[实用新型]一种用于海水淡化反渗透系统中的能量回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及海水淡化系统设备领域，具体的说，本实用新型涉及一种用于海水淡化反渗透系统中的能量回收装置。

背景技术

能量回收装置是反渗透海水淡化系统的重要环节，对大幅降低系统运行能耗和造水成本至关重要。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。

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%的进料压力能量可以回收，即有总能量的50%可以回收利用。

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）。

以上的功交换式能量回收产品都是采用等压交换原理进行能量回收。通过能量回收装置的海水压强与浓水压强相等。但是，该值比反渗透膜的进水压强低0.2-0.5Mpa，为使通过能量回收装置的海水能进入反渗透膜的进口端，必须增加一台加压泵，使其压强增加0.2-0.5Mpa，才能与给水高压泵出口的压强平衡。该系统的缺陷是增加了一台加压泵，同时加压泵与能量回收装置串联，运行时二者的流量匹配控制系统较为复杂。

下面结合图1具体说明现有技术中带有能量回收装置的海水淡化反渗透系统的结构，如图1所示，现有技术的海水淡化反渗透系统由高压泵与反渗透膜和能量回收装置构成。其中1-反渗透膜；2-高压泵；3-给水泵；4-能量回收装置。海水经过给水泵3、高压泵2进入反渗透膜装置1，除盐水由出口5排出，浓水由出口6进入能量回收装置4，进行能量交换后，无压浓水由能量回收装置出口7排出。能量回收装置实际是一个加压泵，普通泵使用电机驱动水泵，能量回收装置使用压力水驱动水泵，与水轮机类似。

反渗透系统采用功交换式能量回收装置的管道布置一般是能量回收的能量回收装置4与高压泵2并联运行。即高压泵与能量回收装置同时向反渗透膜装置供水。反渗透膜装置的进水一部分由高压泵提供，另一部分由能量回收装置提供，从而减小高压泵的输出流量，成正比的减少高压泵的输出功率，从而达到节能的目标。

能量回收装置的低压进水由给水泵3提供，低压海水进入能量回收装置4后，经过与浓水进行压力交换，低压海水升压，高压浓水泄压，升压后的海水由能量回收装置的出口9进入反渗透膜装置的入口10。

针对现有技术存在的不足，提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型提出一种新型海水淡化反渗透能量回收装置。该装置具有加压功能，使用压强低的浓水作为动力源，给海水加压，并且使海水压强高于浓水的压强。能量回收装置出口的海水压强与高压泵出口压强匹配，而省掉加压泵与控制系统。