ด้วยการพัฒนาของ เทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล (การกรองแบบออสโมซิสย้อนกลับ) SWRO เป็นวิธีหลักที่สามารถผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเลหรือน้ำดำได้ในศตวรรษที่ 21 อย่างไรก็ตาม ยังมีปัญหาหลายประการเกี่ยวกับต้นทุนการดำเนินงาน และการใช้พลังงานสำหรับ การกรองน้ำทะเลด้วยระบบรีเวิร์สออสโมซิส (SWRO) เป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่มีผลต่อต้นทุนของผลิตภัณฑ์จากการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ดังนั้นการลดการใช้พลังงานจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง.
ฟังก์ชันสำหรับอุปกรณ์ฟื้นฟูพลังงานเป็นอย่างไร?
หน้าที่ของอุปกรณ์ฟื้นฟูพลังงานคือการลดการใช้พลังงานและต้นทุนโดยการรีไซเคิลและนำพลังงานความดันจากน้ำทะเลที่มีความเข้มข้นสูงในระบบ RO กลับมาใช้ใหม่ อุปกรณ์ฟื้นฟูพลังงาน (ERD) เป็นกุญแจสำคัญในการประหยัดพลังงานในการดำเนินงานของผลิตภัณฑ์ระบบรีเวิร์สออสโมซิส (SWRO) ที่ใช้กับน้ำทะเล ซึ่งอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความดัน PX เป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในปัจจุบันและสามารถลดการใช้พลังงานของ ระบบรีเวิร์สออสโมซิสด้วยน้ำทะเล (SWRO) สูงสุดถึง 60 เปอร์เซ็นต์.
ค่าใช้จ่ายในการใช้พลังงานคิดเป็นสัดส่วนที่ใหญ่ที่สุด ซึ่งประมาณ 30% ของค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน RO ทั้งหมด โดยทั่วไปสำหรับโรงงานขนาดใหญ่ (>50,000m3/d) การลดการใช้พลังงานของ ERD จะคิดเป็นเพียงเศษส่วนของต้นทุนการลงทุนเริ่มต้น (1-2%) ของโรงงานทั้งหมด แต่ให้ผลตอบแทนจากการลงทุนที่สำคัญผ่านการประหยัดพลังงาน.
หลักการการทำงานของอุปกรณ์ฟื้นฟูพลังงาน PX Pressure Ex-changer คืออะไร?
- อุปกรณ์ฟื้นฟูพลังงาน PX Pressure Ex-changer ส่งเสริมการถ่ายโอนความดันจากกระแสน้ำเกลือที่มีแรงดันสูงไปยังกระแสน้ำทะเลที่มีแรงดันต่ำ โดยการนำทั้งสองกระแสเข้าสู่สภาวะสัมผัสโดยตรงและชั่วขณะในท่อของโรเตอร์ โรเตอร์ถูกติดตั้งในปลอกเซรามิกระหว่างฝาครอบเซรามิกสองด้านที่มีระยะห่างที่แม่นยำ.
- เมื่อฉีดน้ำแรงดันสูง สามารถสร้างแบริ่งไฮโดรไดนามิกได้เกือบไม่มีแรงเสียดทาน โรเตอร์ที่หมุนอยู่ภายในแบริ่งไฮโดรไดนามิกเป็นส่วนที่เคลื่อนไหวเพียงอย่างเดียวในอุปกรณ์ PXตลอดเวลา ครึ่งหนึ่งของท่อโรเตอร์จะสัมผัสกับกระแสแรงดันสูงและอีกครึ่งหนึ่งสัมผัสกับกระแสแรงดันต่ำ เมื่อโรเตอร์หมุน ท่อจะผ่านบริเวณซีลที่แยกแรงดันสูงและแรงดันต่ำออกจากกัน ดังนั้น ท่อที่มีแรงดันสูงจะถูกแยกออกจากท่อข้างเคียงที่มีแรงดันต่ำโดยซีลที่เกิดจากซี่โครงของโรเตอร์และฝาปิดปลายเซรามิก.
- เมื่อโรเตอร์หมุนทุกครั้ง กระบวนการแลกเปลี่ยนความดันนี้จะเกิดขึ้นซ้ำสำหรับท่อแต่ละท่อ ทำให้ท่อมีการเติมและระบายอย่างต่อเนื่อง ที่ความเร็วเชิงนามธรรม 1,200 รอบต่อนาที จะมีการหมุนครบ 20 รอบทุกวินาที.
ข้อดีของอุปกรณ์ฟื้นฟูพลังงานความดัน
- ประสิทธิภาพการฟื้นคืนพลังงานสูงเป็นพิเศษ ที่ใจกลางของหน่วย PX คือโรเตอร์ที่ผลิตจากเซรามิกอะลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูง—ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเพียงชิ้นเดียวภายใน มันสามารถถ่ายโอนพลังงานความดันโดยตรงโดยการทำให้เกิดการสัมผัสที่สั้นและตรงระหว่างน้ำเกลือความดันสูงและน้ำป้อนความดันต่ำภายในช่องจุลภาคของโรเตอร์ กระบวนการนี้กำจัดขั้นตอนการแปลงหลายขั้นตอนที่จำเป็นในเทคโนโลยีแบบดั้งเดิม—ซึ่งแปลงพลังงานความดันเป็นพลังงานกลแล้วแปลงกลับเป็นพลังงานความดันอีกครั้ง—ส่งผลให้สูญเสียพลังงานน้อยที่สุดดังนั้น หน่วย PX จึงมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ 98%, โดยประสิทธิภาพการดำเนินงานจริงมักจะคงตัวอยู่ระหว่าง 93% และ 96.4%. ซึ่งหมายความว่าพลังงานความดันส่วนใหญ่ที่จะสูญเปล่าไปนั้นถูกนำกลับมาใช้ได้อย่างสำเร็จ.
- การประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญและการลดการใช้ ด้วยการฟื้นฟูพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงนี้ ทำให้ระบบลดการพึ่งพาปั๊มแรงดันสูงได้อย่างมาก ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมจริง เช่น ในระบบฟอกน้ำเกลือสำหรับการกรองนาโน การนำกระบวนการ PX มาใช้สามารถ ลดกำลังไฟฟ้าติดตั้งรวมของระบบแรงดันสูงลงประมาณ 39%. ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดการใช้ไฟฟ้า แต่ยังลดความต้องการกำลังการผลิตของระบบไฟฟ้าอีกด้วย.
- ความน่าเชื่อถือและความทนทานที่เหนือชั้น โรเตอร์ของหน่วยนี้ผลิตจากเซรามิกอะลูมินาที่มีความแข็งสูงเป็นพิเศษ ซึ่งให้ความต้านทานต่อการกัดกร่อนและการสึกหรอได้อย่างยอดเยี่ยม เมื่อรวมกับการออกแบบที่เรียบง่ายซึ่งมีเพียงชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเพียงชิ้นเดียวและจุดเสียดทานเพียงไม่กี่จุด หน่วย PX จึงมอบ ความน่าเชื่อถือสูง, อายุการใช้งานยาวนาน, และความต้องการในการบำรุงรักษาต่ำ.
- ประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่โดดเด่น แม้ว่าจะต้องมีการลงทุนเริ่มต้น แต่หน่วย PX จะให้ผลตอบแทนทางเศรษฐกิจที่สำคัญผ่านการประหยัดพลังงานอย่างมาก ในหลายกรณี ต้นทุนการลงทุนสามารถคืนทุนได้ภายใน สองปีหรือน้อยกว่า ผ่านการลดค่าไฟฟ้า. ประโยชน์ทางเศรษฐกิจระยะยาวจะยิ่งมากขึ้นเมื่อระบบทำงานเป็นเวลานาน.
- ความยืดหยุ่นในการดำเนินงานที่ยอดเยี่ยม ด้วยการออกแบบแบบโมดูลาร์ หน่วย PX สามารถปรับให้เข้ากับขนาดโครงการบำบัดน้ำได้หลากหลายอย่างยืดหยุ่นโดย การเชื่อมต่อแบบขนานของหลายหน่วย. สามารถรองรับสภาพการให้อาหารที่หลากหลาย—ตั้งแต่แหล่งน้ำกร่อยไปจนถึงการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล—และแสดงความสามารถในการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลและความดัน.
การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติและการพิจารณา
ข้อได้เปรียบทางเทคนิคของตัวแลกเปลี่ยนความดัน PX ทำให้เป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการลดการใช้พลังงานในโครงการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลสมัยใหม่และการนำน้ำเสียอุตสาหกรรมกลับมาใช้ใหม่/การปล่อยน้ำเป็นศูนย์ในโครงการที่ท้าทาย ตัวอย่างเช่น ในโรงงานโซดาแอชของ Shandong Haihua หน่วย PX สามารถฟื้นฟูพลังงานได้ถึง 96.4% เมื่อรวมกับระบบฟอกน้ำเกลือด้วยนาโนฟิลเตรชันในโครงการปล่อยของเหลวเป็นศูนย์ที่โรงงานผลิตวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียมในหูเป่ย อุปกรณ์ PX ความดันสูงพิเศษที่ผสานเทคโนโลยีเมมเบรนของดูปองท์ช่วยลดการใช้พลังงานโดยรวมและต้นทุนการดำเนินงานได้อย่างมาก.
เพื่อให้การดำเนินงานของหน่วย PX มีประสิทธิภาพและเสถียรภาพ ให้ระวังเป็นพิเศษต่อสิ่งต่อไปนี้:
- คุณภาพน้ำป้อน: น้ำที่เข้าสู่หน่วย PX ต้องผ่านการกรองอย่างแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคเป็น น้อยกว่า 5 ไมครอน, ป้องกันการติดขัดหรือการสึกหรอของโรเตอร์.
- การไหลและควบคุมความดัน: ระหว่างการใช้งาน ให้รักษาระดับการไหลและความดันให้อยู่ภายในขีดจำกัดที่กำหนดอย่างเคร่งครัด เพื่อหลีกเลี่ยงการเกินข้อกำหนด การเกินขีดจำกัดอาจทำให้เกิด “การซึมผ่านของของไหล” ซึ่งส่งผลต่อเสถียรภาพของระบบ.
- การบำรุงรักษาในระยะยาวระหว่างการปิดระบบ: สำหรับการปิดระบบเป็นเวลานาน ให้ล้างเครื่องด้วยน้ำสะอาดอย่างทั่วถึงและดำเนินมาตรการต้านจุลชีพเพื่อป้องกันการติดขัดของโรเตอร์ที่เกิดจากการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตหรือการตกตะกอนของเกลือ.
KYsearo ขนาดใหญ่ขึ้น ระบบแยกเกลือออกจากน้ำทะเล (มากกว่า 120 TPD) จะติดตั้งอุปกรณ์กู้คืนพลังงานของ ERI ซึ่งสามารถลดการใช้พลังงานเหลือเพียง 3~4 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อน้ำผลิตภัณฑ์หนึ่งลูกบาศก์เมตร เมื่อเปรียบเทียบกับระบบที่ไม่มี ERD ซึ่งใช้ 6~7 กิโลวัตต์ชั่วโมง ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานได้ถึง 491 TP3T หากท่านสนใจรายละเอียดการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเฉพาะ เช่น การบำบัดน้ำเสียทางเคมีหรือการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล เรายินดีที่จะหารือเพิ่มเติม.
