Cum funcționează dispozitivul de recuperare a energiei PX Pressure Ex-changer?

Odată cu dezvoltarea tehnologii de desalinizare a apei de mare (osmoză inversă), SWRO este principala modalitate prin care se poate produce apă dulce din apă de mare sau apă neagră în secolul XXI, însă există încă multe probleme legate de costul de operare. Iar consumul de energie pentru osmoza inversă a apei de mare (SWRO) este unul dintre principalii factori care afectează costul produsului de desalinizare. Prin urmare, reducerea consumului de energie este imperativă.

Care este funcția pentru dispozitivul de recuperare a energiei?

Funcția dispozitivului de recuperare a energiei este de a reduce consumul de energie și costurile prin reciclarea și reutilizarea energiei de presiune din apa de mare concentrată la presiune ridicată a sistemului RO. Dispozitivul de recuperare a energiei (ERD) este cheia economisirii energiei în funcționarea oricărui produs de desalinizare prin osmoză inversă a apei de mare (SWRO), în care dispozitivul PX Pressure Ex-changer este cea mai eficientă soluție disponibilă în prezent și poate reduce consumul de energie al sisteme de osmoză inversă a apei de mare (SWRO) cu până la 60 %.

Costul consumului de energie reprezintă cea mai mare proporție, care este de aproximativ 30% din costul total de operare al RO. De obicei, pentru instalațiile mari (>50 000m3/d), ERD care reduce consumul de energie reprezintă doar o fracțiune din costul de capital inițial (1-2%) al întregii instalații, dar oferă o rentabilitate majoră a investiției prin economiile de energie.

Cum funcționează principiul de funcționare al dispozitivului de recuperare a energiei PX Pressure Ex-changer?

1. Dispozitivul de recuperare a energiei cu schimbător de presiune PX promovează transferul de presiune de la fluxul de respingere a saramurii de înaltă presiune la un flux de alimentare cu apă de mare de joasă presiune prin punerea celor două fluxuri în stare de contact direct și momentan în conductele unui rotor. Rotorul este instalat într-un manșon ceramic între două capace ceramice de capăt cu distanțe precise.
2. Atunci când se injectează apă la presiune ridicată, se poate crea un rulment hidrodinamic aproape fără frecare. Rotorul care se rotește în interiorul rulmentului hidrodinamic este singura parte în mișcare din dispozitivul PX. În orice moment, jumătate din conductele rotorului sunt expuse curentului de înaltă presiune și jumătate curentului de joasă presiune. Atunci când rotorul se rotește, conductele trec printr-o zonă de etanșare care separă presiunea înaltă de cea joasă. Astfel, conductele care conțin presiune ridicată sunt separate de conductele adiacente care conțin presiune scăzută prin etanșarea formată cu nervurile rotorului și capacele ceramice ale capetelor.
3. Atunci când rotorul se rotește de fiecare dată, acest proces de schimb de presiune se repetă pentru fiecare conductă, astfel încât conductele se umplu și se descarcă continuu. La o viteză nominală de 1.200 rpm, se efectuează 20 de rotații în fiecare secundă.

 Avantajele dispozitivului de recuperare a energiei de presiune

1. Eficiență de recuperare a energiei excepțional de ridicată În centrul unității PX se află un rotor fabricat din ceramică de alumină de înaltă puritate - singura componentă mobilă din interior. Acesta realizează transferul direct de energie prin presiune permițând un contact scurt și direct între saramura de înaltă presiune și apa de alimentare de joasă presiune din microcanalele rotorului. Acest proces elimină conversia în mai multe etape cerută de tehnologiile tradiționale - mai întâi conversia energiei de presiune în energie mecanică și apoi înapoi în energie de presiune - rezultând o pierdere minimă de energie. În consecință, unitatea PX atinge o eficiență maximă de 98%, eficiența operațională reală stabilizându-se de obicei între 93% și 96,4%. Aceasta înseamnă că marea majoritate a energiei de presiune care altfel ar fi irosită este recuperată cu succes.
2. Economii semnificative de energie și consum redus Datorită acestei recuperări extrem de eficiente a energiei, dependența sistemului de pompe de înaltă presiune este redusă substanțial. În aplicații industriale practice, cum ar fi în sistemele de purificare a saramurii prin nanofiltrare, adoptarea procesului PX poate reducerea puterii totale instalate a sistemului de înaltă presiune cu aproximativ 39%. Acest lucru nu numai că reduce consumul de energie electrică, dar scade și cererea de capacitate a rețelei electrice.
3. Fiabilitate și durabilitate excepționale Rotorul unității este construit din ceramică de alumină ultra dură, oferind o rezistență excepțională la coroziune și uzură. Combinată cu un design minimalist cu o singură piesă în mișcare și puține puncte de frecare, unitatea PX oferă fiabilitate ridicată, durată de viață extinsă și cerințe reduse de întreținere.
4. Beneficii economice remarcabile Deși necesită o investiție inițială, unitatea PX oferă randamente economice semnificative prin economii substanțiale de energie. În multe cazuri, costul investiției poate fi recuperat în termen de doi ani sau mai puțin prin reducerea facturilor la energie electrică. Beneficiile economice pe termen lung devin și mai substanțiale pe măsură ce sistemul funcționează în timp.
5. Flexibilitate operațională excelentă Dispunând de un design modular, unitatea PX poate fi adaptată în mod flexibil la diferite scări ale proiectelor de tratare a apei prin conectarea în paralel a mai multor unități. Se adaptează la diverse condiții de alimentare - de la apă sărată la desalinizarea apei de mare - și prezintă adaptabilitate la fluctuațiile de debit și presiune.

Aplicații și considerații practice

Avantajele tehnice ale schimbătoarelor de presiune PX le transformă în echipamente de bază pentru reducerea consumului de energie în proiectele moderne de desalinizare a apei de mare și în proiectele dificile de reutilizare a apelor reziduale industriale/evacuare a lichidelor zero. De exemplu, în uzina de sodă Shandong Haihua, unitatea PX a obținut o recuperare de energie de 96,4% atunci când a fost integrată în sistemul de purificare a saramurii prin nanofiltrare. În cadrul unui proiect de descărcare zero lichid la o fabrică de materiale pentru baterii cu litiu din Hubei, echipamentul PX de presiune ultra-înaltă integrat cu tehnologia cu membrană DuPont a redus substanțial consumul total de energie și costurile operaționale.

Pentru a asigura funcționarea eficientă și stabilă a unităților PX, acordați o atenție deosebită următoarelor aspecte:

• Calitatea apei de alimentare: Apa care intră în unitatea PX trebuie să fie supusă unei filtrări de precizie pentru a se asigura că diametrele particulelor sunt mai puțin de 5 microni, prevenind blocarea sau uzura rotorului.
• Controlul debitului și al presiunii: În timpul funcționării, mențineți cu strictețe debitul și presiunea în limitele nominale pentru a evita depășirea specificațiilor. Depășirea limitelor poate cauza “pătrunderea fluidului”, compromițând stabilitatea sistemului.
• Întreținerea opririi pe termen lung: Pentru opriri prelungite, spălați bine unitatea cu apă proaspătă și implementați măsuri antimicrobiene pentru a preveni blocarea rotorului cauzată de dezvoltarea biologică sau de precipitații saline.

KYsearo scară mai mare sistem de desalinizare a apei de mare (peste 120 TPD) va echipa dispozitivul de recuperare a energiei ERI, care poate reduce consumul de energie la 3 ~ 4 KWH pe metru cub de apă produsă, în comparație cu sistemul fără ERD 6 ~ 7 KWH, reducând costul de funcționare până la 49%. În cazul în care vă interesează în continuare detaliile de aplicare pentru industrii specifice - cum ar fi tratarea chimică a apelor reziduale sau desalinizarea apei de mare - vă invităm să continuați discuțiile.