反渗透海水淡化系统外驱型旋转式压力交换器试验研究

摘要

随着经济的快速发展和能源问题的日益突出，节能已经越来越成为人们普遍关注的焦点。在世界范围内，过程工业领域正在不断应用流体能量回收技术以实现能量的最优化和最高效配置，流体压力能回收综合利用技术及装置的研究已经成为近年来反渗透脱盐(Desalination)工业中的热点。 本文综合评定比较了现有的各种流体压力能能量回收技术以及相应的各种装置的性能、特点，选择目前国内研究较少的基于正位移(PositiveDisplacement)原理的旋转式压力交换器(RotaryPressureExchanger)为主要研究对象，结合反渗透海水淡化(SWRO)系统的工业应用背景，采用以试验为主，计算为辅的方法，着重进行了以下几方面的研究工作： (1)在自驱型旋转式压力交换器试验研究的基础上，首次采用以外动力驱动转子的方式，设计建立了外驱型旋转式压力交换器(PD-RPE)的能量回收装置模型； (2)结合反渗透海水淡化(SWRO)的应用背景，设计建立了外驱型旋转式压力交换器在反渗透海水淡化系统中试验流程结构； (3)根据流程结构，对PD-RPE高低压端面在转子静止和运转，常压和加压等各种工况下的泄漏现象进行试验分析； (4)试验并计算PD-RPE在反渗透海水淡化中的压力回收比和能量回收效率，并分析影响能量回收效率的各种因素； (5)以定性和定量的试验方法，分析了高低压流体在PD-PRE转子通道中的掺混现象，并计算出了掺混率的大小。 试验结果表明，PD-RPE转子端面与定子之间的间隙是影响各种试验结果的最主要的因素，且在现有的技术条件下，所设计PD-RPE样机的端面泄漏率最大约为12﹪，最高回收压力1.35MPa，最大掺混率约为11.8﹪，压力回收比恒定为60﹪，在高低压端进流流量匹配时，最高能量回收效率为53.5﹪。 本文首次设计建立的PD-RPE能量回收装置模型尚处于试验阶段，还有很多需要更加完善和改进的地方。本文为自驱型旋转式压力交换器的设计和完善提供相关试验依据，并为国内基于正位移压力交换(PressureExchange)原理的的流体能量回收装置的设计和试验进行了探索性的工作。

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文摘

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1绪论

2外驱型旋转式压力交换器装置设计

3外力驱动型旋转式压力交换器的试验设计

4外驱型旋转式压力交换器内流场端面泄漏试验与分析

5外驱型旋转式压力交换器在反渗透海水淡化系统中的应用试验

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢