CN200985289Y - 海水或苦咸水反渗透淡化系统用旋转式压力交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海水或苦咸水反渗透淡化系统用旋转式压力交换器，属液体余压回收利用技术领域。该压力交换器包括圆筒体，圆筒体的外侧设置高压水的进出口，筒体内设置转子，转子的周向中间位置设置水力沟槽，转子上沿轴线方向开设平行的多条压力交换通孔，转子的两端分别设置分配盘，转子由固定于分配盘上的中心轴支撑，分配盘内侧面开设对称的两条液流槽，在液流槽内开设通孔，该通孔分别与低压海水和增压海水的进出口以及高压盐水和泄压盐水的进出口连通，筒体两端为筒体端盖。本实用新型由于采用高压水直接冲击转子上的水力沟槽，转子的驱动力大，转速和负荷可调。此外，本实用新型结构简单、操作简便、运行可靠。

Description

海水或苦咸水反渗透淡化系统用旋转式压力交换器

技术领域

本实用新型涉及一种海水或苦咸水反渗透淡化系统用旋转式压力交换器，属液体余压回收利用技术领域。

背景技术

海水或苦咸水反渗透淡化过程通常是在压力的作用下进行的。对于不同的原料盐浓度，反渗透淡化系统所需的操作压力也不相同。以盐浓度为3.5％的海水为例，其反渗透淡化过程所需的系统操作压力为6.0MPa，而从膜组件中排放出的浓盐水的剩余压力也高达5.5MPa。按照40％的系统产水回收率计算，约有55％的系统输入能量包含在浓盐水当中。因此，利用能量回收装置高效回收利用浓盐水的余压能对大幅降低淡化系统的运行能耗意义重大。

目前国内外研究和使用较多的能量回收装置以正位移原理为主，这种类型装置由于利用高压盐水直接增压原料海水的方式回收压力能，能量回收效率高达91-96％。正位移式能量回收装置按照结构型式分为阀控式和转子式两种。前者单机处理负荷可以做的较大，但由于需要使用多个阀组同步工作，装置的控制操作相对复杂。后者目前由于受结构型式及驱动力的限制，转子的几何尺寸较小，而且转子的转速也不能根据运行需要来自由调节，装置单机处理负荷小。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种海水或苦咸水反渗透淡化系统用旋转式压力交换器，该压力交换器单机处理负荷及转子转速可调节、结构简单、运行可靠。

本实用新型是通过下述技术方案加以实现的，一种海水或苦咸水反渗透淡化系统用旋转式压力交换器，其特征在于：该压力交换器包括圆筒体4，圆筒体的轴向中间位置的周向180度对称开设高压水的进出口6和13；圆筒体的两端设置筒体端盖3和3′；圆筒体内依次设置有分配盘11′、转子8及分配盘11；转子8由固定于分配盘11和11′的中心轴12支撑，转子8的轴向中间位置周向开设水力沟槽7；在转子8的两个端面上，相同大小的中心圆上均布开设与转子轴线平行的直径相等的压力交换通孔5和5′；分配盘11和11′与转子端面接触的内侧面上，与转子端面上的压力交换通孔中心圆大小相等的中心圆位置上对称开设两条液流槽14和15及14′和15′；在分配盘的液流槽内的中间位置或液流槽某一端位置开设通孔，该通孔分别为低压海水入口通孔1和增压海水出口通孔2及高压盐水入口通孔9和泄压盐水出口通孔10。

上述转子上设置的压力交换通孔数量为2的整数倍，通孔条数包括2、4、6、8、10、12、14和16。压力交换通孔的截面形状为圆形或为环弧形。

上述每个分配盘内侧面上的两条液流槽的两个相对端部之间间隙大小至少大于转子上的一个压力交换通孔的横截面积。

本实用新型由于采用高压水直接冲击转子上的水力沟槽，转子的驱动力大，转速可调，单机负荷大。此外，本实用新型结构简单、操作简便、运行可靠。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1中转子端面上设置8个压力交换通孔示意图。

图3为图1中分配盘11′内侧面结构示意图。

图4为图1中分配盘11内侧面结构示意图。

图中：1-低压海水入口；2-增压海水出口；3，3′-筒体端盖；4-筒体；5，5′-压力交换通孔；6-高压水入口；7-水力沟槽；8-转子；9-高压盐水入口；10-泄压盐水出口；11，11′-分配盘；12-中心支撑轴；13-高压水出口；14，14′，15，15′-液流槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型加以说明。

图1为旋转式压力交换器结构。该压力交换器包括圆筒体4、筒体端盖3和3′、转子8及分配盘11和11′四部分。转子中心轴12与分配盘11和11′连接在一起，并对转子8起支撑作用。分配盘11′、转子8和分配盘11依次组合构成压力交换器内芯，并置于圆筒体4内。筒体端盖3和3′与圆筒体4间通过螺栓紧固，并对压力交换器内芯起固定作用。

图2为转子端面通孔设计与布置。图中以转子上开设8个圆形压力交换通孔为例。上述8个压力交换通孔具有相同的直径，压力交换通孔轴线与转子中心轴线相平行，并均匀分布于转子端面的同一中心圆上。转子的端面中心处设置轴孔，中心轴12置于转子轴孔内。

图3为分配盘11′内侧面液流槽结构。图中分配盘11′的内侧面上设置液流槽14和15，液流槽14和15位于分配盘内侧面的同一中心圆上。每个液流槽可同时覆盖转子上相邻的三个压力交换通孔。两个液流槽的相对的两个端部之间的间隙略大于一个转子通孔的横截面积。在每个分配盘的液流槽内的中间位置或液流槽某一端位置开设通孔，该通孔分别为低压海水入口通孔1和增压海水出口通孔2及高压盐水入口通孔9和泄压盐水出口通孔10。

图4为分配盘11内侧面液流槽结构。图中分配盘11的结构和尺寸与分配盘11′完全相同。但在旋转式压力交换器组装时，液流槽14须与液流槽14′完全对应，液流槽15须与液流槽15′完全对应。

本实用新型的工作过程如下：

高压水经圆筒体4上的高压水入口6进入筒体内，冲击水力沟槽7驱动转子按一定转速连续旋转，泄压后的高压水由出口13排出。转子的转速可通过改变高压水的流量和压力大小进行调节。

以图1所示的转子位置为例，转子上的压力交换通孔5与液流槽14和14′相连通，高压盐水经由入口9和液流槽14′进入，并对压力交换通孔5中已充注的海水进行增压，增压后的海水经由液流槽14和通孔1排出，此为增压冲程。与此同时转子上的压力交换通孔5′与液流槽15和15′相连通，低压海水经由入口2和液流槽15进入压力交换通孔5′，使通孔5′中已充注的泄压盐水经液流槽15和泄压盐水出口10排出，此为泄压冲程。

在增压冲程和泄压冲程进行的过程中，转子始终保持连续旋转。当压力交换通孔5离开分配盘上的液流槽14和14′，并完全进入分配盘上两条相对的液流槽端部间的间隙区时，压力交换通孔5中的增压冲程结束。与此同时，压力交换通孔5′离开液流槽15和15′，并完全进入分配盘上两条相对的液流槽端部间的间隙区时，压力交换通孔5′中的泄压冲程结束。此后，压力交换通孔5和5′经过分配盘上的两条相对的液流槽端部间的间隙区后又分别与液流槽15和15′及液流槽14和14′对应连通，此时压力交换通孔5中进行泄压冲程，而压力交换通孔5′中则进行增压冲程。当压力交换通孔5和5′分别完全离开液流槽15和15′及液流槽14和14′时，压力交换通孔5和5′中的泄压冲程和增压冲程结束。转子上的180度所对应的每对压力交换通孔在转子每旋转一周时都进行一次增压冲程和泄压冲程，正因为如此，本实用新型压力交换器通过转子的连续旋转能够实现高压盐水与低压海水间的连续压力交换过程。

Claims (3)

1.一种海水或苦咸水反渗透淡化系统用旋转式压力交换器，其特征在于：该压力交换器包括圆筒体(4)，圆筒体的轴向中间位置的周向180度对称开设高压水的进出口(6)和(13)；圆筒体的两端设置筒体端盖(3、3′)；圆筒体内依次设置有分配盘(11′)、转子(8)及分配盘(11)；转子(8)由固定于分配盘(11、11′)的中心轴(12)支撑，转子(8)的轴向中间位置周向开设水力沟槽(7)；在转子(8)的两个端面上，相同大小的中心圆上均布开设与转子轴线平行的直径相等的压力交换通孔(5、5′)；分配盘(11、11′)与转子端面接触的内侧面上，与转子端面上的压力交换通孔中心圆大小相等的中心圆位置上对称开设两条液流槽(14、15)及(14′15′)；在分配盘的液流槽内的中间位置或液流槽某一端位置开设通孔，该通孔分别为低压海水入口通孔(1)和增压海水出口通孔(2)及高压盐水入口通孔(9)和泄压盐水出口通孔(10)。

2.按权利要求1所述的海水或苦咸水反渗透淡化系统用旋转式压力交换器，其特征在于：转子上设置的压力交换通孔数量为2的整数倍，通孔条数包括2、4、6、8、10、12、14和16。压力交换通孔的截面形状为圆形或为环弧形。

3.按权利要求1所述的海水或苦咸水反渗透淡化系统用旋转式压力交换器，其特征在于：每个分配盘内侧面上的两条液流槽的两个相对端部之间间隙大小至少大于转子上的一个压力交换通孔的横截面积。

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