旋轉(zhuǎn)式能量回收裝置在反滲透海水淡化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)式能量回收裝置在反滲透海水淡化系 旋轉(zhuǎn)式能量回收裝置在反滲透海水淡化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究 統(tǒng)中的應(yīng)用研究Application of the rotary energy recoverydevice in SWRO desalination system學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程研 究 生：吳家能指導(dǎo)老師：王越 副教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一六年五月摘 要旋轉(zhuǎn)式能量回收裝置（RERD）作為反滲透海水淡化系統(tǒng)的主要節(jié)能設(shè)備，對于降低系統(tǒng)能耗和產(chǎn)水成

2、本具有重要意義。 改善和提升旋轉(zhuǎn)式能量回收裝置的密封性能是實現(xiàn)裝置高效率運行的關(guān)鍵，也是此類型裝置研究的重點方向。本文設(shè)計開發(fā)了一套處理量為 15m3/h 新型外驅(qū)旋轉(zhuǎn)式能量回收裝置，并建立了滿足其性能評測要求的一套全工藝反滲透海水淡化系統(tǒng)。 本文采用上下兩個PEEK 平面端盤、 不銹鋼轉(zhuǎn)子和套筒組成能量回收裝置核心轉(zhuǎn)動單元， 在裝置上、下端盤與轉(zhuǎn)子端面間總間隙為 0.04mm 條件下， 對新設(shè)計的外驅(qū)旋轉(zhuǎn)式能量回收裝置進行了密封性能測

3、試。結(jié)果表明：在操作壓力為 6.0MPa，裝置的鹽水流通量為 13m3/h 時，裝置的靜態(tài)泄漏量僅為 0.105m3/h；相同鹽水處理量及操作壓力條件下，轉(zhuǎn)速為 500rpm 時，裝置的動態(tài)泄漏量為 0.57m3/h，能量回收效率為91.2%。為提高裝置的能量回收效率，本文將靜壓支承技術(shù)應(yīng)用到裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通過在原有的平面端盤上增設(shè)靜壓引流孔和環(huán)形槽， 構(gòu)建了新型靜壓支承端盤結(jié)構(gòu)。在相同的操作壓力、裝置處理量和端面間隙下，比較分析了平

4、面端盤和支承端盤對裝置性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明：在操作壓力為 4.7MPa，裝置的處理量為 13m3/h，裝置的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為 500rpm 條件下，含有靜壓支承端盤的裝置的泄漏量僅為 0.30m3/h，較平面端面降低了 60%；能量回收效率為 93.2%，較平面端盤裝置提高了 2.2%。論文研究了裝置的混合度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和裝置處理量間的變化關(guān)系。結(jié)果表明：恒定操作壓力和裝置的處理量時，裝置的混合度隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增大而降低；當(dāng)裝置處理量為 9m

5、3/h 時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速從 300rpm 升高到 500rpm，裝置的混合度從28.7%降低到 16.5%。恒定操作壓力和裝置的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，裝置的混合度隨著裝置處理量的增大而增大；當(dāng)裝置的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為 500rpm 時，裝置的處理量從 9m3/h逐漸增大到 13m3/h 時，裝置的混合度從 13%升高到 16.5%。最后，對 RERD 裝置和反滲透系統(tǒng)耦合運行穩(wěn)定性進行了測試評價。結(jié)果表明：當(dāng)裝置的處理量為 16m3/h、操作壓力為 6.0MP