Как работает устройство рекуперации энергии PX Pressure Ex-changer?

С развитием технологии опреснения морской воды (обратный осмос), SWRO является основным способом получения пресной воды из морской воды или черной воды в 21 веке сегодня, однако, все еще существует много вопросов по стоимости эксплуатации. А потребление энергии для обратный осмос морской воды (SWRO) является одним из основных факторов, влияющих на стоимость продукта опреснения. Поэтому снижение энергопотребления является настоятельной необходимостью.

Как функционирует устройство для рекуперации энергии?

Функция устройства рекуперации энергии заключается в снижении энергопотребления и стоимости путем переработки и повторного использования энергии давления, получаемой из концентрированной морской воды высокого давления системы обратного осмоса. Устройство рекуперации энергии (ERD) является ключом к энергосбережению в работе любых опреснителей обратного осмоса морской воды (SWRO), в которых устройство PX Pressure Ex-changer является наиболее эффективным решением на сегодняшний день и может снизить энергопотребление системы обратного осмоса морской воды (SWRO) до 60 процентов.

Стоимость потребления электроэнергии составляет наибольшую долю - около 30% от общих эксплуатационных затрат на обратный осмос-очистку. Как правило, на крупных объектах (>50 000 м3/сут.), ERD, снижающие энергопотребление, составляют лишь часть первоначальных капитальных затрат (1-2%) всей установки, но обеспечивают значительный возврат инвестиций за счет экономии энергии.

Принцип работы устройства рекуперации энергии PX Pressure Ex-changer?

1. Устройство рекуперации энергии PX Pressure Ex-changer способствует передаче давления от потока отработанного рассола высокого давления к потоку морской воды низкого давления путем приведения этих двух потоков в состояние прямого и кратковременного контакта в каналах ротора. Ротор установлен в керамической гильзе между двумя керамическими торцевыми крышками с точными зазорами.
2. При нагнетании воды под высоким давлением он может создать гидродинамический подшипник практически без трения. Ротор, вращающийся внутри гидродинамического подшипника, является единственной движущейся частью устройства PX. В любой момент времени половина каналов ротора подвергается воздействию потока высокого давления, а половина - потока низкого давления. Когда ротор вращается, каналы проходят зону уплотнения, разделяющую высокое и низкое давление. Таким образом, каналы, содержащие высокое давление, отделены от соседних каналов, содержащих низкое давление, уплотнением, образованным ребрами ротора и керамическими торцевыми крышками.
3. Когда ротор вращается каждый раз, этот процесс обмена давлением повторяется для каждого канала, так что каналы непрерывно наполняются и разгружаются. При номинальной скорости вращения 1 200 об/мин каждую секунду совершается 20 оборотов.

 Преимущества устройства для восстановления энергии давления

1. Исключительно высокая эффективность рекуперации энергии Сердцем установки PX является ротор, изготовленный из высокочистой алюмооксидной керамики - единственный движущийся компонент. Он обеспечивает прямую передачу энергии давления за счет кратковременного прямого контакта между рассолом под высоким давлением и питательной водой под низким давлением в микроканалах ротора. Этот процесс исключает многоступенчатое преобразование, требуемое традиционными технологиями, - сначала преобразование энергии давления в механическую энергию, а затем обратно в энергию давления, - что приводит к минимальным потерям энергии. Таким образом, установка PX достигает пиковой эффективности 98%, при этом фактическая эффективность работы обычно стабилизируется в диапазоне 93% и 96.4%. Это означает, что подавляющее большинство энергии давления, которая в противном случае была бы потрачена впустую, успешно восстанавливается.
2. Значительная экономия энергии и снижение потребления Благодаря такой высокоэффективной рекуперации энергии существенно снижается потребность системы в насосах высокого давления. В практических промышленных приложениях, например, в системах очистки рассолов нанофильтрации, применение процесса PX позволяет снизить общую установленную мощность системы высокого давления примерно на 39%. Это не только снижает потребление электроэнергии, но и уменьшает требования к мощности электросети.
3. Исключительная надежность и долговечность Ротор устройства изготовлен из сверхтвердой алюмооксидной керамики, обеспечивающей исключительную устойчивость к коррозии и износу. В сочетании с минималистичным дизайном, включающим только одну движущуюся часть и небольшое количество точек трения, устройство PX обеспечивает высокая надежность, увеличенный срок службы и низкая потребность в обслуживании.
4. Выдающиеся экономические преимущества Хотя установка PX требует первоначальных инвестиций, она обеспечивает значительную экономическую отдачу за счет существенной экономии энергии. Во многих случаях инвестиционные затраты окупаются в течение два года или меньше за счет сокращения расходов на электроэнергию. Долгосрочные экономические выгоды становятся еще более значительными по мере эксплуатации системы.
5. Отличная оперативная гибкость Благодаря модульной конструкции блок PX может быть гибко адаптирован к различным масштабам проектов водоподготовки за счет параллельное подключение нескольких устройств. Он подходит для различных условий подачи - от солоноватой воды до опреснения морской воды - и демонстрирует адаптивность к колебаниям расхода и давления.

Практическое применение и соображения

Технические преимущества теплообменников PX делают их основным оборудованием для снижения энергопотребления в современных проектах по опреснению морской воды и сложных проектах по повторному использованию/озонированию промышленных сточных вод. Например, на заводе кальцинированной соды компании Shandong Haihua установка PX достигла рекуперации энергии 96,4% при интеграции с системой очистки рассола нанофильтрацией. В проекте нулевого сброса жидкости на заводе по производству материалов для литиевых батарей в Хубэе оборудование PX сверхвысокого давления, интегрированное с мембранной технологией DuPont, существенно снизило общее энергопотребление и эксплуатационные расходы.

Чтобы обеспечить эффективную и стабильную работу блоков PX, обратите особое внимание на следующее:

• Качество питательной воды: Вода, поступающая в блок PX, должна пройти прецизионную фильтрацию, чтобы обеспечить диаметр частиц менее 5 микрон, предотвращает заклинивание и износ ротора.
• Контроль расхода и давления: Во время работы строго поддерживайте расход и давление в пределах номинальных значений, чтобы избежать превышения технических характеристик. Превышение пределов может привести к “проникновению жидкости”, что нарушит стабильность системы.
• Долгосрочное обслуживание при отключении: При длительных отключениях тщательно промывайте устройство пресной водой и принимайте антимикробные меры, чтобы предотвратить заклинивание ротора, вызванное биологическим ростом или выпадением солевых осадков.

KYsearo крупный масштаб система опреснения морской воды (свыше 120 TPD) будут оснащены устройством рекуперации энергии ERI, которое может сократить потребление энергии до 3~4 KWH на кубический метр воды, по сравнению с системой без ERD 6~7 KWH, снижая эксплуатационные расходы до 49%. Если вас интересуют подробности применения в конкретных отраслях промышленности, таких как очистка химических сточных вод или опреснение морской воды, мы будем рады продолжить обсуждение.