Hvordan fungerer PX Pressure Ex-changer Energy Recovery Device?

Med udviklingen af teknologier til afsaltning af havvand (omvendt osmose) er SWRO den vigtigste måde at producere ferskvand på fra havvand eller sort vand i det 21. århundrede i dag, men der er stadig mange problemer med driftsomkostningerne. Og energiforbruget til omvendt osmose af havvand (SWRO) er en af de vigtigste faktorer, der påvirker prisen på afsaltningsprodukter. Energireduktion er derfor bydende nødvendigt.

Hvordan er funktionen for energigenvindingsenheden?

Energigenvindingsenhedens funktion er at reducere energiforbruget og omkostningerne ved at genbruge trykenergien fra RO-systemets højtrykskoncentrerede havvand. Energy Recovery Device (ERD) er nøglen til energibesparelse i driften af alle afsaltningsprodukter med omvendt osmose i havvand (SWRO), hvor PX Pressure Ex-changer-enhed er den mest effektive løsning, der findes i dag, og kan reducere energiforbruget på Systemer til omvendt osmose af havvand (SWRO) med op til 60 procent.

Omkostningerne til strømforbrug udgør den største andel, som er omkring 30% af de samlede RO-driftsomkostninger. Typisk for store anlæg (>50.000 m3/d) er ERD, der reducerer energiforbruget, kun en brøkdel af de oprindelige kapitalomkostninger (1-2%) for hele anlægget, men giver et stort investeringsafkast gennem energibesparelser.

Hvordan fungerer PX Pressure Ex-changer-enheden til energigenvinding?

1. PX Pressure Ex-changer-energigenvindingsenheden fremmer trykoverførsel fra højtryks-brine-rejektstrømmen til en lavtryks-havvandsstrøm ved at sætte de to strømme i direkte og momentan kontakt i kanalerne på en rotor. Rotoren er installeret i en keramisk bøsning mellem to keramiske endedæksler med præcis afstand.
2. Når der indsprøjtes vand under højt tryk, kan det skabe et hydrodynamisk leje næsten uden friktion. Rotoren, der drejer rundt inde i det hydrodynamiske leje, er den eneste bevægelige del i PX-enheden. På ethvert tidspunkt er halvdelen af rotorkanalerne udsat for højtryksstrømmen og halvdelen for lavtryksstrømmen. Når rotoren drejer, passerer kanalerne et forseglingsområde, der adskiller høj- og lavtryk. De kanaler, der indeholder højt tryk, er således adskilt fra de tilstødende kanaler, der indeholder lavt tryk, af forseglingen, der dannes med rotorens ribber og de keramiske endedæksler.
3. Når rotoren drejer hver gang, gentages denne trykudvekslingsproces for hver kanal, så kanalerne kontinuerligt fyldes og tømmes. Ved en nominel hastighed på 1.200 o/min gennemføres 20 omdrejninger hvert sekund.

 Fordele ved at genvinde trykenergi

1. Exceptionelt høj effektivitet i energigenvindingen I hjertet af PX-enheden ligger en rotor, der er fremstillet af aluminiumoxidkeramik med høj renhed - den eneste bevægelige komponent i enheden. Den opnår direkte trykenergioverførsel ved at muliggøre kortvarig, direkte kontakt mellem højtryksbrine og lavtryksfødevand i rotorens mikrokanaler. Denne proces eliminerer den flertrinsomdannelse, der kræves af traditionelle teknologier - først omdannelse af trykenergi til mekanisk energi og derefter tilbage til trykenergi - hvilket resulterer i minimalt energitab. Derfor opnår PX-enheden en topeffektivitet på 98%, hvor den faktiske driftseffektivitet typisk stabiliserer sig mellem 93% og 96.4%. Det betyder, at langt størstedelen af den trykenergi, der ellers ville gå til spilde, bliver genvundet.
2. Betydelige energibesparelser og reduceret forbrug Takket være denne meget effektive energigenvinding reduceres systemets afhængighed af højtrykspumper betydeligt. I praktiske industrielle anvendelser, som f.eks. i nanofiltreringsanlæg til rensning af saltvand, kan PX-processen reducere den samlede installerede effekt i højtrykssystemet med ca. 39%. Det sænker ikke kun elforbruget, men reducerer også kapacitetskravene til elnettet.
3. Ekstraordinær pålidelighed og holdbarhed Enhedens rotor er konstrueret af ultrahård aluminiumoxidkeramik, der giver enestående modstandsdygtighed over for korrosion og slid. Kombineret med et minimalistisk design med kun én bevægelig del og få friktionspunkter leverer PX-enheden høj pålidelighed, lang levetid og lave krav til vedligeholdelse.
4. Fremragende økonomiske fordele Selv om PX-enheden kræver en indledende investering, giver den et betydeligt økonomisk afkast i form af store energibesparelser. I mange tilfælde kan investeringsomkostningerne tjenes ind inden for to år eller mindre gennem reducerede elregninger. De langsigtede økonomiske fordele bliver endnu større, når systemet fungerer over tid.
5. Fremragende operationel fleksibilitet PX-enheden har et modulært design og kan tilpasses fleksibelt til forskellige vandbehandlingsprojekter ved at Parallel tilslutning af flere enheder. Den kan klare forskellige tilførselsforhold - fra brakvand til afsaltning af havvand - og udviser tilpasningsevne til flow- og tryksvingninger.

Praktiske anvendelser og overvejelser

De tekniske fordele ved PX-trykvekslere gør dem til kerneudstyr til at reducere energiforbruget i moderne afsaltning af havvand og udfordrende projekter til genbrug af industrispildevand/udledning af nul-væske. For eksempel opnåede PX-enheden i Shandong Haihuas sodafabrik en energigenvinding på 96,4%, da den blev integreret med nanofiltreringssystemet til rensning af brine. I et projekt med nul-væskeudledning på en fabrik for litiumbatterimaterialer i Hubei reducerede PX-udstyr med ultrahøjt tryk integreret med DuPonts membranteknologi det samlede energiforbrug og driftsomkostningerne betydeligt.

For at sikre en effektiv og stabil drift af PX-enhederne skal du være særlig opmærksom på følgende:

• Kvalitet af fødevand: Vand, der kommer ind i PX-enheden, skal gennemgå præcisionsfiltrering for at sikre, at partikeldiametrene er mindre end 5 mikrometer, og forhindrer, at rotoren sætter sig fast eller bliver slidt.
• Kontrol af flow og tryk: Under drift skal flow og tryk holdes inden for de nominelle grænser for at undgå at overskride specifikationerne. Overskridelse af grænserne kan forårsage “væskeindtrængning”, hvilket kompromitterer systemets stabilitet.
• Langvarig vedligeholdelse af nedlukning: Ved længerevarende driftsstop skal enheden skylles grundigt med ferskvand, og der skal træffes antimikrobielle foranstaltninger for at forhindre, at rotoren sætter sig fast på grund af biologisk vækst eller saltudfældning.

KYsearo i større skala Afsaltningssystem til havvand (over 120 TPD) vil udstyre ERI's energigenvindingsenhed, som kan begrænse energiforbruget til 3~4 KWH pr. kubikmeter produktvand, sammenlignet med systemet uden ERD 6~7 KWH, hvilket reducerer driftsomkostningerne op til 49%. Hvis du er yderligere interesseret i anvendelsesdetaljer for specifikke industrier - f.eks. kemisk spildevandsbehandling eller afsaltning af havvand - er du velkommen til at fortsætte diskussionen.