，能量的转换过程为“压力能-机械能(轴功)-压力能”，其能量回收效率约40%～70%。

功交换式能量回收装置，只需经过“压力能-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，国外功交换式能量回收产品主要有美国ERI公司的PX (Pressure Exchanger)压力交换器、瑞士CALDER AG公司的DWEER（Work Exchange Energy Recovery）功能交换器、挪威阿科凌的Recuperator能量回收塔。

国内功交换式
能量回收产品主要有杭州水处理技术研究开发中心的差压交换式能量回收装置（ER-CY）和等压交换式能量回收装置（ER-DY）。

2.1 差压交换式能量回收装置（ER-CY）
图1 ER-CY2.8能量回收装置
应用领域：ER-CY是一款用于中小规模反渗透海水淡化系统的高效能量回收装置。

ER-CY通常与反渗透系统高压泵串联使用，与无能量回收装置的反渗透系统相比，对高压泵出口压力要求降低，从而降低反渗透系统制水能耗。

设计原理：ER-CY采用差压缸原理，利用高压浓海水余压能来增压进料海水，其结构特点是：两只差压缸相对放置，活塞杆相对接触，四个止回阀分成两组连接，分别置于差压缸的外面，两只差压缸之间由一个四通功能阀连接，可以自动切换，实现连续运行。

负载流量：ER-CY的单套规格从100L/ d到50m/d，能量回收效率在95±3%之间，可以多套并联使用。

2.2等压交换式能量回收装置（ER-DY）
图2 ER-DY65能量回收装置
应用领域：ER-DY是一款用于大中型规模反渗透海水淡化系统的高效能量回收装置。

ER-DY通常与反渗透系统高压泵并联使用，利用浓海水余压能直接增压部分进料海水，降低了通过高压泵增压的进料海水的流量，从而减小高压泵的规模和能耗。

设计原理：ER-DY采用等压交换原理，利用高压浓海水直接推动压力交换管中的活塞来增压进料海水，其结构特点是：由两个以上压力交换单元组成，每个压力交换单元包括一只四通电磁换向阀、两只插装阀、两只单向阀和一根压力交换管组成，通过PLC控制电磁换向阀按规律执行动作使高压浓盐水与低压海水在压力交换管中进行直接接触式压力传递。

负载流量：ER-DY的单套规格从500m/d到5000m/d，能量回收效率在94±3%之间，可以多套并联使用。

型号处理能力立方米/小时(加仑/分钟)接头英寸交付尺寸毫米(英寸)交付重量千克
(磅)PX-70S10-16(45-70)1.5762*330*279(30*13*11)24(52)
PX-70S能源回收装置是ERI公司4S系列能源回收产品的一部分。

4S系列PXTM装置是中小型规模海水反渗透设备的最佳选择。

该单转子系统适用于6-20立方米/小时(20-90加仑/分钟)的浓水流量，45%回收效率下的相应渗透流量为115-400立方米/天。

这些装置在大型系统中通常都并联使用。

4S 系列能源回收装置于2003年投放市场，取代4英寸系列装置。

4S系列结合了增加流量和改善耐用性的设计。

优于其他能源回收装置的高质量和先进技术基于正位移式原理，PX装置从海水反渗透系统的高压废弃中回收的能源最高可达98%。

该技术降低的淡水生产成本最高可达60%。

4S
系列的能源回收装置经业内专家的设计和检验，具有在海水及浓水环境下工作运作长的特点。

4S系列
的 PX装置安装在标准直径4"的压力容器上，经验证在海水逆渗透系统中有更长的使用寿
命。

PX装置自1997年安装使用以来，其陶瓷结构可以在恶劣的海水环境下连续使用数万小时而无需日常维护，其良好的耐用性因而得到证明。

稳定的高效率 ERI的PX装置的能源转换效率高达98%，从而成为现有能源回收装置中最高效的产品。

PX装置采用的正位移式原理使其能在较大的流量和压力范围内提供稳定的超高效率。

无论盐份含量、温度和回收率的变化，ERI保证用于绝大部分海水反渗透设备的PX装置的效率都不低于95%。

这一特点与离心装置不同，因为离心装置的性能会因为流量及压力偏离装置的最佳效率点而降低。

与市场上其他的能源回收装置相比，其稳定的高效率在节约运营成本方面具有显著优势。

陶瓷部件在PX装置中心是一个采用高强度刚玉(氧化铝)制成的芯。

这种材料不会产生化学反应，且不会腐蚀。

其性状与蓝宝石相似，硬度超过很多不锈钢3度之多。

实际上，大多数PX装置在使用数年后的分拆秒检验中，没有发现磨损或损坏。

高质量的设计和结构由于海水反渗透淡化厂的设备工作条件恶劣，并需要连续工作，要保证ERI产品的稳定性和可靠性，选用的材料、制造和装配都至关重要。

需要精密的加工、检验和性能测试。

ERI的工程和生产部门配合紧密，以保证严密的控制，确保质量。

由于工作的可靠性和免维护性能，ERI的PX装置是全世界少数具有两年免费质保期的旋转装置。

可靠的性能和成
绩由于采用PX装置节省了大量能源和维护成本，对原有的设计进行改装的支出相比而言不值一提，从而PX技术迅速得到了业内的认可。

全世界有超过60家OEM厂商正在全球的海水淡化工厂对PX技术标准进行标准化。