¿Cómo funciona el recuperador de energía con intercambiador de presión PX?

Con el desarrollo de tecnologías de desalinización del agua de mar (ósmosis inversa), SWRO es la principal forma que puede producir agua dulce a partir de agua de mar o agua negruzca en el siglo 21 hoy en día, sin embargo, todavía hay muchos problemas en el costo de operación. Y el consumo de energía para ósmosis inversa de agua de mar (SWRO) es uno de los principales factores que afectan al coste del producto de desalinización. Por tanto, es imperativo reducir el consumo de energía.

¿Cómo funciona el dispositivo de recuperación de energía?

La función del dispositivo de recuperación de energía es reducir el consumo y el coste de energía reciclando y reutilizando la energía de presión del agua de mar concentrada a alta presión del sistema de ósmosis inversa. El dispositivo de recuperación de energía (ERD) es la clave para el ahorro de energía en el funcionamiento de cualquier producto de desalinización por ósmosis inversa de agua de mar (SWRO), en el que el dispositivo intercambiador de presión PX es la solución más eficiente disponible en la actualidad y puede reducir el consumo de energía de... sistemas de ósmosis inversa de agua de mar (SWRO) hasta un 60%.

El coste del consumo de energía representa la mayor proporción, que ronda los 30% del coste total de explotación de la ósmosis inversa. Normalmente, en el caso de las grandes instalaciones (>50.000 m3/d), la ERD que reduce el consumo de energía es sólo una fracción del coste de capital inicial (1-2%) de toda la planta, pero ofrece un importante retorno de la inversión gracias al ahorro de energía.

¿Cómo funciona el intercambiador de presión PX?

1. El dispositivo de recuperación de energía PX Pressure Ex-changer promueve la transferencia de presión desde la corriente de rechazo de salmuera a alta presión a una corriente de alimentación de agua de mar a baja presión, poniendo las dos corrientes en estado de contacto directo y momentáneo en los conductos de un rotor. El rotor se instala en un manguito cerámico entre dos tapas de extremo cerámicas con holguras precisas.
2. Al inyectar agua a alta presión, puede crear un cojinete hidrodinámico sin apenas fricción. El rotor que gira dentro del cojinete hidrodinámico es la única pieza móvil del dispositivo PX. En cualquier momento, la mitad de los conductos del rotor están expuestos a la corriente de alta presión y la otra mitad a la corriente de baja presión. Cuando el rotor gira, los conductos pasan por una zona de sellado que separa la alta y la baja presión. Así, los conductos que contienen alta presión están separados de los conductos adyacentes que contienen baja presión por el sellado formado con las costillas del rotor y las tapas cerámicas de los extremos.
3. Cuando el rotor gira cada vez, este proceso de intercambio de presión se repite para cada conducto, de modo que los conductos se llenan y descargan continuamente. A una velocidad nominal de 1.200 rpm, se completan 20 revoluciones cada segundo.

 Ventajas del dispositivo de recuperación de energía a presión

1. Eficiencia de recuperación de energía excepcionalmente alta En el corazón de la unidad PX se encuentra un rotor fabricado con cerámica de alúmina de gran pureza, que es el único componente móvil. Consigue una transferencia directa de la energía de presión al permitir un contacto breve y directo entre la salmuera a alta presión y el agua de alimentación a baja presión dentro de los microcanales del rotor. Este proceso elimina la conversión en varios pasos que requieren las tecnologías tradicionales -primero convertir la energía de presión en energía mecánica y luego de nuevo en energía de presión-, lo que se traduce en una pérdida de energía mínima. En consecuencia, la unidad PX alcanza una eficiencia máxima de 98%, La eficiencia operativa real suele estabilizarse entre 93% y 96,4%. Esto significa que la gran mayoría de la energía de presión que de otro modo se desperdiciaría se recupera con éxito.
2. Ahorro significativo de energía y reducción del consumo Gracias a esta recuperación de energía altamente eficiente, se reduce sustancialmente la dependencia del sistema de las bombas de alta presión. En aplicaciones industriales prácticas, como en los sistemas de purificación de salmueras por nanofiltración, la adopción del proceso PX puede reducir la potencia total instalada del sistema de alta presión en aproximadamente 39%. Esto no sólo reduce el consumo de electricidad, sino que también disminuye la demanda de capacidad de la red eléctrica.
3. Fiabilidad y durabilidad excepcionales El rotor de la unidad está fabricado con cerámica de alúmina ultradura, que ofrece una resistencia excepcional a la corrosión y el desgaste. Combinado con un diseño minimalista con una sola pieza móvil y pocos puntos de fricción, la unidad PX ofrece alta fiabilidad, larga vida útil y bajo mantenimiento.
4. Beneficios económicos destacados Aunque requiere una inversión inicial, la unidad PX ofrece importantes beneficios económicos gracias al considerable ahorro de energía. En muchos casos, el coste de la inversión puede recuperarse en menos de un año. dos años o menos gracias a la reducción de la factura eléctrica. Los beneficios económicos a largo plazo se hacen aún más sustanciales a medida que el sistema funciona a lo largo del tiempo.
5. Excelente flexibilidad operativa Gracias a su diseño modular, la unidad PX puede adaptarse con flexibilidad a distintas escalas de proyectos de tratamiento de aguas mediante conexión en paralelo de varias unidades. Se adapta a diversas condiciones de alimentación -desde agua salobre hasta desalinización de agua de mar- y muestra adaptabilidad a las fluctuaciones de caudal y presión.

Aplicaciones y consideraciones prácticas

Las ventajas técnicas de los intercambiadores de presión PX los convierten en equipos fundamentales para reducir el consumo de energía en proyectos modernos de desalinización de agua de mar y de reutilización de aguas residuales industriales/vertido de cero-líquidos. Por ejemplo, en la planta de ceniza de sosa de Shandong Haihua, la unidad PX consiguió una recuperación de energía de 96,4% cuando se integró con el sistema de purificación de salmuera por nanofiltración. En un proyecto de descarga cero de líquidos en una planta de materiales para baterías de litio en Hubei, el equipo PX de ultra alta presión integrado con la tecnología de membranas de DuPont redujo sustancialmente el consumo total de energía y los costes operativos.

Para garantizar un funcionamiento eficaz y estable de las unidades PX, preste especial atención a lo siguiente:

• Calidad del agua de alimentación: El agua que entra en la unidad PX debe someterse a una filtración de precisión para garantizar que los diámetros de las partículas sean menos de 5 micras, evitando que el rotor se atasque o se desgaste.
• Control de caudal y presión: Durante el funcionamiento, mantenga estrictamente el caudal y la presión dentro de los límites nominales para evitar sobrepasar las especificaciones. Exceder los límites puede causar “penetración de fluido”, comprometiendo la estabilidad del sistema.
• Mantenimiento de parada a largo plazo: En caso de paradas prolongadas, lave a fondo la unidad con agua dulce y aplique medidas antimicrobianas para evitar atascos del rotor causados por crecimiento biológico o precipitación salina.

KYsearo a mayor escala sistema de desalinización de agua de mar (más de 120 TPD) equiparán el dispositivo de recuperación de energía de ERI, que puede reducir el consumo de energía a 3~4 KWH por metro cúbico de agua de producto, en comparación con el sistema sin ERD 6~7 KWH, reduciendo el coste de funcionamiento hasta 49%. Si tiene interés en conocer más detalles sobre la aplicación en sectores específicos, como el tratamiento químico de aguas residuales o la desalinización de agua de mar, le invitamos a seguir hablando con nosotros.