JP2009297671A - Displacement type energy recovery apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、海水から塩分を除去し、海水を淡水化する海水淡水化装置もしくは海水淡水化システムに用いられる、エネルギー回収装置に関するものである。特に本発明は、前記海水淡水化装置・システムの信頼性向上、高効率(省エネ)運行や、淡水の高回収効率を実現することが可能な容積形エネルギー回収装置に関するものである。 The present invention relates to an energy recovery device used in a seawater desalination apparatus or a seawater desalination system that removes salt from seawater and desalinates seawater. In particular, the present invention relates to a positive displacement energy recovery apparatus capable of improving the reliability, high-efficiency (energy saving) operation of the seawater desalination apparatus / system, and high recovery efficiency of fresh water.
逆浸透膜法を用いる海水淡水化プラントは、主として、前処理システム、高圧ポンプ、逆浸透膜カートリッジ、エネルギー回収装置から構成されている。取水された海水は、前処理システムにより一定水質の条件に整えられたのち、高圧ポンプにより加圧され、逆浸透膜カートリッジへと圧送される。逆浸透膜カートリッジ内の高圧海水の一部は、浸透圧に打ち勝って膜を通過し、塩分が除去された淡水として取り出される。その他の海水は、塩分濃度が高くなり濃縮された状態で逆浸透膜カートリッジからリジェクト(濃縮水)として排出される。ここで、海水淡水化プラントにおける最大の運用コスト(電力費)は、前処理後の海水を浸透圧に打ち勝てる圧力即ち逆浸透圧まで上昇させるためのエネルギー、つまり高圧ポンプによる加圧エネルギーに大きく依存する。 A seawater desalination plant that uses the reverse osmosis membrane method mainly comprises a pretreatment system, a high-pressure pump, a reverse osmosis membrane cartridge, and an energy recovery device. The taken seawater is adjusted to a condition of constant water quality by a pretreatment system, and then pressurized by a high-pressure pump and pumped to a reverse osmosis membrane cartridge. Part of the high-pressure seawater in the reverse osmosis membrane cartridge overcomes the osmotic pressure, passes through the membrane, and is taken out as fresh water from which salt has been removed. Other seawater is discharged as a reject (concentrated water) from the reverse osmosis membrane cartridge in a state where the salinity is high and concentrated. Here, the maximum operating cost (electric power cost) in a seawater desalination plant greatly depends on the energy for raising the pretreated seawater to a pressure that can overcome the osmotic pressure, that is, the reverse osmotic pressure, that is, the pressurized energy by the high-pressure pump. To do.
すなわち、海水淡水化プラントにおける最大の運用コストである電力費の半分以上は、高圧ポンプによる加圧に費やされることが多い。従って、逆浸透膜カートリッジから排出される高塩分濃度で高圧のリジェクトが保有する圧力エネルギーを有効に回収するエネルギー回収装置が重要な役割を果たす。 That is, more than half of the power cost, which is the maximum operating cost in a seawater desalination plant, is often spent on pressurization by a high-pressure pump. Therefore, an energy recovery device that effectively recovers the pressure energy held by the high salinity and high pressure reject discharged from the reverse osmosis membrane cartridge plays an important role.
図18は、逆浸透膜法を用いる海水淡水化プラントの構成例を示す模式図である。図18に示すように、取水ポンプ2により取水された海水1は、前処理装置3により所定の水質条件に整えられたのち、電動モータ6により駆動される高圧ポンプ5により加圧され、高圧ライン7を経て逆浸透膜カートリッジ8へと圧送される。一方、逆浸透膜カートリッジ8内の高圧室9の海水の一部は、浸透圧に打ち勝って逆浸透膜10を通過し、塩分が除去された脱塩水12として取り出される。その他の海水は、塩分濃度が高くなり濃縮された状態で逆浸透膜カートリッジ8から高圧のリジェクト13として濃縮海水ラインへ排出される。カートリッジ8から排出された高圧のリジェクト(高圧の濃縮水)13は、エネルギー回収装置23に導入される。
FIG. 18 is a schematic diagram showing a configuration example of a seawater desalination plant using the reverse osmosis membrane method. As shown in FIG. 18, the
エネルギー回収装置23は、高塩分濃度の高圧リジェクト13が保有する圧力エネルギーを有効に回収・利用し、システム運行を高効率化する方策(システム)として、容積形エネルギー回収装置を利用している。
なお、容積形エネルギー回収装置の従来の構成例としては、米国特許第5306428号公報(特許文献1)、米国特許第5797429号公報(特許文献2)がある。
The
Examples of conventional configurations of the positive displacement energy recovery apparatus include US Pat. No. 5,306,428 (Patent Document 1) and US Pat. No. 5,977,429 (Patent Document 2).
図19は、従来の容積形エネルギー回収装置の構成例を示す概略図である。容積形エネルギー回収装置23は、主として、方向切換弁20、2つのエネルギー回収チャンバー21、チェック弁モジュール22から構成されている。
前記容積形エネルギー回収装置の機能は、
(1)逆浸透膜カートリッジ8からの高圧リジェクト13を方向切換弁20に導入し、
(2)方向切換弁20の駆動により、各エネルギー回収チャンバー21内に高圧リジェクト13を交互に導入して、
(3)エネルギー回収チャンバー21内のピストンを駆動し、
(4)該ピストンの駆動に伴い給水ライン4からチェック弁モジュール22を介して、エネルギー回収チャンバー21内に導入した海水の昇圧を行い、
(5)前記チェック弁モジュール22を介して、エネルギー回収チャンバー21内にて昇圧した海水を、供給海水バイパスブーストライン24に吐出して、電動モータ26によって駆動されるブースターポンプ27に導入する、
ことである。なお、符号25は、排出ラインである。
FIG. 19 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a conventional positive displacement energy recovery apparatus. The positive displacement
The function of the positive displacement energy recovery device is as follows:
(1) The high pressure reject 13 from the reverse
(2) By driving the
(3) Drive the piston in the
(4) The seawater introduced into the
(5) Via the
That is.
本容積形エネルギー回収装置を海水淡水化プラントに用いることにより、高圧ポンプにて加圧する前処理後の流体流量を低減することができ、運転に要するエネルギー(流量、圧力)の低減化が可能になり、結果的にシステムの運用効率が高くなる。 By using this positive displacement energy recovery system in a seawater desalination plant, it is possible to reduce the flow rate of fluid after pretreatment that is pressurized with a high-pressure pump, and to reduce the energy required for operation (flow rate and pressure). As a result, the operation efficiency of the system is increased.
図20は、エネルギー回収チャンバーの従来の構成例を示す概略図である。図20に示すように、エネルギー回収チャンバー21は、円筒形状のシリンダ131と、シリンダ131内で往復動するピストン133により構成される。前記シリンダ131には、2つの入出力ポート131a,131bが形成されている。また前記ピストン133は、シリンダ131内で軸方向に移動可能に設置されている。
前記エネルギー回収チャンバー21の機能は、
(1)方向切換弁20を通じてチャンバー21内に導入される高圧リジェクト13の圧力により、ピストン133を駆動し、該ピストン133を隔てて取水ポンプ2によりチャンバー21内に導入された海水の増圧を行い、
(2)取水ポンプ2の吐出圧によりピストン133を駆動し、該ピストン133を隔ててチャンバー21内に導入されていたリジェクトを方向切換弁20を経由して排出ライン25に排出する、
ことである。
FIG. 20 is a schematic view showing a conventional configuration example of the energy recovery chamber. As shown in FIG. 20, the
The function of the
(1) The
(2) The
That is.
すなわち、エネルギー回収チャンバー21内においては、(1)海水の導入→(2)高圧リジェクトの導入によるピストンの駆動→(3)海水の増圧→(1)海水の導入、というように、(1)→(2)→(3)のサイクルを繰り返して当該流体の導入と導出が行われる。
(1)→(2)→(3)のサイクルは、次のように言い換えることが出来る。即ち、
(イ)図20において、ピストン133がシリンダ131の左端から右端へ移動するときは、海水の導入と濃縮海水(リジェクト)の排出を行う。
(ロ)ピストン133がシリンダ131の右端から左端へ移動するときは、高圧濃縮海水(高圧リジェクト)の導入による海水の増圧を行う。
(ハ)上記(イ)(ロ)を2つのシリンダ131で交互に繰り返すことで、高圧濃縮海水が有する圧力と流量によるエネルギーを、一定の流量の海水を増圧する態様により回収する。
That is, in the
The cycle of (1) → (2) → (3) can be rephrased as follows. That is,
(A) In FIG. 20, when the
(B) When the
(C) By repeating the above (a) and (b) alternately with the two
上述したような米国特許第5306428号公報(特許文献1)、米国特許第5797429号公報(特許文献2)に代表される、従来の容積形エネルギー回収装置のエネルギー回収チャンバーは、以下に列挙する問題点を有している。
(1)エネルギー回収チャンバーのシリンダの内面に対し、ピストンの外周面が摺動する構成である。特に、大流量を処理する目的で形成される当該チャンバーにおいては、ピストンの摺動面の面積(ピストン直径に比例)とピストンの往復動作範囲(ストローク)が大きくなる。なお、当該チャンバーの寸法例としては、シリンダ内径(≒ピストン外径)が約0.4m、チャンバー長さが約7mである。この例の如く、エネルギー回収チャンバーはサイズが大きく、その構成部材である、ピストンがシリンダ内を摺動するため、ピストンとシリンダの摺動面の面精度および平行度が高く、しかも軸方向に長尺のシリンダ(円筒)を製作する必要があり、製造コストが高い。
(2)海水と濃縮海水の混和をふせぐためには、ピストン側面の漏れを少なくするのが望ましい。しかし、ピストン側面での漏れを少なくする設計(シールの援用、隙間の微小化)は、ピストンの摺動抵抗を大きくする作用があり、エネルギーのロス(損失)が発生する。
(3)海水と濃縮海水の混和をふせぐためには、ピストンを介して海水と濃縮海水が接している時間(すなわちピストンの移動時間)を減らすのが望ましい。このためには、ピストンの移動速度が大きい方が望ましいが、ピストンの摺動によって生じるエネルギーロスが大きくなることに直結する。またピストンの移動速度を速くするとエネルギー回収チャンバー内の流速も上昇し、海水とチャンバー内壁間の摩擦損失も増大する。またピストンの移動時間が短いことは、スルースバルブや逆止弁の駆動周波数が大きくなることを意味し、弁類等の寿命を短くする。
The energy recovery chamber of the conventional positive displacement energy recovery apparatus represented by US Pat. No. 5,306,428 (Patent Document 1) and US Pat. No. 5,977,429 (Patent Document 2) as described above has the following problems. Has a point.
(1) The outer peripheral surface of the piston slides with respect to the inner surface of the cylinder of the energy recovery chamber. In particular, in the chamber formed for the purpose of processing a large flow rate, the area of the sliding surface of the piston (proportional to the piston diameter) and the reciprocating range (stroke) of the piston become large. As an example of the dimensions of the chamber, the cylinder inner diameter (≈piston outer diameter) is about 0.4 m, and the chamber length is about 7 m. As shown in this example, the energy recovery chamber is large in size, and the piston, which is a component of the energy recovery chamber, slides in the cylinder. Therefore, the surface accuracy and parallelism of the sliding surface of the piston and cylinder are high, and long in the axial direction. It is necessary to manufacture a long cylinder (cylindrical), and the manufacturing cost is high.
(2) In order to prevent the mixing of seawater and concentrated seawater, it is desirable to reduce leakage on the side surface of the piston. However, the design that reduces leakage on the side surface of the piston (the use of a seal and the miniaturization of the gap) has the effect of increasing the sliding resistance of the piston, resulting in energy loss.
(3) In order to prevent the mixing of seawater and concentrated seawater, it is desirable to reduce the time during which seawater and concentrated seawater are in contact with each other via the piston (that is, the movement time of the piston). For this purpose, it is desirable that the moving speed of the piston is high, but this is directly linked to an increase in energy loss caused by the sliding of the piston. Further, when the moving speed of the piston is increased, the flow velocity in the energy recovery chamber is also increased, and the friction loss between the seawater and the inner wall of the chamber is increased. Moreover, the short movement time of the piston means that the drive frequency of the sluice valve and the check valve is increased, and the life of valves and the like is shortened.
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、海水淡水化システムや同装置に利用される、容積形エネルギー回収装置において、該装置を構成するエネルギー回収チャンバーに過大な加工精度が要求されず、かつ長尺加工も必要とされることがなく、固体ピストンが存在しないため摺動抵抗による損失が発生することがなく、またエネルギー回収チャンバー内で発生する摩擦損失を低減することができる容積形エネルギー回収装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a positive displacement energy recovery device used in a seawater desalination system or the same device, excessive energy processing accuracy is not required for the energy recovery chamber constituting the device. In addition, there is no need for long processing, there is no solid piston, so there is no loss due to sliding resistance, and the volume type that can reduce the friction loss that occurs in the energy recovery chamber The object is to provide an energy recovery device.
上述の目的を達成するため、本発明の一態様は、流動する高圧液体の圧力を流動する低圧液体に伝達することにより該低圧液体の圧力を高めて該低圧液体側にエネルギーを回収する容積形エネルギー回収装置において、前記高圧液体と前記低圧液体とを導入するエネルギー回収チャンバーを設け、前記高圧液体および前記低圧液体のいずれとも混じらない非混和性の流体を前記エネルギー回収チャンバー内に入れ、前記高圧液体と前記低圧液体とを前記非混和性の流体で隔てるようにしたことを特徴とするものである。
本発明によれば、エネルギー回収チャンバーに非混和性の流体を入れておき、非混和性の流体の一方の側に高圧液体を導入し、非混和性の流体の他方の側に低圧液体を導入することにより、高圧液体と低圧液体とは非混和性の流体で隔てられた状態で、高圧液体の圧力を低圧液体に伝達することができ、該低圧液体の圧力を高めて該低圧液体側にエネルギーを回収することができる。
In order to achieve the above-described object, one aspect of the present invention is a volumetric type in which the pressure of the flowing high-pressure liquid is transmitted to the flowing low-pressure liquid to increase the pressure of the low-pressure liquid and recover energy on the low-pressure liquid side. In the energy recovery apparatus, an energy recovery chamber for introducing the high-pressure liquid and the low-pressure liquid is provided, an immiscible fluid that does not mix with either the high-pressure liquid or the low-pressure liquid is placed in the energy recovery chamber, and the high-pressure liquid The liquid and the low-pressure liquid are separated from each other by the immiscible fluid.
According to the present invention, an immiscible fluid is placed in the energy recovery chamber, a high pressure liquid is introduced on one side of the immiscible fluid, and a low pressure liquid is introduced on the other side of the immiscible fluid. By doing so, the pressure of the high pressure liquid can be transmitted to the low pressure liquid in a state where the high pressure liquid and the low pressure liquid are separated by the immiscible fluid, and the pressure of the low pressure liquid is increased to the low pressure liquid side. Energy can be recovered.
本発明の好ましい態様は、前記非混和性の流体は、イオン液体からなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記非混和性の流体は、油からなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記非混和性の流体は、非極性溶媒からなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記非混和性の流体は、液体金属からなることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the immiscible fluid is an ionic liquid.
In a preferred aspect of the present invention, the immiscible fluid is oil.
In a preferred aspect of the present invention, the immiscible fluid is composed of a nonpolar solvent.
In a preferred aspect of the present invention, the immiscible fluid is made of a liquid metal.
本発明の好ましい態様は、前記エネルギー回収チャンバーは、二つの容器と、該二つの容器の下部または底部において該二つの容器を連通する連通部とを備え、前記非混和性の流体は、前記高圧液体ならびに前記低圧液体のいずれよりも比重が大きく、前記二つの容器の下部に存在し、かつ前記連通部も満たし、前記高圧液体は前記二つの容器のうち一方の容器の上部に存在し、前記低圧液体は他方の容器の上部に存在し、エネルギー回収運転中には、前記高圧液体と前記低圧液体は、それぞれの容器の下部で前記非混和性の流体で隔てられ、それぞれ、異なる容器側に進入することがないようにすることを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, the energy recovery chamber includes two containers and a communication portion that communicates the two containers at the bottom or bottom of the two containers, and the immiscible fluid is the high-pressure fluid. The specific gravity is greater than any of the liquid and the low-pressure liquid, is present in the lower part of the two containers, and also fills the communication part, and the high-pressure liquid exists in the upper part of one of the two containers, The low pressure liquid is present in the upper part of the other container, and during the energy recovery operation, the high pressure liquid and the low pressure liquid are separated by the immiscible fluid in the lower part of each container, It is characterized by preventing entry.
本発明によれば、エネルギー回収チャンバーには、容器の上部に入出力ポート(開口部)が形成されており、入出力ポートを介して高圧液体と低圧液体が該チャンバーに導入または導出されるようになっている。二つの容器には、該容器の下側の概略半分の容積を満たすように、高圧液体および低圧液体のいずれとも混じらない非混和性の流体が入れられている。高圧液体は、一方の容器の上部に導入されるようになっており、低圧液体は、他方の容器の上部に導入されるようになっている。そして、エネルギー回収チャンバー内において、高圧液体と低圧液体とが非混和性の流体で隔てられた状態で、高圧液体の圧力を低圧液体に伝達することにより、低圧液体の圧力を高めて該低圧液体の側にエネルギーを回収する。このエネルギーの回収運転中、高圧液体と低圧液体は、それぞれの容器の下部で非混和性の流体で仕切られ、それぞれ、異なる容器側に進入することがないように制御されている。 According to the present invention, the energy recovery chamber has an input / output port (opening) formed in the upper part of the container, so that the high-pressure liquid and the low-pressure liquid are introduced into or led out from the chamber through the input / output port. It has become. The two containers contain an immiscible fluid that is immiscible with either the high pressure liquid or the low pressure liquid so as to fill approximately half the volume under the container. The high pressure liquid is introduced into the upper part of one container, and the low pressure liquid is introduced into the upper part of the other container. In the energy recovery chamber, the pressure of the high pressure liquid is transmitted to the low pressure liquid in a state where the high pressure liquid and the low pressure liquid are separated by the immiscible fluid, thereby increasing the pressure of the low pressure liquid. Recover energy on the side. During the energy recovery operation, the high-pressure liquid and the low-pressure liquid are partitioned by the immiscible fluid at the lower part of each container, and are controlled so as not to enter different container sides.
本発明の好ましい態様は、前記エネルギー回収チャンバーは、二つの容器と、該二つの容器の上部において該二つの容器を連通する連通部とを備え、前記非混和性の流体は、前記高圧液体ならびに前記低圧液体のいずれよりも比重が小さく、前記二つの容器の上部に存在し、かつ前記連通部も満たし、前記高圧液体は前記二つの容器のうち一方の容器の下部に存在し、前記低圧液体は他方の容器の下部に存在し、エネルギー回収運転中には、前記高圧液体と前記低圧液体は、それぞれの容器の上部で前記非混和性の流体で隔てられ、それぞれ、異なる容器側に進入することがないようにすることを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, the energy recovery chamber includes two containers and a communication portion that communicates the two containers at the top of the two containers, and the immiscible fluid includes the high-pressure liquid and The specific gravity is smaller than any of the low-pressure liquids, exists in the upper part of the two containers, and also fills the communication part, and the high-pressure liquid exists in the lower part of one of the two containers, and the low-pressure liquid Exists in the lower part of the other container, and during the energy recovery operation, the high-pressure liquid and the low-pressure liquid are separated by the immiscible fluid at the upper part of each container, and each enters a different container side. It is characterized by preventing it from happening.
本発明によれば、エネルギー回収チャンバーには、容器の下部に入出力ポート(開口部)が形成されており、入出力ポートを介して高圧液体と低圧液体が該チャンバーに導入または導出されるようになっている。二つの容器には、該容器の上側の概略半分の容積を満たすように、高圧液体および低圧液体のいずれとも混じらない非混和性の流体が入れられている。高圧液体は、一方の容器の下部に導入されるようになっており、低圧液体は、他方の容器の下部に導入されるようになっている。そして、エネルギー回収チャンバー内において、高圧液体と低圧液体とが非混和性の流体で隔てられた状態で、高圧液体の圧力を低圧液体に伝達することにより、低圧液体の圧力を高めて該低圧液体の側にエネルギーを回収する。このエネルギーの回収運転中、高圧液体と低圧液体は、それぞれの容器の上部で非混和性の流体で仕切られ、それぞれ、異なる容器側に進入することがないように制御されている。 According to the present invention, the energy recovery chamber has an input / output port (opening) formed in the lower part of the container, so that the high-pressure liquid and the low-pressure liquid are introduced into or led out from the chamber through the input / output port. It has become. The two containers contain an immiscible fluid that is immiscible with either the high pressure liquid or the low pressure liquid so as to fill approximately the half volume of the upper side of the container. The high pressure liquid is introduced into the lower part of one container, and the low pressure liquid is introduced into the lower part of the other container. In the energy recovery chamber, the pressure of the high pressure liquid is transmitted to the low pressure liquid in a state where the high pressure liquid and the low pressure liquid are separated by the immiscible fluid, thereby increasing the pressure of the low pressure liquid. Recover energy on the side. During the energy recovery operation, the high-pressure liquid and the low-pressure liquid are partitioned by an immiscible fluid at the top of each container, and are controlled so as not to enter different container sides.
本発明の海水淡水化装置の一態様は、前記高圧ポンプから排出された高圧の海水を逆浸透膜で膜処理して脱塩水を生成する逆浸透膜カートリッジと、前記逆浸透膜で処理されないで前記逆浸透膜カートリッジから排出された濃縮水の圧力を利用して、供給された海水を加圧する容積形エネルギー回収装置と、前記容積形エネルギー回収装置により加圧された加圧海水を昇圧して前記高圧ポンプから排出された高圧の海水に合流させる加圧装置とを備えた海水淡水化装置であって、前記容積形エネルギー回収装置は、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の容積形エネルギー回収装置であることを特徴とする。
One aspect of the seawater desalination apparatus of the present invention is a reverse osmosis membrane cartridge that generates demineralized water by membrane treatment of high-pressure seawater discharged from the high-pressure pump with a reverse osmosis membrane, and is not treated with the reverse osmosis membrane. Using the pressure of the concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane cartridge, the volumetric energy recovery device that pressurizes the supplied seawater, and the pressurized seawater pressurized by the volumetric
本発明によれば、以下に列挙する効果を奏する。
(1)固体ピストンが存在しないため、エネルギー回収チャンバーに過大な加工精度は要求されないし、極端な長尺加工も必要としない。したがって、製作コストを低減することができる。
(2)固体ピストンが存在しないため、摺動抵抗による損失が発生することがない。
(3)入口側海水と出口側海水がピストンを介するよりも混和しにくいので、入口側海水と出口側海水が接している時間を極端に短くする必要はない。このため、エネルギー回収チャンバー内の流速が過大となり摩擦損失が大きくなることはない。また、エネルギー回収チャンバーの体積が一定で、流量が一定でも、チャンバーの断面積を変更して流速を下げることによって摩擦損失を減らすことができ、設計に自由度がある。スルースバルブや逆止弁の駆動周波数を小さくすることができ、弁類等の寿命が長くなる。
The present invention has the following effects.
(1) Since there is no solid piston, excessive energy processing accuracy is not required for the energy recovery chamber, and extremely long processing is not required. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
(2) Since there is no solid piston, there is no loss due to sliding resistance.
(3) Since the inlet-side seawater and the outlet-side seawater are harder to mix than through the piston, it is not necessary to extremely shorten the time during which the inlet-side seawater and the outlet-side seawater are in contact. For this reason, the flow velocity in the energy recovery chamber is not excessive and friction loss does not increase. Even if the volume of the energy recovery chamber is constant and the flow rate is constant, the friction loss can be reduced by changing the cross-sectional area of the chamber to reduce the flow velocity, and the design is flexible. The drive frequency of the sluice valve and check valve can be reduced, and the life of valves and the like is extended.
以下、本発明に係る海水淡水化用エネルギー回収装置の実施形態について図1乃至図17を参照して説明する。なお、図1乃至図17において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図1は、本発明のエネルギー回収装置が適用される海水淡水化プラント(海水淡水化装置・システム)の構成例を示す模式図である。図1に示すように、取水ポンプ2により取水された海水1は、前処理装置3により所定の水質条件に整えられたのち、電動モータ6により駆動される高圧ポンプ5により加圧され、高圧ライン7を経て逆浸透膜カートリッジ8へと圧送される。尚、高圧ポンプ5は制御弁又はインバータにより流量制御を行うこともできる。一方、逆浸透膜カートリッジ8内の高圧室9の海水中の水分の一部は、浸透圧に打ち勝って逆浸透膜10を通過し、塩分が除去された脱塩水12として取り出される。その他の海水は、塩分濃度が高くなり濃縮された状態で逆浸透膜カートリッジ8から高圧のリジェクト(高圧の濃縮水)13として濃縮海水ラインへ排出される。逆浸透膜カートリッジ8から排出された高圧のリジェクト13は、容積形エネルギー回収装置23に導入される。容積形エネルギー回収装置23において、圧力が回収されて圧力エネルギーを失ったリジェクトは、低圧のエネルギー回収リジェクト25として排出される。容積形エネルギー回収装置23により、供給ライン4の海水の一部が昇圧されて、供給海水バイパスブーストライン24へと排出される。
Hereinafter, an embodiment of an energy recovery device for seawater desalination according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 17. 1 to 17, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a seawater desalination plant (seawater desalination apparatus / system) to which the energy recovery apparatus of the present invention is applied. As shown in FIG. 1,
供給海水バイパスブーストライン24へ排出された海水は、容積形エネルギー回収装置23により昇圧されているが、逆浸透膜カートリッジ8へと向う海水よりも低い圧力となっている。そこで、本発明のエネルギー回収装置が適用される海水淡水化プラントにおいては、この両者を合流させるために、供給海水バイパスブーストライン24とブースターポンプ吐出ライン19との間に、エネルギー回収ポンプタービン18を設置している。エネルギー回収ポンプタービン18のタービン14内に設置されたタービンインペラは、高圧ポンプ5からの高圧水の保有する圧力エネルギーのごくわずかを取り出すことにより駆動され、タービン14と同軸上に固定されたポンプインペラを回転することにより、供給海水バイパスブーストライン24からブースターポンプ吐出ライン19までのポンプアップが実現される。タービンインペラから排出された高圧水はタービン吐出ライン27に流れ出る。この方法によれば、従来技術(図22参照)で必要であった電動モータ26を省略できるのに加え、ブースターポンプ17の高圧水シールの構造が不要となるなど、構造の大幅な簡素化と低コスト化を実現することができる。
The seawater discharged to the supply seawater
図2は、本発明のエネルギー回収装置が適用される海水淡水化プラントの他の構成例を示す模式図である。図2に示すように、取水ポンプ2により取水された海水1は、前処理装置3により所定の水質条件に整えられたのち、電動モータ6により駆動される高圧ポンプ5により加圧され、高圧ライン7を経由して逆浸透膜カートリッジ8へと圧送される。尚、高圧ポンプ5は制御弁又はインバータにより流量制御を行うこともできる。一方、逆浸透膜カートリッジ8内の高圧室9の海水中の水分の一部は、逆浸透圧力に打ち勝って逆浸透膜10を通過し、塩分が除去された脱塩水12として取り出される。その他の海水は、塩分濃度が高くなり濃縮された状態で逆浸透膜カートリッジ8から高圧のリジェクト13として濃縮海水ラインへ排出される。カートリッジ8から排出された高圧のリジェクト13は、容積形エネルギー回収装置23に導入される。容積形エネルギー回収装置23において、圧力が回収されて圧力エネルギーを失ったリジェクトは、低圧のエネルギー回収リジェクト25として排出される。容積形エネルギー回収装置23により、供給ライン4の海水の一部が昇圧されて、供給海水バイパスブーストライン24へと排出される。
FIG. 2 is a schematic diagram showing another configuration example of the seawater desalination plant to which the energy recovery apparatus of the present invention is applied. As shown in FIG. 2,
供給海水バイパスブーストライン24へ排出された海水は、容積形エネルギー回収装置23により昇圧されているが、逆浸透膜カートリッジ8へと向う海水よりも低い圧力となっている。そこで、本発明のエネルギー回収チャンバーが適用される海水淡水化プラントにおいては、この両者を合流させるために、供給海水バイパスブーストライン24と高圧ライン7との間に、エネルギー回収ポンプタービン18を設置している。エネルギー回収ポンプタービン18のタービンインペラは、逆浸透膜カートリッジ8への濃縮海水ライン(リジェクト)13のごく一部をタービン入口ライン28から取り出すことにより駆動される。この結果、タービン14と同軸上に固定されたポンプインペラが回転し、供給海水バイパスブーストライン24から高圧ライン7までのポンプアップが実現される。この方法によれば、従来技術(図22参照)で必要であった電動モータ26やインバータ(外部からのエネルギーを供給しなければならない電気機器及びその配線)を省略できるのに加え、ブースターポンプ17の高圧水シールの構造が不要となるなど、構造の大幅な簡素化と低コスト化を実現することができる。結果として、システム全体としての信頼性の向上に繋がる。さらに、リジェクト水の一部をタービン入口ライン28から排出することにより、供給ライン4から容積型ピストンポンプ23へ吸入される海水量を低減し、結果的に高圧ポンプ5の運転流量を増すことにより高効率な高圧ポンプ5の選定を可能にするものである。また図1に示す態様では、エネルギー回収ポンプタービン18のタービンインペラを駆動するためのエネルギー分だけ、高圧ポンプ5のヘッドを高く設定する必要があったが、図2に示す態様ではその必要もなくなるという利点がある。
The seawater discharged to the supply seawater
エネルギー回収ポンプタービン18の制御は、タービン部への流入流量制御により行うが、そのエネルギー源として一定圧力源としての逆浸透膜カートリッジ8を用いて高圧ポンプ5を運転すると得られる高圧濃縮海水がタービン14内へ流下することにより、つまりシステム内の流体力により自己調整的に制御できるため、ブースターポンプ17を電動モータ26により駆動する従来技術(図22参照)に比べて操作性・制御性が容易になるという特徴がある。
The energy
図3は、図1および図2に示す海水淡水化プラントに適用される本発明の容積形エネルギー回収装置23を示す模式図である。図3に示すように、容積形エネルギー回収装置23は、主として、方向切換弁20、2つのエネルギー回収チャンバー21、チェック弁モジュール22から構成されている。容積形エネルギー回収装置23において、逆浸透膜カートリッジ8からの高圧リジェクト13を方向切換弁20に導入し、方向切換弁20の駆動により、各エネルギー回収チャンバー21内に高圧リジェクト13を交互に導入して、給水ライン4からチェック弁モジュール22を介して、エネルギー回収チャンバー21内に導入した海水の昇圧を行い、チェック弁モジュール22を介して、エネルギー回収チャンバー21にて昇圧した海水を、供給海水バイパスブーストライン24に吐出して、エネルギー回収ポンプタービン18のタービン14によって駆動されるブースターポンプ17に導入する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the positive displacement
図4は、本発明の第1の実施形態に係るエネルギー回収チャンバーを示す図である。図4に示すように、エネルギー回収チャンバー21は、二つの筒状の容器31,32と、これら二つの筒状の容器31,32を下部側で連通する連通管33とを備えている。本実施形態では、容器31,32は円筒状または角筒状の容器から構成されており、二つの容器31,32は概略同一の内容積を有している。
前記エネルギー回収チャンバー21には、容器の上端部に2つの入出力ポート(開口部)21a,21bが形成されており、入出力ポート21a,21bを介して濃縮海水(高濃度海水)と海水(原海水)が該チャンバー21に導入または導出されるようになっている。二つの筒状の容器31,32には、該容器31,32の下側の概略半分の容積を満たすように、濃縮海水(高濃度海水)および海水(原海水)のいずれとも混じらない非混和性の流体NFが入れられている。そして、濃縮海水(高濃度海水)は、一方の容器の上部に導入されるようになっており、海水(原海水)は、他方の容器の上部に導入されるようになっている。図4に示す実施形態では、濃縮海水(高濃度海水)は、容器32の上部に導入されるようになっており、海水(原海水)は、容器31の上部に導入されるようになっている。以下、非混和性の流体NFは、適宜、非混和性の液体NFとも云う。
FIG. 4 is a diagram showing an energy recovery chamber according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the
In the
すなわち、エネルギー回収チャンバー21内において、高圧の液体である濃縮海水(高濃度海水)HWと低圧の液体である海水(原海水)LWとを非混和性の流体NFで隔てるように構成している。そして、逆浸透膜カートリッジ8から排出された高圧の液体である濃縮海水HWと給水ライン4から供給される海水(原海水)LWをエネルギー回収チャンバー21に導入または導出することにより、濃縮海水HWの圧力を低圧の液体である海水(原海水)LWに伝達することにより、低圧の液体である海水(原海水)LWの圧力を高めて該海水(原海水)LWの側にエネルギーを回収するようにしている。このエネルギーの回収運転中、高圧の液体である濃縮海水HWと低圧の海水LWは、それぞれの容器の下部で非混和性の流体NFで仕切られ、それぞれ、異なる容器側に進入することがないように制御されている。
That is, in the
図4に示すように、容器31,32には、超音波液位センサ37や、電気容量または導電率の変化で液位を計測する液位センサ38が設置されている。これにより、各容器内で非混和性の流体NFが入っている(存在する)ように、容器内の液位が制御される。すなわち、濃縮海水は、容器32内において液面が上下し、また海水(原海水)は、容器31内において液面が上下するだけであって、濃縮海水HWと海水(原海水)LWは非混和性の流体NFで常に隔てられている。
As shown in FIG. 4, the
次に、図3および図4に示すように構成された容積形エネルギー回収装置の動作を図5および図6を参照して説明する。
(1)リジェクト13(濃縮海水HW)が制御弁20の供給ポートに導入される。
(2)取水海水LWが給水ライン4を通じて、切り替え弁部22に導入される。
(3)制御弁20のスプールの動作にともない、エネルギー回収チャンバー21内の非混和性の流体NFの液面が変化する。
Next, the operation of the positive displacement energy recovery apparatus configured as shown in FIGS. 3 and 4 will be described with reference to FIGS.
(1) The reject 13 (concentrated seawater HW) is introduced into the supply port of the
(2) Intake seawater LW is introduced into the switching
(3) As the spool of the
動作例
(A)制御弁20の供給ポートPと制御ポートAが連通する方向にスプール302が動作した場合を図5に示す。
濃縮海水HWの圧力が、制御弁20を通じて(Pポート→Aポート)エネルギー回収チャンバー21(図5中の上)内の非混和性の流体NFの制御弁20側の面(図中右側面)に作用する。
エネルギー回収チャンバー21(図5中の上)内の非混和性の流体NFが、同図中の右側の容器32から左側の容器31に流動する。
エネルギー回収チャンバー21(図5中の上)内に、切り替え弁部22を通じて導入された海水が、非混和性の流体NFの動作により増圧され、切り替え弁部22を通じてブースターポンプ17に導入される。
また併行して、制御弁20の制御ポートBと戻りポートRが連通し、給水ライン圧力が切り替え弁部22を通じて、エネルギー回収チャンバー21(図5中の下)の非混和性の流体NFの切り替え弁部22側(図中左側面)に作用する。エネルギー回収チャンバー21(図5中の下)内の非混和性の流体NFが、同図中の左側の容器31から右側の容器32に流動する。
Operation Example (A) FIG. 5 shows a case where the
The pressure of the concentrated seawater HW passes through the control valve 20 (P port → A port), the surface on the
The immiscible fluid NF in the energy recovery chamber 21 (upper in FIG. 5) flows from the
Seawater introduced through the switching
At the same time, the control port B and the return port R of the
非混和性の流体NFの流動速度は、切り替え弁部22通過後の圧力と供給海水バイパスブーストライン24の圧力の差により決まり、かつ、非混和性の流体NFが流動するための条件は、
「切り替え弁部22の通過後の圧力」>「供給海水バイパスブーストライン24」
となる。
なお、非混和性の流体NFの流動速度の設定は、供給海水バイパスブーストライン上にバルブ(図示していない)を設置し、該バルブの開度操作で行う。
次に、エネルギー回収チャンバー21内(図5中の下)の非混和性の流体NFにより隔壁された、切り替え弁部22側の容器31に海水が充填される。
The flow rate of the immiscible fluid NF is determined by the difference between the pressure after passing through the switching
“Pressure after passing through switching
It becomes.
The flow rate of the immiscible fluid NF is set by opening a valve (not shown) on the supply seawater bypass boost line and operating the valve.
Next, seawater is filled in the
(B)制御弁20の供給ポートPと制御ポートBが連通する方向にスプール302が動作した場合を図6に示す。
リジェクト(濃縮海水HW)の圧力が、制御弁20を通じて(Pポート→Bポート)エネルギー回収チャンバー21(図6中の下)の非混和性の流体NFの制御弁20側の面(図中右側面)に作用する。
エネルギー回収チャンバー21(図6中の下)内の非混和性の流体NFが、同図中の右側の容器32から左側の容器31に流動する。
エネルギー回収チャンバー21(図6中の下)内に、切り替え弁部22を通じて導入された海水が非混和性の流体NFの動作により増圧され、切り替え弁部22を通じてブースターポンプ17に導入される。
また併行して、制御弁20の制御ポートAと戻りポートRが連通し、給水ライン圧力が切り替え弁部22を通じて、エネルギー回収チャンバー21(図6中の上)の非混和性の流体NFの切り替え弁部22側(図中左側面)に作用する。エネルギー回収チャンバー21(図6中の上)内の非混和性の流体NFが、同図中の左側の容器31から右側の容器32に流動する。
(B) FIG. 6 shows a case where the
The pressure of the reject (concentrated seawater HW) passes through the control valve 20 (P port → B port), the surface on the
The immiscible fluid NF in the energy recovery chamber 21 (lower in FIG. 6) flows from the
Seawater introduced through the switching
At the same time, the control port A and the return port R of the
非混和性の流体NFの流動速度は、切り替え弁部22通過後の圧力と供給海水バイパスブーストライン24の圧力の差により決まり、かつ、非混和性の流体NFが流動するための条件は、
「切り替え弁部22の通過後の圧力」>「供給海水バイパスブーストライン24の圧力」
となる。
なお、非混和性の流体NFの流動速度の設定は、供給海水バイパスブーストライン上にバルブ(図示していない)を設置し、該バルブの開度操作で行う。
次に、エネルギー回収チャンバー21内(図6中の上)の非混和性の流体NFにより隔壁された、切り替え弁部22側の容器31に海水が充填される。
上記のように容積形エネルギー回収装置23における(A)、(B)の動作(制御弁)を行うことで、リジェクト(濃縮海水HW)の圧力を利用した取水海水(原海水LW)の増圧が行われる。
The flow rate of the immiscible fluid NF is determined by the difference between the pressure after passing through the switching
“Pressure after passing through the switching
It becomes.
The flow rate of the immiscible fluid NF is set by opening a valve (not shown) on the supply seawater bypass boost line and operating the valve.
Next, seawater is filled in the
By performing the operations (control valves) (A) and (B) in the positive displacement
図7は、本発明の第2の実施形態に係るエネルギー回収チャンバーを示す図である。図7に示す実施形態に係るエネルギー回収チャンバーは、図4に示す実施形態に係るエネルギー回収チャンバーを上下逆にした形態をしている。すなわち、図7に示すように、エネルギー回収チャンバー21は、二つの筒状の容器31,32と、これら二つの筒状の容器31,32を上部側で連通する連通管33とを備えている。本実施形態では、容器31,32は円筒状または角筒状の容器から構成されており、二つの容器31,32は概略同一の内容積を有している。
前記エネルギー回収チャンバー21には、容器の下端部に2つの入出力ポート(開口部)21a,21bが形成されており、入出力ポート21a,21bを介して濃縮海水(高濃度海水)と海水(原海水)が該チャンバー21に導入または導出されるようになっている。二つの筒状の容器31,32には、該容器31,32の上側の概略半分の容積を満たすように、濃縮海水(高濃度海水)および海水(原海水)のいずれとも混じらない非混和性の流体NFが入れられている。そして、濃縮海水(高濃度海水)は、一方の容器の下部に導入されるようになっており、海水(原海水)は、他方の容器の下部に導入されるようになっている。図7に示す実施形態では、濃縮海水(高濃度海水)は、容器32の下部に導入されるようになっており、海水(原海水)は、容器31の下部に導入されるようになっている。
FIG. 7 is a view showing an energy recovery chamber according to the second embodiment of the present invention. The energy recovery chamber according to the embodiment shown in FIG. 7 has a configuration in which the energy recovery chamber according to the embodiment shown in FIG. 4 is turned upside down. That is, as shown in FIG. 7, the
In the
すなわち、エネルギー回収チャンバー21内において、高圧の液体である濃縮海水(高濃度海水)HWと低圧の液体である海水(原海水)LWとを非混和性の流体NFで隔てるように構成している。そして、逆浸透膜カートリッジ8から排出された高圧の液体である濃縮海水HWと給水ライン4から供給される海水(原海水)LWをエネルギー回収チャンバー21に導入または導出することにより、濃縮海水HWの圧力を低圧の液体である海水(原海水)LWに伝達することにより、低圧の液体である海水(原海水)LWの圧力を高めて該海水(原海水)LWの側にエネルギーを回収するようにしている。このエネルギーの回収運転中、高圧の液体である濃縮海水HWと低圧の海水LWは、それぞれの容器の上部で非混和性の流体NFで仕切られ、それぞれ、異なる容器側に進入することがないように制御されている。
That is, in the
容器31,32には、超音波液位センサや、電気容量または導電率の変化で液位を計測する液位センサが設置されている(図示せず)。これにより、各容器内で非混和性の流体NFが入っている(存在する)ように、容器内の液位が制御される。すなわち、濃縮海水は、容器32内において液面が上下し、また海水(原海水)は、容器31内において液面が上下するだけであって、濃縮海水HWと海水(原海水)LWは非混和性の流体NFで常に隔てられている。図7に示すエネルギー回収チャンバー21においては、濃縮海水、海水および非混和性の流体の位置が図4に示すエネルギー回収チャンバー21の場合と異なるが、その動作は同様である。
The
図8は、本発明の第3の実施形態に係るエネルギー回収チャンバーを示す図であり、図8(a)は断面図であり、図8(b)は平面図である。図8(a)に示すように、エネルギー回収チャンバー21は、二つの筒状の容器41,42と、これら二つの筒状の容器41,42を底部側で連通する容器状の連通体43とを備えている。本実施形態では、容器41,42は円筒状の容器から構成されており、底部が開口している。そして、容器41,42の底部を閉塞するとともに、容器41,42を底部側で連通させるために矩形断面を有した容器状の連通体43が設けられている。二つの容器41,42は概略同一の内容積を有している。
前記エネルギー回収チャンバー21には、容器の上端部に2つの入出力ポート(開口部)21a,21bが形成されており、入出力ポート21a,21bを介して濃縮海水(高濃度海水)と海水(原海水)が該チャンバー21に導入または導出されるようになっている。二つの筒状の容器41,42には、該容器41,42の下側の概略半分の容積を満たすように、濃縮海水(高濃度海水)および海水(原海水)のいずれとも混じらない非混和性の流体NFが入れられている。そして、濃縮海水(高濃度海水)は、一方の容器の上部に導入されるようになっており、海水(原海水)は、他方の容器の上部に導入されるようになっている。図8に示す実施形態では、濃縮海水(高濃度海水)HWは、容器42の上部に導入されるようになっており、海水(原海水)LWは、容器41の上部に導入されるようになっている。
8A and 8B are views showing an energy recovery chamber according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8A is a cross-sectional view, and FIG. 8B is a plan view. As shown in FIG. 8 (a), the
In the
すなわち、エネルギー回収チャンバー21内において、高圧の液体である濃縮海水(高濃度海水)HWと低圧の液体である海水(原海水)LWとを非混和性の流体NFで隔てるように構成している。そして、逆浸透膜カートリッジ8から排出された高圧の液体である濃縮海水HWと給水ライン4から供給される海水(原海水)をエネルギー回収チャンバー21に導入または導出することにより、濃縮海水HWの圧力を低圧の液体である海水(原海水)LWに伝達することにより、低圧の液体である海水(原海水)LWの圧力を高めて該海水(原海水)LWの側にエネルギーを回収するようにしている。このエネルギーの回収運転中、高圧の液体である濃縮海水HWと低圧の海水LWは、それぞれの容器の下部で非混和性の流体NFで仕切られ、それぞれ、異なる容器側に進入することがない。すなわち、濃縮海水は、容器42内において液面が上下し、また海水(原海水)は、容器41内において液面が上下するだけであって、濃縮海水HWと海水(原海水)LWは非混和性の流体NFで常に隔てられている。
That is, in the
図8に示すエネルギー回収チャンバーは、図4に示すエネルギー回収チャンバーの円管状の連通管33を矩形断面を有した容器状の連通体43に代えたものである。これにより、2つの容器41,42間を連通する連通路の流路面積を増加させることができ、連通路の圧力損失を減少させることができる。図8に示すエネルギー回収チャンバーの動作は、図4に示すエネルギー回収チャンバーと同様である。
The energy recovery chamber shown in FIG. 8 is obtained by replacing the
図9は、本発明の第4の実施形態に係るエネルギー回収チャンバーを示す図である。図9に示すように、本実施形態におけるエネルギー回収チャンバーは、図4に示すエネルギー回収チャンバーにフロートを追加したものである。すなわち、容器31,32内には、それぞれフロート35が収容されている。フロート35は、容器31,32内で非混和性の流体NFと濃縮海水HW又は海水(原海水)LWとの界面上に位置している。
図10および図11は、フロートを用いたエネルギー回収チャンバーを備えた容積形エネルギー回収装置の動作を示す図である。図10および図11に示すように、フロートを用いたエネルギー回収チャンバーを備えた容積形エネルギー回収装置の動作は、図5および図6に示す動作と同様である。
FIG. 9 is a view showing an energy recovery chamber according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the energy recovery chamber in this embodiment is obtained by adding a float to the energy recovery chamber shown in FIG. That is, the
10 and 11 are diagrams illustrating the operation of the positive displacement energy recovery apparatus including the energy recovery chamber using the float. As shown in FIGS. 10 and 11, the operation of the positive displacement energy recovery apparatus including the energy recovery chamber using the float is the same as the operation shown in FIGS. 5 and 6.
本発明のエネルギー回収チャンバー21において、フロート35は、非混和性の流体NFがエネルギー回収チャンバーの外部に漏洩・流出する非常事態を避ける安全装置として機能する。
すなわち、フロート35がエネルギー回収チャンバー21の内部端面に接近すること、ないし接触することを近接センサーやタッチセンサー39(図9参照)で検出し、もってエネルギー回収装置の弁等の動作切り替え信号として発信する。また、フロート35がエネルギー回収チャンバー21の内部端面に接近すること、ないし接触することを近接センサーやタッチセンサー39で検出し、もって異常動作とみなし、非常停止等の措置をとる信号出力とする。
また、フロート35は、非混和性の流体NFと海水の有効接触面積を減らし、よって海水と非混和性液体の混合を抑制する。この場合、図12に示すように、容器31,32内のフロート35は平板状であり、その表面と裏面をそれぞれ親水性、疎水性に加工してあることが望ましい。すなわち、フロート35が広い面積の平板状であれば、非混和性の流体NFと濃縮海水又は海水(原海水)との有効接触面積を減らすことができる。
In the
That is, the proximity sensor or the touch sensor 39 (see FIG. 9) detects that the
In addition, the
次に、非混和性の流体に必要な物性について説明する。
非混和性の流体に必要な物性は、海水と混ざらないことが必須である。付随的な条件としては、なるべく粘性が小さいこと、重力によって海水との位置関係(上下関係)を安定に保つ必要のある装置構成の場合に海水と比重が異なること、取り扱いの容易さの観点から毒性、揮発性および可燃性が無いことが好ましい。
海水と混ざらないという観点では、非混和性の流体として、いわゆる油、精油、液体金属、イオン液体、非極性溶媒が挙げられる。従来のピストン式のエネルギー回収装置とほぼ同等の構成の装置とするという観点では、非混和性の流体として圧縮性の少ない液体を用いるのが望ましい。
Next, physical properties necessary for the immiscible fluid will be described.
It is essential that the physical properties required for immiscible fluids are not mixed with seawater. The incidental conditions are that the viscosity should be as small as possible, the specific gravity differs from seawater in the case of a device configuration that needs to maintain a stable positional relationship (vertical relationship) with seawater due to gravity, and from the viewpoint of ease of handling It is preferably non-toxic, volatile and flammable.
From the viewpoint of not mixing with seawater, examples of immiscible fluids include so-called oils, essential oils, liquid metals, ionic liquids, and nonpolar solvents. From the viewpoint of making the device substantially the same as a conventional piston-type energy recovery device, it is desirable to use a liquid with low compressibility as the immiscible fluid.
次に、非混和性の流体として使用可能な油を例示する。
植物性、動物性、鉱物性の油から適切ないかなる油を用いてもよい。一般に、不揮発性であり安全面からも問題の少ない植物油には、非混和性の流体として使用できるものが多い。例えば菜種油、ヒマワリ油、ごま油などである。このほかの油としては、流動パラフィン、シリコーンオイルなどが使用可能である。常温では固体であるパラフィン(石油ワックス)も47〜60℃では液化して水と混ざらないので、融点以上に加熱・保温すれば使用できる。植物に含まれる、油脂に似た物質である精油も水と混じらない点では使用可能であるが、揮発性であるため通常の油よりは非混和性の流体として適用しにくい。
Next, oils that can be used as immiscible fluids are exemplified.
Any suitable oil from vegetable, animal and mineral oils may be used. Generally, many vegetable oils that are non-volatile and less problematic from the viewpoint of safety can be used as immiscible fluids. For example, rapeseed oil, sunflower oil, sesame oil and the like. As other oils, liquid paraffin, silicone oil and the like can be used. Paraffin (petroleum wax), which is solid at room temperature, liquefies at 47 to 60 ° C. and does not mix with water, so it can be used if it is heated and kept above its melting point. Essential oil, which is a substance similar to fats and oils contained in plants, can be used in that it does not mix with water, but because it is volatile, it is harder to apply as an immiscible fluid than ordinary oil.
次に、非混和性の流体として使用可能な液体金属について説明する。
液体金属は、比重が海水と大きく異なる点では有利である。液体金属として、代表的なものは水銀であるが、毒性の点からは不向きであり、使用時には漏洩や海水への微量な溶解などを防護する手立てが不可欠である。安全性の観点からはガリウムのほうが望ましい。ガリウムは融点29.76℃なので、ガリウムをそれ以上の温度に保つ機構が必要となる。
Next, a liquid metal that can be used as an immiscible fluid will be described.
Liquid metal is advantageous in that its specific gravity is significantly different from seawater. A typical liquid metal is mercury, but it is unsuitable from the standpoint of toxicity, and it is essential to protect it from leakage and the slight dissolution in seawater during use. Gallium is preferable from the viewpoint of safety. Since gallium has a melting point of 29.76 ° C, a mechanism to keep gallium at a higher temperature is required.
次に、非混和性の流体として使用可能なイオン液体を例示する。
非混和性の流体として使用可能なイオン液体には、以下のものがある。
N,N,N-トリメチル-N-プロピルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド
N-メチル-N-プロピルピペリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド
1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート
1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート
1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボーレート
1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルフォネート
1-オクチル-3-メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート
1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム テトラフルオロボーレート
1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム トリフルオロメタンスルホネート
1-ヘキシル-2,3-ジメチルイミダゾリウム テトラフルオロボーレート
1-ヘキシル-2,3-ジメチルイミダゾリウム トリフルオロメタンスルホネート
1-ブチルピリジニウム ヘキサフルオロフォスフェート
1-ブチルピリジニウム テトラフルオロボーレート
1-ヘキシルピリジニウム ヘキサフルオロフォスフェート
1-ヘキシルピリジニウム テトラフルオロボーレート
1-ヘキシルピリジニウム トリフルオロメタンスルホネート
1-エチル-3-メチルイミダゾールビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド
2-ブチル-3-メチルイミダゾールビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド
Next, an ionic liquid that can be used as an immiscible fluid will be exemplified.
Ionic liquids that can be used as immiscible fluids include:
N, N, N-trimethyl-N-propylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide
N-methyl-N-propylpiperidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide
1-Butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate
1-hexyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate
1-hexyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate
1-hexyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate
1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate
1-butyl-2,3-dimethylimidazolium tetrafluoroborate
1-butyl-2,3-dimethylimidazolium trifluoromethanesulfonate
1-hexyl-2,3-dimethylimidazolium tetrafluoroborate
1-hexyl-2,3-dimethylimidazolium trifluoromethanesulfonate
1-butylpyridinium hexafluorophosphate
1-butylpyridinium tetrafluoroborate
1-hexylpyridinium hexafluorophosphate
1-hexylpyridinium tetrafluoroborate
1-hexylpyridinium trifluoromethanesulfonate
1-ethyl-3-methylimidazolebis (trifluoromethanesulfonyl) imide
2-Butyl-3-methylimidazolebis (trifluoromethanesulfonyl) imide
次に、非混和性の流体として使用可能な非極性溶媒について説明する。
水は極性の強い物質であり、その反対の性質である非極性物質とは混じりにくい性質がある。このうち非極性溶媒としてはヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、リモネン、トルエン、ベンゼン、キシレン等があり、水と混じりにくいことが知られているが、安全性、揮発性などの観点からは使用しにくいものがほとんどであり、使用時には漏洩や海水への微量な溶解などを防護する手立てが不可欠である。
Next, a nonpolar solvent that can be used as an immiscible fluid will be described.
Water is a strongly polar substance and has the property of being difficult to mix with a non-polar substance, which is the opposite property. Among these, hexane, heptane, cyclohexane, limonene, toluene, benzene, xylene, etc. are known as non-polar solvents, which are known to be difficult to mix with water, but are difficult to use from the viewpoint of safety and volatility. However, it is indispensable to protect against leakage and small amounts of dissolution in seawater during use.
次に、非混和性の流体としてガリウムを用いた場合のヒーターと組み合わせた容積形エネルギー回収装置について説明する。
ガリウムは融点29.76℃の金属であり、これ以上の温度では液体となる。これを非混和性の液体として採用した場合、29.76℃以上にガリウムを加温及び/又は保温する機構が必要である。ガリウムの加熱方法としては、エネルギー回収チャンバー内部への投げ込み式ヒーター、エネルギー回収チャンバー外部のヒーター設置、空気で満たされた恒温室、恒温液槽にエネルギー回収チャンバーを漬ける方法、熱交換器の配管をエネルギー回収チャンバー内部あるいは外部に設置する方法、マイクロ波加熱、誘導加熱、超音波加熱、エネルギー回収チャンバー内部への電極の設置による電流印加によるジュール熱加熱、ボイラーからの高温蒸気のエネルギー回収チャンバーへの吹きつけ、火炎によるエネルギー回収チャンバーの直接加熱など、いかなる方法を用いてもよい。
Next, a positive displacement energy recovery apparatus combined with a heater when gallium is used as the immiscible fluid will be described.
Gallium is a metal with a melting point of 29.76 ° C., and becomes a liquid at higher temperatures. When this is adopted as an immiscible liquid, a mechanism for heating and / or keeping gallium at 29.76 ° C. or higher is necessary. The gallium heating method includes a throw-in heater inside the energy recovery chamber, a heater installed outside the energy recovery chamber, a temperature-controlled room filled with air, a method of immersing the energy recovery chamber in a thermostatic bath, and a heat exchanger pipe Method of installing inside or outside the energy recovery chamber, microwave heating, induction heating, ultrasonic heating, Joule heat heating by applying current by installing electrodes inside the energy recovery chamber, high temperature steam from the boiler to the energy recovery chamber Any method such as spraying or direct heating of the energy recovery chamber by flame may be used.
図13は、ガリウムを加温及び/又は保温する機構として、投げ込み式ヒーターを設置した例を示す図である。図13に示す例では、ヒーター40は電熱式のヒーターである。図13に示すエネルギー回収チャンバー21は、図4に示すものと同様であり、二つの筒状の容器31,32と、これら二つの筒状の容器31,32を下部側で連通する連通管33とを備えている。ヒーター用のケーブル線は、エネルギー回収チャンバー21に空けられた孔21hから外に引き出される。この孔21hは、水密および絶縁構造である。ガリウムが適切な温度に保たれているか、チャンバーの内部あるいは外部に温度計が設置されているのが望ましい。ガリウムの温度が低下すると、ガリウムは固化しチャンバー内壁に固着するため、その作用を一種のバルブとして用いることができる。しかしながら、チャンバーが大きい場合はガリウムの熱容量も大きくなるため、緊急閉止バルブのような急峻な動作は期待できない。従って、運転前後のメンテナンスの時などに、二種類の海水の混和を防ぐような急ぐ必要の無い作業時などに適用できる。しかしながら、ガリウムを緊急に固化させることが必要な場合は、エネルギー回収チャンバーへの冷水や冷空気の吹きかけ、加熱用の熱交換器に緊急に低温冷媒を流すなどの方法で可能となる。
FIG. 13 is a diagram showing an example in which a throw-in heater is installed as a mechanism for heating and / or keeping gallium warm. In the example shown in FIG. 13, the
このように、ガリウム等の液体金属を固化させることにより、固化した金属によって前記高圧液体(濃縮海水)と前記低圧液体(原海水)に差圧が生じても流動が生じないようにすることが可能である。 Thus, by solidifying a liquid metal such as gallium, it is possible to prevent a flow from occurring even if a differential pressure occurs between the high-pressure liquid (concentrated seawater) and the low-pressure liquid (raw seawater) due to the solidified metal. Is possible.
このような加熱・冷却方法はガリウムのみならず、常温で固体である金属、その他の物質に大部分適用できる。物質の一例として、パラフィン(融点は47〜60℃)があるが、パラフィンは伝導性が極めて悪いので、誘導加熱、ジュール加熱など電気伝導を前提とした加熱方法は適用できない。 Such a heating / cooling method is applicable not only to gallium but also to metals and other substances that are solid at room temperature. An example of the substance is paraffin (melting point: 47 to 60 ° C.). However, since paraffin has extremely poor conductivity, a heating method based on electric conduction such as induction heating or Joule heating cannot be applied.
次に、二つの容器間に横置き型の細管を多数設けたエネルギー回収チャンバーについて説明する。図14は、二つの容器間に横置き型の細管を多数設けたエネルギー回収チャンバーを示す平面図である。図14に示すように、エネルギー回収チャンバー21は、二つの筒状の容器31,32と、これら二つの筒状の容器31,32を連通する多数の細管53とを備えている。本実施形態では、容器31,32は矩形断面を有した角筒状の容器から構成されており、二つの容器31,32は概略同一の内容積を有している。
前記エネルギー回収チャンバー21には、容器の上端部に2つの入出力ポート(図示せず)が形成されており、入出力ポートを介して濃縮海水(高濃度海水)と海水(原海水)が該チャンバー21に導入または導出されるようになっている。そして、濃縮海水(高濃度海水)は、一方の容器に導入されるようになっており、海水(原海水)は、他方の容器に導入されるようになっている。図14に示す実施形態では、濃縮海水(高濃度海水)は、容器32に導入されるようになっており、海水(原海水)は、容器31に導入されるようになっている。また、二つの筒状の容器31,32を連通する多数の細管53内には、濃縮海水(高濃度海水)および海水(原海水)のいずれとも混じらない非混和性の流体NFが入れられている。非混和性の流体NFは、各細管53内で表面張力で略球形状の形状を保ち、細管53内で濃縮海水HWと海水(原海水)LWとを隔てている。
Next, an energy recovery chamber provided with a large number of horizontally placed thin tubes between two containers will be described. FIG. 14 is a plan view showing an energy recovery chamber in which a large number of horizontally placed thin tubes are provided between two containers. As shown in FIG. 14, the
In the
すなわち、エネルギー回収チャンバー21の細管53内において、高圧の液体である濃縮海水(高濃度海水)HWと低圧の液体である海水(原海水)LWとを非混和性の流体NFで隔てるように構成している。そして、逆浸透膜カートリッジ8から排出された高圧の液体である濃縮海水HWと給水ライン4から供給される海水(原海水)をエネルギー回収チャンバー21に導入または導出することにより、濃縮海水HWの圧力を低圧の液体である海水(原海水)LWに伝達することにより、低圧の液体である海水(原海水)LWの圧力を高めて該海水(原海水)LWの側にエネルギーを回収するようにしている。このエネルギーの回収運転中、高圧の液体である濃縮海水HWと低圧の海水LWは、細管53内の非混和性の流体NFで仕切られ、それぞれ、異なる容器側に進入することがない。すなわち、濃縮海水は、細管53内において流動し、また海水(原海水)は、細管53内において流動するだけであって、濃縮海水HWと海水(原海水)LWは非混和性の流体NFで常に隔てられている。非混和性の流体NFは、各細管53内でピストンと同様な機能を果たし、海水(原海水)の昇圧を行う。
That is, in the
次に、横置き型の細管を多数設けたエネルギー回収チャンバーが成立するための条件(表面張力等)を説明する。
非混和性の二つ以上の流体が容器や管等に入れられた場合、準静的な状態では比重差によって上下に分離する。しかしながら、流体には表面張力によって表面積を小にしようとする作用があり、容器や管が十分に小さい場合はプラグ状になった流体によってピストンのように他の流体を隔てる状況を実現できる。このような状況が実現できるのは管径が概略5mm以下の場合である。
Next, conditions (surface tension, etc.) for establishing an energy recovery chamber provided with a large number of horizontally placed thin tubes will be described.
When two or more immiscible fluids are put in a container or a tube, they are separated into upper and lower parts by a specific gravity difference in a quasi-static state. However, the fluid has an effect of reducing the surface area due to surface tension, and when the container or the tube is sufficiently small, it is possible to realize a situation in which other fluids such as a piston are separated by the plug-like fluid. Such a situation can be realized when the tube diameter is approximately 5 mm or less.
一般に、二種類の非混和性の液体F1とF2が固体面Sに接触しており、F2の体積がF1に比べて十分小さい場合、液体F2は、図15に示すような形状となる。この時、以下の式が成立する。
また、表面張力や接触角は物性値であるが、電圧を印加するエレクトロウェッティングという技術を用いると、ある程度制御することが可能となる。このエレクトロウェッティングを用いると、前述した概略管径5mm以下の管に限定されることなく、管径5mm以上の管を用いることができ、装置設計・運用上有利となる。 Further, the surface tension and the contact angle are physical values, but can be controlled to some extent by using a technique called electrowetting in which a voltage is applied. When this electrowetting is used, a tube having a tube diameter of 5 mm or more can be used without being limited to the above-described tube having a tube diameter of 5 mm or less, which is advantageous in apparatus design and operation.
図16(a)および図16(b)は、エレクトロウェッティングを利用した液面制御を示す模式的な概略図であり、図16(a)は、液面制御を行う前の状態を示す図であり、図16(b)は、液面制御を行っている状態を示す図である。図16(a)および図16(b)に示すように、対向する電極61,62の間に、絶縁層63と非混和性の液体NFおよび水が介在している。対向電極61,62の間には、直流電源64が設けられている。
直流電源64を制御して対向電極61,62間に所定の電圧を印加すれば、図16(b)に示すように、非混和性の液体NFの界面を制御することができる。これにより、非混和性の液体NFにより、電極61,62間の空間を満たすことができる。このエレクトロウェッティングを利用すれば、図14に示す細管53の管径が大きくなっても、非混和性の液体NFにより細管53内の管路を塞ぐことができる。
16 (a) and 16 (b) are schematic schematic diagrams showing liquid level control using electrowetting, and FIG. 16 (a) is a diagram showing a state before liquid level control is performed. FIG. 16B is a diagram showing a state in which the liquid level control is performed. As shown in FIGS. 16A and 16B, the insulating
If a predetermined voltage is applied between the
次に、装置内面を親水性、疎水性にする場合の処理又は材料を例示する。
装置内面に対し、例えばメトリキシル基、カルボン酸基、スルホン酸基を導入したり、酸化チタン、酸化亜鉛、リン酸塩等を塗布したり、親水性樹脂材を塗布したり、高分子材を塗布した後にプラズマ照射処理を行ったりすることで親水性にすることができる。一方、有機ケイ素化合物を塗布したり、撥水性プラズマ重合膜を形成させたりすることで、表面を疎水性にすることができる。この他、既知のいかなる親水性表面処理、疎水性表面処理を用いても良い。表面処理の他、材料自体の固有な特性として親水性あるいは疎水性(たとえばガラス)のものでエネルギー回収チャンバーを製作することで親水性あるいは疎水性の内面を得ることができる。
Next, treatments or materials for making the inner surface of the apparatus hydrophilic or hydrophobic will be exemplified.
For example, metricyl group, carboxylic acid group, sulfonic acid group is introduced to the inner surface of the device, titanium oxide, zinc oxide, phosphate, etc. are applied, a hydrophilic resin material is applied, or a polymer material is applied. Then, it can be made hydrophilic by performing a plasma irradiation treatment. On the other hand, the surface can be made hydrophobic by applying an organic silicon compound or forming a water-repellent plasma polymerized film. In addition, any known hydrophilic surface treatment or hydrophobic surface treatment may be used. In addition to surface treatment, a hydrophilic or hydrophobic inner surface can be obtained by manufacturing an energy recovery chamber with a hydrophilic or hydrophobic (for example, glass) characteristic of the material itself.
図17(a)および図17(b)は、親水性の場合と疎水性の場合の液面形状の違いを示す模式的な概略図である。
親水性あるいは疎水性にする理由は、非混和性液体が海水側と混合し、チャンバーから流出する危険を下げるためにある。図17(a)に示すように、疎水性にすることにより非混和性液体側が液膜となりやすく、逆に液滴となって内面に付着し海水側に残留しにくいと考えられる場合がある。また、図17(b)に示すように、親水性にすることによって、非混和性の液体が液滴となって内面に付着するが、逆に重力あるいは浮力、その他の流動によってそこから移動しやすくなり、元の液体側に戻りやすいとみなせる場合もある。なお、疎水性と撥水性は同義語として取り扱われる。従って、非混和性の液体の性質に基づき、内面を適切に親水性あるいは疎水性にすることによって、海水との混合の危険性を最大限小さくすれば良い。
FIG. 17A and FIG. 17B are schematic schematic views showing the difference in liquid surface shape between the case of hydrophilicity and the case of hydrophobicity.
The reason for making it hydrophilic or hydrophobic is to reduce the risk that the immiscible liquid mixes with the seawater side and flows out of the chamber. As shown in FIG. 17 (a), by making it hydrophobic, the immiscible liquid side tends to be a liquid film, and conversely, it may be considered as a droplet that adheres to the inner surface and does not easily remain on the seawater side. In addition, as shown in FIG. 17B, by making it hydrophilic, the immiscible liquid becomes droplets and adheres to the inner surface, but conversely moves from there by gravity, buoyancy, or other flow. In some cases, it becomes easier to return to the original liquid side. Hydrophobicity and water repellency are treated as synonyms. Therefore, the risk of mixing with seawater may be minimized by appropriately making the inner surface hydrophilic or hydrophobic based on the nature of the immiscible liquid.
1 海水
2 取水ポンプ
3 前処理装置
4 給水ライン
5 高圧ポンプ
6 電導モータ
7 高圧ライン
8 逆浸透膜カートリッジ
9 高圧室
10 逆浸透膜
12 脱塩水
13 高圧のリジェクト
14 タービン
17 ブースターポンプ
18 エネルギー回収ポンプタービン
19 ブースターポンプ吐出ライン
20 方向切換弁
21 エネルギー回収チャンバー
21a,21b 入出力ポート(開口部)
21h 孔
22 チェック弁モジュール
23 容積形エネルギー回収装置
24 供給海水バイパスブーストライン
25 排出ライン
26 電動モータ
27 タービン吐出ライン
28 タービン入口ライン
31 シリンダ
31a,31b 入出力ポート
31,32 容器
33 連通管
35 フロート
40 ヒーター
41,42 容器
43 連通体
53 細管
61,62 対向電極
63 絶縁膜
64 直流電源
302 スプール
NF 非混和性の流体(非混和性の液体)
HW 濃縮海水(高濃度海水)
LW 海水(原海水)
P 供給ポート
A 制御ポート
R 戻りポート
DESCRIPTION OF
HW concentrated seawater (high concentration seawater)
LW seawater (raw seawater)
P Supply port A Control port R Return port
Claims (8)
前記高圧液体と前記低圧液体とを導入するエネルギー回収チャンバーを設け、
前記高圧液体および前記低圧液体のいずれとも混じらない非混和性の流体を前記エネルギー回収チャンバー内に入れ、前記高圧液体と前記低圧液体とを前記非混和性の流体で隔てるようにしたことを特徴とする容積形エネルギー回収装置。 In a volumetric energy recovery device that recovers energy to the low-pressure liquid side by increasing the pressure of the low-pressure liquid by transmitting the pressure of the flowing high-pressure liquid to the flowing low-pressure liquid,
Providing an energy recovery chamber for introducing the high-pressure liquid and the low-pressure liquid;
An immiscible fluid that does not mix with either the high-pressure liquid or the low-pressure liquid is placed in the energy recovery chamber, and the high-pressure liquid and the low-pressure liquid are separated by the immiscible fluid. A positive displacement energy recovery device.
前記非混和性の流体は、前記高圧液体ならびに前記低圧液体のいずれよりも比重が大きく、前記二つの容器の下部に存在し、かつ前記連通部も満たし、
前記高圧液体は前記二つの容器のうち一方の容器の上部に存在し、前記低圧液体は他方の容器の上部に存在し、エネルギー回収運転中には、前記高圧液体と前記低圧液体は、それぞれの容器の下部で前記非混和性の流体で隔てられ、それぞれ、異なる容器側に進入することがないようにすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の容積形エネルギー回収装置。 The energy recovery chamber includes two containers, and a communication portion that communicates the two containers at the bottom or bottom of the two containers,
The immiscible fluid has a specific gravity greater than any of the high-pressure liquid and the low-pressure liquid, is present in the lower part of the two containers, and also fills the communication part,
The high-pressure liquid exists in the upper part of one of the two containers, the low-pressure liquid exists in the upper part of the other container, and during the energy recovery operation, the high-pressure liquid and the low-pressure liquid are 6. Volumetric energy recovery according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the lower part of the container is separated by the immiscible fluid so that it does not enter different container sides. apparatus.
前記非混和性の流体は、前記高圧液体ならびに前記低圧液体のいずれよりも比重が小さく、前記二つの容器の上部に存在し、かつ前記連通部も満たし、
前記高圧液体は前記二つの容器のうち一方の容器の下部に存在し、前記低圧液体は他方の容器の下部に存在し、エネルギー回収運転中には、前記高圧液体と前記低圧液体は、それぞれの容器の上部で前記非混和性の流体で隔てられ、それぞれ、異なる容器側に進入することがないようにすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の容積形エネルギー回収装置。 The energy recovery chamber includes two containers and a communication portion that communicates the two containers at the upper part of the two containers.
The immiscible fluid has a specific gravity smaller than any of the high-pressure liquid and the low-pressure liquid, is present at the upper part of the two containers, and also fills the communication part,
The high-pressure liquid exists in the lower part of one of the two containers, the low-pressure liquid exists in the lower part of the other container, and during the energy recovery operation, the high-pressure liquid and the low-pressure liquid are respectively 6. Volumetric energy recovery according to any one of the preceding claims, characterized in that the upper part of the container is separated by the immiscible fluid and does not enter different container sides. apparatus.
前記高圧ポンプから排出された高圧の海水を逆浸透膜で膜処理して脱塩水を生成する逆浸透膜カートリッジと、
前記逆浸透膜で処理されないで前記逆浸透膜カートリッジから排出された濃縮水の圧力を利用して、供給された海水を加圧する容積形エネルギー回収装置と、
前記容積形エネルギー回収装置により加圧された加圧海水を昇圧して前記高圧ポンプから排出された高圧の海水に合流させる加圧装置とを備えた海水淡水化装置であって、
前記容積形エネルギー回収装置は、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の容積形エネルギー回収装置であることを特徴とする海水淡水化装置。 A high-pressure pump that pressurizes the supplied seawater;
A reverse osmosis membrane cartridge for producing demineralized water by membrane treatment of the high-pressure seawater discharged from the high-pressure pump with a reverse osmosis membrane;
A volumetric energy recovery device that pressurizes supplied seawater using the pressure of concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane cartridge without being treated with the reverse osmosis membrane;
A seawater desalination apparatus comprising a pressurization device that pressurizes pressurized seawater pressurized by the positive displacement energy recovery device and joins the high pressure seawater discharged from the high pressure pump;
The said volume type energy recovery apparatus is the volume type energy recovery apparatus as described in any one of Claims 1 thru | or 7. The seawater desalination apparatus characterized by the above-mentioned.
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