外驱旋转式能量回收装置的设计和性能测试

旋转式能量回收装置（RERD）作为反渗透海水淡化系统的节能设备,对于降低系统能耗和产水成本具有重要意义。设计和加工了一套新的外驱旋转式能量回收装置,建立了满足其性能评测要求的一套完整的反渗透海水淡化系统。当装置的性能很好地满足工业化运用需求时,对RERD与反渗透淡化系统的耦合运行性能进行了现场测试。实验结果表明：反渗透膜的操作压力为6.0 MPa、RERD的处理量为13 m³/h及转子转速为500 r/min时,装置的泄漏量为0.57 m³/h,能量回收效率达到91.2%。保持反渗透膜的操作压力和装置转速不变,当装置的处理量为16 m³/h时,进出RERD的4股流体的流量和压力波动较小,装置的能量回收效率略有提高,达到92.5%。     

旋转式能量回收装置的启动与运行特性

能量回收装置是降低反渗透海水淡化（SWRO）系统运行能耗和制水成本的关键设备之一。本文开发并试制了一种具有新型端盘结构的旋转式能量回收装置,并对其启动方式进行了研究优化,测试分析了装置的动密封性能和效率特性,并对装置连续运行稳定性进行了考核。结果表明,旋转式能量回收装置在转速增至额定值后再进行升压操作的启动方式下驱动扭矩最小;装置泄漏量随操作压力增高而增大,在6.0 MPa时,为0.58 m3/h;在转速为500 r/min、处理量为8.0 m3/h及操作压力为6.0 MPa时,装置连续运行稳定,能量回收效率为93%。这些研究结果对旋转式能量回收装置的开发和工程应用具有一定的指导意义。     

泵驱动回路热管能量回收装置性能的影响因素

提出一种泵驱动回路热管能量回收装置,用于回收公共建筑空调系统排风的能量,降低处理新风的能耗,并搭建实验平台,测试该装置在两种工况下的性能,分析工质质量流量、换热器换热面积和换热器迎面风速3种因素对装置换热量、温度效率和性能系数的影响,得出质量流量、换热面积和迎面风速的最优值。结果表明,夏季工况下,质量流量250 kg·h^-1,换热面积58.0 m²,迎面风速1.8 m·s^-1时,装置的换热量为4.09 kW,性能系数为9.26;冬季工况下,质量流量300 kg·h^-1,换热面积58.0 m²,迎面风速1.8 m·s^-1时,装置的换热量为6.63 kW,性能系数为14.20。     

旋转式能量回收装置混合过程优化研究

旋转式能量回收装置（RERD）是反渗透海水淡化系统中的关键设备之一,对降低系统运行成本起到重要作用。本研究采用流体力学软件FLUENT,建立RERD装置三维非稳态滑移网格模型,研究分析了转速和流速对装置盐度场分布、混合度和效率的影响规律,获得了可实现装置混合度≤4%和能量回收效率≥98%运行效果的适宜操作条件,模拟结果对RERD实用化开发具有理论指导意义。     

水力自驱旋转式能量回收装置的转速推导

为建立海水淡化水力自驱旋转式能量回收装置（HRERD,Hydro-Drive Rotary Energy Recovery Device）转子转速与系统流量间的关联关系,对特定几何规格的能量回收装置的转速变化规律进行了理论推导和实验验证。运用动量定理建立了转子受流体水力冲击而产生的动力矩与转子转速的关系式;以微元法为基础,运用牛顿黏性定律建立了转子周面和端面因流体黏性阻力而产生的阻力矩与转子转速的关系式;利用转子稳定时所受动力矩与阻力矩间的平衡关系,推导得到装置转速与系统流量间的理论公式。对装置在系统流量分别为4.4、5.0、6.0和7.1 m³·h^-1时的理论转速与实验转速比较分析表明,理论转速略高于实验转速,两者相对误差不超过12%,对误差形成的可能原因也进行了分析说明。     

两类能量回收装置的海水淡化工程应用对比

转子式压力交换能量回收装置和透平式能量回收装置是目前海水淡化应用较多的两类节能装置,以西沙某岛1000 m3/d海水淡化厂为例,分别采用配置两种能量回收装置的(500×2)m3/d双膜法一级反渗透处理工艺,介绍了海水淡化工程概况和一级反渗透系统工艺方案.系统运行表明:一级反渗透系统回收率为40％和脱盐率不小于99.2％的条件下,采用转子式压力交换能量回收装置和透平式能量回收装置每t产水能耗分别为3.04 kW·h/m3和3.34 kW·h/m3,采用透平式能量回收装置的系统结构更为紧凑,设备、管路、阀控元件数量少,操作简便,噪声和振动小.     

洛阳石化2~#催化装置脱硫脱硝项目开工

由洛阳石化自行管理、自行设计、自行监理、自行施工的2^#催化装置脱硫脱硝项目总投资1.46亿元,主要包括脱硫系统、余热炉系统改造、废水处理系统（不含脱硝部分）、烟气脱硝及盐浓缩回用部分等内容,项目设计处理能力为2×10⁵ m³/h,净化后烟气SO₂和NO_x质量浓度均不大于100 mg/m³,粉尘质量浓度不大于30 mg/m³。     

水力驱动转子式能量回收装置启动特性研究

实现水力驱动运行对提升海水淡化能量回收装置控制灵活性和工作可靠性具有重要意义。基于FLUENT软件,建立了转子式能量回收装置水力驱动运行流固耦合模型,在操作压力6.0 MPa及高、低压入口流速5.0 m/s条件下,分析了装置启动运行时转速响应特性和高、低压流体流动速度变化规律。结果表明,转子转速呈先快速增长后趋于平稳的发展趋势,且在1.25 s的启动时间内,装置理论转速可达1 395 r/min;装置高压区和低压区内,端盘楔形结构对应的转子孔道内流体始终存在切向速度差,其是驱动装置水力转动的主要动力。     

粉末涂料爆炸特性研究

为探究粉尘浓度对不同粉末最大爆炸压力、最小着火能量、爆炸下限等爆炸参数的影响，在 1. 2 L Hartmann管实验装置中开展了 3类粉末涂料爆炸特性实验研究，同时结合扫描电镜和粒径分析了不同粉末涂料爆炸的危险性。结果表明：黑水纹样品粉尘爆炸危险性最强，最大爆炸压力达 0. 742 MPa，爆炸下限为 25 g/m³最小着火能量在 18~28 mJ范围内；黑砂纹样品粉尘爆炸危险性相对较低，爆炸下限为 75 g/m³其中样，品 1最大爆炸压力为 0. 604 MPa，最小着火能量于 35~45 mJ范围内，样品 2最大爆炸压力为 0.6，43 MPa，最小着火能量于 91~101 mJ范围内。 3类粉末涂料爆炸最危险浓度比较接近，黑水纹样品、黑砂纹样品粉尘爆炸的最危险浓度为 800 g/m³，闪银样品为 600 g/m³。     

氯气液化系统冷冻水运行探索

氯气液化冷量由4台约克冷冻机组提供。计算并分析冷冻水的单耗、运行能量损耗、液化设备制冷效率、最大负荷等。指出平均冷冻水流量控制在120 m³/h时，冷冻水效率比较高。     

基于AMESim的海水淡化斜盘柱塞式能量回收装置运行性能分析

为满足中小型海水淡化系统节能降耗需求,设计开发了一种新型斜盘柱塞式能量回收装置,并基于AMESim仿真分析软件构建了斜盘柱塞式能量回收装置的液压仿真模型及与之配套的反渗透海水淡化系统流体计算模型,对斜盘柱塞式能量回收装置在海水淡化系统中的耦合运行性能进行了模拟研究.结果 表明:在装置高压进流压力为6.0 MPa,设计处...     

An autonomous wave-powered desalination system

The potential for an autonomous wave-powered desalination system is considered and it is identified that the most promising configuration is a reverse osmosis (RO) plant utilising a pressure exchanger-intensifier for energy recovery. A numerical model of the RO plant with a pressure exchanger-intensifier is developed that shows that a specific energy consumption of less than 2.0 kW h/m³ over a wide range of sea-water feed conditions, making it particularly suitable for use with a variable power source such as wave energy. A numerical model of the combined wave-power and desalination plant is also developed that shows that it is possible to supply the desalination plant with sea-water directly pressurised by the wave energy converter, eliminating the cost and energy losses associated with converting the energy into electricity and back to pressurised water. For a typical sea-state the specific hydraulic energy consumption of the desalination plant is estimated to be 1.85 kW h/m³ whilst maintaining a recovery-ratio of less than 25 to 35% to avoid the need for chemical pre-treatment to eliminate scaling problems. It is suggested that the economic potential for wave-powered desalination depends on these energy and cost savings more than compensating for the reduction in membrane life that occurs with variable feed conditions.     

高浓度含铜电镀废水膜电解处理与回用

随着电镀行业的发展，电镀废水排放造成的污染问题一直困扰着研究者。而针对其中高浓度含铜电镀废水少污染、可回收的目标，开发了单膜双室膜电解法处理并回收铜的新工艺，本实验研究了其运行方式、回收效果与机理并对回收的产物进行表征。在一个电解槽内阴阳两极之间放入一张阴离子交换膜，研究了初始Cu²⁺浓度、电流密度、pH、极板间距、温度和添加剂等运行参数对铜回收率和能耗的影响。在Cu²⁺初始浓度50g/L，阴极板电流密度400A/m²，温度40℃，极板间距30mm，阴极室pH=6.5，添加1g/L硝酸铵的最优工况下，测得铜回收率可以达到96.1%，电流效率超过70%，并且反应能耗为5737kWh/t。同时通过表征分析在最佳工艺条件下电解回收的铜，发现其颗粒较小、大小均匀、棱角分明，且其纯度高，具有较高的经济价值。     

新型气相分配器对隔板填料塔性能的影响

针对一种新型隔板塔气相分配器，搭建了一套直径600mm、高度5600mm的隔板填料塔冷模实验系统，探究了液相分配比变化对气相分配比产生的影响以及新型气相分配器在隔板填料塔内的分配效果。结果显示：在本实验系统中，液相分配比在1～6之间变化时，隔板塔内气相分配比与液相分配比呈负相关的关系，即液流喷淋密度增大的一侧气体量反而会减少，气相分配比最多可由0.95降至0.6左右，这使得隔板塔远离高效操作区，严重影响了隔板塔内的传质效率；喷淋密度分别为6.27m³/(h·m²)、9.41m³/(h·m²)、15.68m³/(h·m²)时，分配器在隔板填料塔中具有较好的分配性能，可以通过分配器上的调节液位高度，使得喷淋密度增大的一侧，气相流量增多，气相分配比可由0.85调节至1.25左右，加强了气液两相传质，保证了隔板塔的高效运行。     

新型多降液管塔板的流体力学性能及其流场CFD模拟

开发了一种流场均匀且液相处理能力大的新型多降液管塔板。本文以水和空气为介质，在内径1219mm的有机玻璃塔内，研究了新型多降液管塔板的流体力学性能。结果表明，在相同气液负荷下，相较于弓形降液管塔板，新型多降液管塔板具有湿板压降低、雾沫夹带量小和漏液少等优点。同时新型多降液管塔板继承了多降液管（MD）塔板液相负荷高的特点，在空塔动能因子2.4(m/s)·(kg/m³)^0.5的条件下，全塔喷淋密度仍可高达80m³/(m²·h)。对塔板上液相流场的流体流动特性进行了计算流体力学（CFD）分析，并将模拟结果与MD塔板进行对比。结果表明，新型多降液管塔板降液管的结构和排布方式使得塔板上液体流动更加均匀，预期可以获得更高的塔板效率。     

Solar multistage flash evaporation (smsf) as a solar energy application on desalination processes

The application of solar energy on desalination constitutes one of the activities of the research and development program of digases. Within this philosophy a project is being developed in cooperation with the Federal Republic of Germany. The objective of the project is to test and prove the feasibility of the solar energy utilization as the source of the thermal energy required for a multistage flash evaporation plant.

The plant is composed of three systems:

1. Desalination system. Multistage flash evaporation plant with 10m³/d production capacity, 5.0 in performance ratio and 10 stages.

2. Solar energy captation. Composed of one low temperature subsystem of double pipe flat collectors with 670m² of effective captation surface, and a high temperature subsystem composed of parabolic concentrators with 320m² of captation surface.

3. Storage of energy. System designed with such capacity which allows continuous operation of desalination unit.

The poject is separated into two phases. The first includes the design manufacturing and tests for the three systems. The second phase comprises the installation and integration of the systems which compose the plant, the start-up operation and evaluation of plant performance.

At the present time, the first phase of the project is under development and it is expected to finish it at the end of June. The second phase will start in August with system start-up scheduled for the end of October.