反渗透海水淡化关键技术探讨.ppt

反渗透海水淡化关键技术 主要研究设备 1.反渗透海水淡化能量回收技术 1.1 国外能量回收技术的发展 1.2 国内的研究状况 2.蓄能电站技术 1.反渗透海水淡化能量回收技术 反渗透海水淡化是目前海水淡化的主流技术之一，反渗透海水淡化过程需要大量电能提升进水压力以克服水的渗透压，反渗透膜排出的浓水余压高达5.5~6.5MPa，按照40%的回收率计算，排放的浓盐水中还蕴含约60%的进料水压力能量，将这部分能量回收变成进水能量可大幅降低反渗透海水淡化的能耗。 1.1 国外能量回收技术的发展 （一）水力透平式能量回收装置 （二）功交换式能量回收装置 （一）水力透平式能量回收装置 最早的能量回收装置是水力透平式，其原理是利用浓盐水驱动涡轮转动，通过轴与泵和电机相连，将能量输送至进料原海水，过程需要经过“水压能---机械能---水压能”两步转换。 水力透平机与高压给水泵电机同轴连接，一般是高压给水泵双出轴两侧分置电机和透平机，也可以是电机双出轴两侧分置水泵和透平机，透平机作为电机的第二驱动助推电机，通过减小电机转矩，降低电机动力消耗。效率65%~80%。 两种装置设计 （1）丹麦Groundfos公司生产的BMET透平直驱泵。 透平增压泵和高压泵是一个整机，其中透平增压泵位于高压泵的进口。 （2）美国PEI公司生产的Hydraulic Turbo charger. Turbo charger 是一个单独的装置，安装在高压泵的出口。如图 （二）功交换式能量回收装置 工作原理是功交换，通过界面或隔离物，直接把高压浓海水的压力传递给进料海水，过程得到简化，只需要经过“水压能---水压能”一步能量转换，能量回收效率得到提高。 （1）转子式压力交换器 以美国的ERI公司的PX转子式压力交换能量回收装置为代表。原理：高压浓盐水推动圆周开有多个纵向沟槽的无轴陶瓷转子旋转，使多个微型沟槽分别在两侧静止的配流盘高压区和低压区交替转换切入，进入高压区的微型液缸进行能量回收传递向外排液，进入低压区的微型液缸进行原海水补液，PX需配增压泵以使初步增压的原海水进入RO系统。转换效率大于92%。 PX转子式压力交换能量回收装置 （2）活塞式阀控压力交换器 原理是采用两个大直径液缸，其中一个液缸中高压浓水推动活塞将能量传递给低压原海水向外排液，另一个液缸中供料泵入低压原海水补液并排出低压浓海水，两液缸在PLC和浓水换向阀的控制下交替排补海水，实现了浓水能量转换成原海水能量的回收过程。效率一般高于92%。 1.2 国内的研究状况 国内能量回收装置的研究起步较晚，进行反渗透能量回收装置研究的主要有中科院广州能源研究所、天津大学、杭州水处理中心和天津海水淡化研究所等4所单位。研发方向均为双液压缸功交换式能量回收装置。 能量回收装置在国内的应用情况 2.蓄能电站技术 （1）地下式抽水蓄能电站 （2）海水抽水蓄能电站 （3）蓄电池蓄能电站 （4）压缩空气蓄能电站 （1）地下式抽水蓄能电站 在废弃的开矿坑道中修建地下水库，人造水头来建抽水蓄能电站。兴建地下抽水蓄能电站，规模达到200x104kWh才能产生经济吸引力。这种类型的地下抽水蓄能电站其效率可达75%或更高。 （2）海水抽水蓄能电站 （3）蓄电池蓄能电站 由于蓄电池蓄能具有技术成熟、可靠性高、寿命长、适应范围广、反应时间短、费用少、受自然条限制少等优点，它已继抽水蓄能电站之后成为最具希望的蓄能电站。 已成功的用于柏林1.7万kW蓄能系统。 （4）压缩空气蓄能电站 这种技术将电力储存和发电组合起来，在电网低谷时用电力驱动压缩机将空气压缩储存在储气室内，当需要发电的时候，将排出的高压空气与天然气或油混合燃烧，然后推动透平机发电。 结束语 在所有的蓄能技术中，人们公认抽水蓄能是最优秀的，因为抽水蓄能燃料费用低，而且建设投资和替代电站相比也并不高，当地形条件有利时，更适合建造这类电站。