反滲透海水淡化系統(tǒng)外驅(qū)型旋轉(zhuǎn)式壓力交換器試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和能源問(wèn)題的日益突出，節(jié)能已經(jīng)越來(lái)越成為人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。在世界范圍內(nèi)，過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域正在不斷應(yīng)用流體能量回收技術(shù)以實(shí)現(xiàn)能量的最優(yōu)化和最高效配置，流體壓力能回收綜合利用技術(shù)及裝置的研究已經(jīng)成為近年來(lái)反滲透脫鹽(Desalination)工業(yè)中的熱點(diǎn)。 本文綜合評(píng)定比較了現(xiàn)有的各種流體壓力能能量回收技術(shù)以及相應(yīng)的各種裝置的性能、特點(diǎn)，選擇目前國(guó)內(nèi)研究較少的基于正位移(PositiveDisplacement)原理

2、的旋轉(zhuǎn)式壓力交換器(RotaryPressureExchanger)為主要研究對(duì)象，結(jié)合反滲透海水淡化(SWRO)系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用背景，采用以試驗(yàn)為主，計(jì)算為輔的方法，著重進(jìn)行了以下幾方面的研究工作： (1)在自驅(qū)型旋轉(zhuǎn)式壓力交換器試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，首次采用以外動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的方式，設(shè)計(jì)建立了外驅(qū)型旋轉(zhuǎn)式壓力交換器(PD-RPE)的能量回收裝置模型； (2)結(jié)合反滲透海水淡化(SWRO)的應(yīng)用背景，設(shè)計(jì)建立了外驅(qū)型旋轉(zhuǎn)式壓力

3、交換器在反滲透海水淡化系統(tǒng)中試驗(yàn)流程結(jié)構(gòu)； (3)根據(jù)流程結(jié)構(gòu)，對(duì)PD-RPE高低壓端面在轉(zhuǎn)子靜止和運(yùn)轉(zhuǎn)，常壓和加壓等各種工況下的泄漏現(xiàn)象進(jìn)行試驗(yàn)分析； (4)試驗(yàn)并計(jì)算PD-RPE在反滲透海水淡化中的壓力回收比和能量回收效率，并分析影響能量回收效率的各種因素； (5)以定性和定量的試驗(yàn)方法，分析了高低壓流體在PD-PRE轉(zhuǎn)子通道中的摻混現(xiàn)象，并計(jì)算出了摻混率的大小。 試驗(yàn)結(jié)果表明，PD-RPE轉(zhuǎn)子端面與

4、定子之間的間隙是影響各種試驗(yàn)結(jié)果的最主要的因素，且在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，所設(shè)計(jì)PD-RPE樣機(jī)的端面泄漏率最大約為12﹪，最高回收壓力1.35MPa，最大摻混率約為11.8﹪，壓力回收比恒定為60﹪，在高低壓端進(jìn)流流量匹配時(shí)，最高能量回收效率為53.5﹪。 本文首次設(shè)計(jì)建立的PD-RPE能量回收裝置模型尚處于試驗(yàn)階段，還有很多需要更加完善和改進(jìn)的地方。本文為自驅(qū)型旋轉(zhuǎn)式壓力交換器的設(shè)計(jì)和完善提供相關(guān)試驗(yàn)依據(jù)，并為國(guó)內(nèi)基于正位移壓力