工业脱盐水与海水淡化

一、技术背景


我国是一个淡水资源匮乏的国家,特别是沿海和西部地区表现得更为突出。我国海水淡化研究始于1958年 海军和中科院化学所合作进行的电渗析技术研究。随着我国水资源短缺形势日益严峻,海水淡化产业进入 大发展期,并从2000年开始走向规模化应用。

 

海水淡化技术亦称脱盐技术,脱盐已被证明是从海水、苦咸水和回用水里提取淡水的最有效方式,利用此 工艺可以从海水、苦咸水和工业处理后的废水中去除离子状态的溶解盐,生产出含盐量低的、适宜工业生 产或生活饮用的淡水。目前已通过商业认证的,主要有三种工艺:多效闪蒸法(MSF)、电渗析法 (EDI)、反渗透法(RO)。 


近年来,反渗透技术以其工艺成熟、设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场,逐步取代闪 蒸法成为应用最广泛的方法,得到了快速的发展。


二、一体化脱盐工艺流程


2.1工艺流程对比


2.1工艺流程对比.png


2.2系统流程说明 


本公司推出的一体化海水淡化节能机组将传统海水淡化工艺中的海水高压泵、能量回收装置和反渗透膜组 件有机集成为一体。一体化节能机组主要由“膜泵集成系统”和“系统能量回收一体机”两部分组成,膜泵集 成系统集成了循环水泵和反渗透膜组件,系统能量回收一体机整合了传统高压泵的加压功能和能量回收机 功能。一体化海水淡化节能机组使用系统能量回收技术,相对目前普遍配有进口PX能量回收机(欧洲标 准:3.3kW·h/T)的海水淡化机组,可节约电能10%-20%。


三、能量回收系统


3.1能量回收系统现状 

反渗透海水淡化是目前海水淡化的主流技术之一,反渗透海水淡化过程需消耗大量电能提高进水压力以克 服海水的渗透压,反渗透膜排出的浓水余压高达4.5 ~ 5.0MPa,按照40%的产水率计算,排放的浓盐水中 还蕴含约60%的进水余压能量,将这一部分能量回收变成进水能量可大幅降低反渗透海水淡化的能耗,而 实现这一目的,有赖于利用能量回收技术。利用能量回收装置大幅降低了淡化水的生产成本 ,促进了反渗 透淡化技术的推广和应用,并使之成为最具竞争力和发展速度最快的海水淡化技术 。因此 ,能量回收与反渗 透膜和高压泵并列成为反渗透海水淡化系统中的三大关键技术。但是目前能量回收装置主要靠国外进口, 造价比较高。


3.1能量回收系统现状.png


3.2典型能量回收装置 

目前反渗透海水淡化工程中应用较成功的能量回收装置主要为转子式压力交换器和活塞式阀控压力交换器 两类,效率最高可达90%。以转子式压力交换器为例,目前美国ERI公司的PX转子式压力交换能量回收装置 是反渗透系统中典型的能量回收产品。


PX 转子式压力交换能量回收装置.png


PX 转子式压力交换能量回收装置


PX能量回收机工作原理:高压浓盐水推动圆周开有多个纵向沟槽(类似于多个微型液缸)的无轴陶瓷转子旋 转,使多个微型沟槽分别在两侧静止的配流盘高压区和低压区交替转换切入,进入高压区的微型液缸进行 能量回收传递向外排液,进入低压区的微型液缸进行原海水补液,PX需配增压泵以使初步升压的原海水 进入RO系统。高压浓盐水与低压原海水直接传递压力,水在多个微型液缸中的停留时间很短,两种液体 由一段封闭的“液体活塞”分开,能量回收效率较高,浓水能量至原海水液体能量的转换效率在90%左右。