反滲透海水淡化能量回收裝置的研制
摘要：介紹了自主研制的反滲透海水淡化水壓閥控式能量回收裝置(HVCPX．1000)的工作原理和特點，并對其過程特性進行了研究 結果表明，HVCPX．1000能量回收裝置的鹽水處理量約65m3~h～，工作壓力約6．0MPa，能量回收效率達96．27％，系統壓力、流量波動均較小。
關鍵詞：反滲透；海水淡化；能量回收裝置；壓力交換器；過程特性
反滲透海水淡化能量回收裝置的研制 反滲透技術屬于壓力驅動的膜分離技術，其過 程操作中采用的半滲透膜有機地將淡水和鹽水分離 開。在半滲透膜兩側因濃度差別存在有滲透壓(對于標準海水而言，其滲透壓約為2．5 MPa)，只有進 料海水的操作壓力大于海水的滲透壓時才能使海水 中的淡水通過半透膜而被分離。通常，我國反滲透 海水淡化系統的操作壓力一般在5．0~6．0 MPa，從 膜組器中排放的濃海水壓力仍高達4．8～5．8]~IPa。 如果按照通常40％的水回收率計算，濃海水中約有 60％的進料壓力能量，具有巨大的回收價值和意義。
反滲透海水淡化能量回收裝置的作用就是把反 滲透系統高壓濃海水的壓力能量回收再利用，從而 大幅降低反滲透海水淡化的制水能耗和制水成本。 按照工作原理，能量回收裝置主要分為水力渦輪式 和功交換式兩大類。
在水力渦輪式能量回收裝置中，能量的轉換過程 為“壓力能一機械能(軸功)一壓力能”，其能量回收 效率約35％~70％。功交換式能量回收裝置，只需經 過“壓力能一壓力能”一步轉化過程，其能量回收效 率高達94％以上，已成為國內外研究和推廣的重點。 目前功交換式能量回收裝置西方國家處于技術壟斷 地位，價格昂貴，其代表產品包括DWEER(Work ex． changer energy recovery)、PX (Pressure exchanger)、 ARt(Aqualyng recuperator)等。 本文介紹了自主研制的干噸級水壓閥控式能量 回收裝置(HVCPX一1000)的工作原理和特點，并對 其過程特性進行了研究。
1 HVCPX．1000
HVCPX 1000由3個壓力交換單元組成，設計 負荷(濃海水)處理量為2 000 m ·d一，設計工作壓 力6．4 MPa，與1 000 m3· 反滲透海水淡化工程配 套設計。HVCPX．1000采用等壓壓力交換原理，利用 反滲透處理系統高壓濃海水直接增壓低壓進料海 水，實現濃鹽水余壓能能量回收、利用，達到節能的 目的。
1．1 能量回收單元回路分析
壓力交換單元回路如圖1所示。圖1所示每個 壓力交換單元由1只三位四通電磁換向閥、2只水 壓驅動執行閥、2只配流單向閥、1根壓力交換管構 成。HVCPX．1000壓力交換管采用316 L不銹鋼材料， 長6．8m，內徑 207mm，內置1個自由活塞，用來隔 離海水和濃海水以減少混合。電磁換向閥先導控制水 壓驅動閥按一定規律動作。其中間位主要用來防止壓 力交換管增壓、泄壓切換瞬間發生高低壓水串流。
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| 圖1 能量回收單元回路 |
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