CN206762665U - 海水淡化能量回收设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种海水淡化能量回收装置，该海水淡化能量回收设备，其特征是：包括圆形的陶瓷套管，所述陶瓷套管的两端分别对称设有高压管接口和低压管接口，所述陶瓷套管的中部设有陶瓷转子，陶瓷转子的两端分别设有陶瓷端帽，在每个陶瓷端帽上设有与高压管接口和低压管接口相连接的连接管道，所述连接管道的外端还设有陶瓷端盖，所述陶瓷端盖的外侧还通过紧固螺栓连接有环形紧固盘。本实用新型的有意效果，大大降低了能源的浪费，同时降压后的浓盐水排放更安全。

Description

海水淡化能量回收设备

技术领域

本实用新型涉及一种海水淡化能量回收装置，它是利用压力交换原理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的一种设备。

背景技术

在海水淡化技术的应用过程中，降低能耗、节省能源、减少制水成本的处理方式是最为人们所关注的。反渗透海水淡化(SWRO)具有设备投资省、能耗低、建设期短、占地面积少、对设备材质要求低等特点。

反渗透技术属于压力驱动的膜分离技术，其过程操作中采用的半渗透膜有机地将淡水和盐水分离开。在半渗透膜两侧因浓度差别存在有渗透压，只有进料海水的操作压力大于海水的渗透压时才能使海水中的淡水通过半透膜而被分离。由于海水的含盐量高，渗透压大，反渗透淡化海水需要提供较高的工作压力(约5.8～8.0MPa)。如标准海水的含盐量约为 35000mg/L，反渗透装置的给水压力约需要6.0MPa。反渗透淡化海水时，一级反渗透装置水的回收率一般40％，即高压浓盐水的排放量可占进水流量的60％，这部分浓盐水排出反渗透装置时尚有约5.6～5.8MPa的压力。如果直接排放，一方面比较浪费，另一方面也较危险。

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％。迫切需要一种能量回收效率高的回收装置。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单回收效率高的海水淡化能量回收装置。

一种海水淡化能量回收设备，其特征是：包括圆形的陶瓷套管，所述陶瓷套管的两端分别对称设有高压管接口和低压管接口，所述陶瓷套管的中部设有陶瓷转子，陶瓷转子的两端分别设有陶瓷端帽，在每个陶瓷端帽上设有与高压管接口和低压管接口相连接的内部连接管道，所述内部连接管道的外端还设有陶瓷端盖，所述陶瓷端盖的外侧还通过紧固螺栓连接有环形紧固盘。

进一步的，为了提高能量转化效率，所述高压接口设置在陶瓷套管的径向方向上，所述低压管接口设置在陶瓷套管的轴向方向上。

为了进一步提高能量回收率，所述内部连接管道为六边形；所述高压管接口和低压管接口的外端口为圆形，内部连接口为内部连接管道对应的六边形，采用六边形便于能量最大程度的回收。

在使用能量回收装置时将高压浓盐水管接着在陶瓷套管一侧的高压管接口上，在陶瓷套管一侧的低压管接口上连接低压新鲜海水管，高压浓盐水的压力传递给低压新鲜海水，这两股水流在陶瓷转子的内部通道中完成压力交换。陶瓷转子装在一个陶瓷套管中，该陶瓷套两端各有一个陶瓷端盖链接。当高压浓海水注入时，从陶瓷端帽圆孔中切向流入陶瓷转子，形成一个几乎无摩擦的水力轴承，带动转子旋转。由海水供水泵供应的海水从低压左侧区的进入，从六边形内部连接管通道流入到陶瓷端帽切向流入陶瓷转子，该水流将给海水加压后的浓盐水从右侧六边形内部连接管通排出。受压后的海水然后再流出转子，从陶瓷端帽圆孔中切向流出，从高压新鲜海水出口流出设备。陶瓷转子是能量回收装置中唯一的运动部件，在任意时刻，转子内通道的一半处于高压水流中，而另一半则处于低压水流中。转子转动时，通道会通过一个将高压和低压隔离的密封区，这些含有高压水的通道与相邻的含有低压的通道被转子通道间的隔断和陶瓷端盖形成密封区隔离，转子每旋转一圈，这个压力变换过程就在每个通道内重复，从而不断有水流注入和排出。

反渗透海水淡化系统的浓盐水通过能量回收装置，其压力直接传递给进入的新鲜海水，效率高达95％以上。转子在高压水流和低压水流之间旋转，用新鲜海水取代浓盐水，同时排出浓盐水，水流推动转子自动旋转，转子转速与水流量成正比，同时需要少量高压水流作为润滑流量，润滑流量大约为总出水量的0.5％。

本实用新型的有益效果，由于采用六边形连接管道，能最大限度的回收能量，大大降低了能源的浪费，同时降压后的浓盐水排放更安全。

附图说明

1、图1为本实用新型的能量回收组装后整体示意图；

2、图2为本实用新型的能量回收结构图；

3、图3为本实用新型能量回收内部构造图；

图中、陶瓷套管，2、端口管道，2A、低压新鲜海水接口，2B、低压浓盐水接口 3、环形紧固盘，4、紧固螺栓，5、陶瓷端盖，6、六边形内部连接管道，7、陶瓷端帽，8、陶瓷转子，9、高压管道接口，9A高压新鲜海水出口，9B、高压浓盐水进口。

具体实施方式

附图为本实用新型的一种具体实施列，该实施列包括圆形的陶瓷套管1，所述陶瓷套管1的两端分别对称设有高压管接口和低压管接口，所述陶瓷套管的中部设有陶瓷转子8，陶瓷转子8的两端分别设有陶瓷端帽7，在每个陶瓷端帽7上设有与高压管接口和低压管接口相连接的内部连接管道，所述内部连接管道的外端还设有陶瓷端盖5，所述陶瓷端盖5的外侧还通过紧固螺栓4连接有环形紧固盘3，其特征是：所述高压接口设置在陶瓷套管的径向方向上，所述低压管接口设置在陶瓷套管的轴向方向上，所述内部连接管道为六边形，所述高压管接口和低压管接口的外端口为圆形，内部连接口为内部连接管道对应的六边形。

本实用新型是反渗透海水淡化能量回收装置，它是利用压力交换原理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的一种设备。

在使用能量回收装置时将高压浓盐水接着在陶瓷套管右侧的高压新鲜海水出口9B上，经过水泵抽取的低压新鲜海水管连接在陶瓷套管左侧的低压新鲜海水接口2A上的，高压浓盐水的压力传递给低压新鲜海水水流，这两股水流在陶瓷转子的内部通道中完成压力交换。具体能量传递从低压新鲜海水接口2A进入的低压新鲜海水通过内部连接管通道到达陶瓷转子8，在另一侧高压浓盐水进水口9B进入高压浓盐水的冲击下带动陶瓷转子8转动，后将高压能量传递给另一侧进入的低压新鲜海水，使低压新鲜海水变成高压新鲜海水后高压新鲜水出口9A流出，而高压浓盐水在将能量传递给低压新鲜水后变成低压浓盐水，从低压浓盐水出口2B流出，就完成了能量交换。

反渗透海水淡化系统的浓盐水通过能量回收装置，其压力直接传递给进入的新鲜海水，效率高达95％以上。转子在高压水流和低压水流之间旋转，用新鲜海水取代浓盐水，同时排出浓盐水，水流推动转子自动旋转，转子转速与水流量成正比，同时需要少量高压水流作为润滑流量，润滑流量大约为总出水量的0.5％。

在安装了能量回收装置的反渗透海水淡化系统中，高压泵的流量等于产水流量，而非反渗透海水淡化的总进水流量，因此，能量回收大大降低了通过高压泵的流量。高压泵流量的降低意味着投资和运行成本的降低，回收效率的反渗透海水淡化系统中，总能耗比没有能量回收装置的系统节约了55％左右。

Claims (5)

1.一种海水淡化能量回收设备，其特征是：包括圆形的陶瓷套管(1)，所述陶瓷套管(1)的两端分别对称设有高压管接口(9)和低压管接口(2)，所述陶瓷套管的中部设有陶瓷转子(8)，陶瓷转子(8)的两端分别设有陶瓷端帽(7)，在每个陶瓷端帽上设有与高压管接口和低压管接口相连接的内部连接管道，所述内部连接管道的外端还设有陶瓷端盖(5)，所述陶瓷端盖(5)的外侧还通过紧固螺栓(4)连接有环形紧固盘(3)。

2.根据权利要求1所述海水淡化能量回收设备，其特征是：所述高压接口设置在陶瓷套管的径向方向上。

3.根据权利要求1所述海水淡化能量回收设备，其特征是：所述低压管接口设置在陶瓷套管的轴向方向上。

4.根据权利要求1所述海水淡化能量回收设备，其特征是：所述内部连接管道为六边形。

5.根据权利要求1所述海水淡化能量回收设备，其特征是：所述高压管接口(9)和低压管接口(2)的外端口为圆形，内部连接口为内部连接管道对应的六边形。