能量回收裝置是降低反滲透海水淡化系統(tǒng)能耗的關(guān)鍵設(shè)備，閥控能量回收裝置是其中最主要的產(chǎn)品類型之一。流體切換器做為能量回收裝置的核心，主要用來引導(dǎo)高壓鹽水和泄壓鹽水有規(guī)律的進(jìn)出能量回收裝置。流體切換器的設(shè)計(jì)開發(fā)對于能量回收裝置至關(guān)重要。 本文在課題組對閥控能量回收裝置研究的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有切換器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高壓鹽水流量壓力不穩(wěn)定等問題，設(shè)計(jì)開發(fā)了用于閥控能量回收裝置的分腔式流體切換器，分析了切換器高壓腔和低壓腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，制造了高壓腔通道無重疊和有重疊的兩種切換器。建立了能量回收裝置“一鍵式”控制平臺及相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)。 在目標(biāo)流量為1.0m~3/h和2.0m~3/h時(shí)，對安裝有兩種切換器的閥控能量回收裝置的流體力學(xué)特性分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試和分析。結(jié)果表明：無重疊切換器對應(yīng)系統(tǒng)的高壓鹽水流量Qbi、低壓海水流量Qsi、泄壓鹽水流量Qbo、增壓海水流量Qso、泄壓鹽水壓力Pbo、增壓海水壓力Pso均呈周期性向下波動的趨勢，高壓鹽水壓力Pbi和低壓海水壓力Psi均呈現(xiàn)與流量對應(yīng)的周期性向上波動，這均與切換器轉(zhuǎn)換工作位過程轉(zhuǎn)芯處于密封區(qū)引起的斷流、憋壓有關(guān)。有重疊切換器對應(yīng)系統(tǒng)的高壓鹽水流量Qbi、增壓海水流量Qso、高壓鹽水壓力Pbi、增壓海水壓力Pso波動很小，基本實(shí)現(xiàn)了無波動運(yùn)行，這是因?yàn)楦邏呵涣鞯篱_度的增大使得切換器在轉(zhuǎn)換工作位過程，高壓鹽水能夠連續(xù)的供給，保證了其流量和壓力的穩(wěn)定性。 變工況或?qū)嶋H操作等過程可能出現(xiàn)流量不匹配的情況。為了檢測所設(shè)計(jì)的分腔式切換器對流量不匹配的適應(yīng)性，論文分別對安裝有兩種結(jié)構(gòu)分腔式切換器的能量回收裝置進(jìn)行了流量不匹配實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的分腔式切換器，尤其是有重疊分腔式切換器在流量不匹配的情況下，流量壓力的波動較小，對流量不匹配情況的適應(yīng)性較好。另外，與過流相比，過沖情況下高壓鹽水和增壓海水的流量壓力波動性更小。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：P747
【部分圖文】：

第一章 反滲透海水淡化與能量回收技術(shù)國際脫鹽協(xié)會的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2010 年底全球反滲透海水淡化工程的產(chǎn)能已達(dá)到 3910 萬 m3/d，占海水淡化總產(chǎn)能的 60%，成為最有效的海水淡化主流技術(shù)之一[1-2]。反滲透海水淡化（SWRO）是利用反滲透膜只允許水通過而使得海水中水和鹽分離的的技術(shù)，在反滲透膜的一端施加大于海水滲透壓的外壓，海水中的水透過反滲透膜而得到淡水，同時(shí)被反滲透膜截留下來的是鹽度更高的濃鹽水。典型的反滲透海水淡化系統(tǒng)由四部分組成，即海水取水、海水預(yù)處理、反滲透脫鹽和產(chǎn)水后處理，工藝如圖 1-1 所示[3]。

圖 1-2 卷式膜組件圖Fig 1-2 Diagram of spiral-wound membrance component件的發(fā)展使得單支膜組件的耐壓性能得到提高、平均產(chǎn)水通量使淡化系統(tǒng)單位淡水能耗更加降低�，F(xiàn)單只膜組件產(chǎn)水量已達(dá) 達(dá)到 8.27MPa，回收率達(dá)到 11%[12]。耐高壓膜元件的成功應(yīng)用水回收率由 40%提高到 60%，使得淡化系統(tǒng)的產(chǎn)水成本降低了[13]。另外，F(xiàn)ilmTec公司開發(fā)的膜組件（FILMTEC SW-30HR-32殊結(jié)構(gòu)，使得膜組件不增加尺寸的同時(shí)，可使能耗降低 25%，4%[14-15]。滲透海水淡化系統(tǒng)的節(jié)能方法透海水淡化是一項(xiàng)利用能量來生產(chǎn)淡水的技術(shù)，所以技術(shù)發(fā)展題是能量消耗問題。與其他海水淡化方法相比，反滲透雖然能3

第一章 反滲透海水淡化與能量回收技術(shù)壓供給持續(xù)而且產(chǎn)水率穩(wěn)定的連續(xù)的反滲透過程，濃縮液可以在 3-4 個(gè)膜之間循環(huán)，達(dá)到任意想要的回收率。在不妨礙反滲透過程的前提下，鹽水以較低的能耗通過受壓管道替換為淡水然后與之分離。該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于苦咸水脫鹽和海水淡化技術(shù)[32]。已報(bào)道的地中海水脫鹽中，在回收率為 48%時(shí)，能耗僅為1.65-1.87KWh/m3，相當(dāng)于海水淡化能耗在 1.5-1.7 KWh/m3。圖 1-7 為CCD工藝流程圖，圖 1-8 為某CCD系統(tǒng)用于脫鹽裝置圖。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2831514