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1、2005年第5期节能(总第274期)ENERGYCONSERVATION—25—反渗透工艺高压浓水能量回收新技术应用121杨守智,李姝娟,危双峰(11中国航油河北分公司供油部,河北石家庄050031;21石家庄海阔科技有限公司,河北石家庄050031)摘要:本文讨论了反渗透工艺的能量消耗和能量回收方式,详细分析了不同的能量回收方法。重点介绍了新型能量回收专利技术原理及其技术特点。关键词:反渗透;高压浓水;能量回收+中图分类号:TQ028172文献标识码:B文章编号:1004-7948(2005)05-0025-031反渗透工艺概述能
2、量消耗等指标主要取决于选用的高压泵和能量回111工作原理收装置的效率。目前,国内反渗透所用高压泵和能反渗透亦称逆渗透(RO),是用一定的压力使溶量回收装置都是从国外进口,其零备件也得从国外液中的溶剂通过反渗透膜(或称半透膜)分离出来。进口,在浪费外汇额度的同时也给设备的维护带来因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据许多不便。只有实现了反渗透膜、高压泵、能量回收各种物料的不同渗透压,就可以使大于渗透压的反装置的国产化和产业化,才有可能实现我国反渗透渗透液达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。产业化,在推动技术进步的同时,跻身国际反渗
3、透市112应用范围场。以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种2反渗透工艺能量消耗分析新型、高效流体分离单元操作技术,30年来取得了反渗透工艺流程如图1所示。令人瞩目的飞速发展,已广泛应用于国民经济的各个领域。如海水、苦咸水淡化;太空水、纯净水、蒸馏水等制备;酒类制造及降度用水;医药、电子等行业用水的前期制备;化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备;锅炉补给水除盐软水;造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。图1反渗透工艺流程简图113应用现状3表1列举了单级日产1000m淡水反渗透海水淡在各种膜分离技术中,反渗透技术是近年来国化站的工
4、艺参数,其数据为通水量40%未设计能量回内应用最成功、发展最快、普及最广的一种。自收装置的数据,可以看出反渗透工艺的能量消耗是高1995年以来,反渗透膜的使用量估计每年平均递增压水泵电机消耗的电能,但是高压浓水释放时所携带20%。据统计,1999年工业反渗透膜元件的市场供的高压液体能量非常巨大,约占115/195=60%,如果应量为8英寸膜6000支,4英寸膜26000支。2000把此能量加以回收利用,则反渗透工艺电能消耗可降年和2010年的市场更为强劲,膜用量一年比一年有低55%～60%左右,这样就使大面积推广海水苦咸水较大幅度的
5、提高。据估算,反渗透技术的应用已创淡化实现低成本用水的梦想成为可能。造水处理行业全年10亿元人民币以上的产值。3表1单级日产1000m淡水反渗透海水淡化站工艺参数国内反渗透膜工业应用的最大领域仍为海水、流量压力额定功率苦咸水淡化;大型锅炉补给水、各种工业纯水,饮用代号水流名称3-1/m·h/MPa/kW水的市场规模次之,电子、半导体、制药、医疗、食品、A高压供水104619195饮料、酒类、化工、环保等行业的应用也形成了一定B脱盐水4200规模,在反渗透膜选定的情况下,反渗透淡化系统的C高压浓水62618115节能2005年第5期—
6、26—ENERGYCONSERVATION(总第274期)3反渗透(RO)高压浓水能量回收方法与特点311密闭容积往复活塞式能量回收方式密闭式能量回收原理见图2。反渗透工艺应用往复活塞式能量回收流程见图3。高压浓水由反渗透膜组件膜壳直接引入到缸体A右腔推动活塞左行,把缸体A左腔内的低压海水加压后泵出进入反渗透膜组件,同时低压海水进入缸体B左腔推动活塞右行把缸体B右腔内的浓水图4能量回收方式二原理简图推出排放,两缸体交替吸排海水和浓水,从而实现把313水轮机助推电机能量回收方式高压浓水的压力能直接转化为被处理水的压力能,该方式通过超越
7、离合器将离心式回收机的高压但是压力交换的过程中必然存在能量损失,转换效动能转化为旋转机械能再推动电机旋转,减小电机率为92%～95%,能量回收后高压水泵的供水流量的输出功率,进而减小高压水泵的电能消耗,能量转和驱动电机相应调小为原配设备的60%,从而实现换总效率居于上述两种方式之间,一般不超过节能55%。这一类能量回收装置国际上主要技术70%。其主要缺点是要求工况较严格,只有在额定设备供应商有3家:美国能量回收公司ERI的PX工况下才能实现高效率,超越离合器易损坏(见图压力交换器、瑞士CALDER公司的DWEER功交换5)。器和德国
8、SIEMAG的功交换器。ERI的PX压力交换器最近几年在我国的大连、山东、浙江等海水淡化水工程中已有较多应用。图5能量回收方式三原理简图以上三种能量回收方式应用在海水淡化反渗透图2能量回收方式一原理简图工艺中回收效果对比见表2。表2不
