[实用新型]一种多转子能量转化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多转子能量转化装置，属于过滤技术领域。

背景技术

近年来随着膜行业的发展，反渗透膜技术的应用越来越多的引起人们的关注。反渗透是一个脱盐过程，广泛应用于海水淡化领域。它以压力推动，能量的一部分通过原水流入反渗透膜，一部分存在于浓水中。浓水中含有很大一部分压力能量，如果按照通常40%的水回收率计算，浓水中约有60%的进料压力能量，具有巨大的回收价值和意义。然而目前，反渗透膜浓水通常被排放掉，没有回收利用，浪费了大量能量。而且，由于反渗透膜需要很高的进水压力，使得在一些电力成本较高的地区，限制了海水淡化的大规模应用。因此，如何将浓水中的能量回收利用，降低反渗透膜的进水压力，进而降低运行成本日益受到关注。

目前国内在浓水利用方面取得的成效不大，有很多原因，其中政策导向、市场需求和技术革新是主要因素。随着北方地区水资源的日益短缺，而现有的反渗透浓水排放大多占总处理水量的60%以上。提高浓水的利用是根本上解决RO产水效率的关键。目前，对于反渗透浓水常用的处置方法有：1）将浓水与其他废水进行混合后排放；2）用于喷洒或浇洒地坪等。

将浓水与其他水或废水进行混合后排放会直接增加生产废水的排放量，不符合国家节水政策。

浓水利用技术不仅与反渗透浓水的水质特点及处理方式有关，如主要包括反渗透浓水的直接或间接排放和再利用，还与浓水的再脱盐技术密切相关。

能量回收技术是膜法海水淡化工艺的一个伴生技术，正是膜技术与能量回收技术的共同进步，促使海水淡化工艺的成本逐步降低。目前已有不少研究人员在这方面进行了大量研究和测试应用，如想通过设计涡轮机、助推器、能量传动杆、水轮等能量转化装置将浓水的能量转化成二次能量输入，即“能量再生”。但是，这些能量回收装置的回收率仅为50%-80%，关键技术上仍然存在能量转化最大化的欠缺，理想过程中的能耗远大于实际的情形，从而难以到达能量回收率的最大化。而美国Energy Recovery等企业开发的正位移式转轮能量回收装置可使系统浓水能量的回收率达到95%以上，进而使海水淡化的电耗指标降至1.6-1.7kw.h/m³，但是这一技术存在技术复杂，成本过高等缺点，限制了其广泛应用。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种多转子能量转化装置。

鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于为了解决现有技术的缺陷，提供一种多转子能量转化装置，为将反渗透系统浓水中含有的能量进行回收的多转子能量转化装置，它是依靠一个水力动能和势能的转化系统，通过机械转子来实现能量的传递，来实现浓水能量的回收，从而降低高压泵输送原水的升压压力，降低了对高压水泵的能耗的要求，节约了大量能源，实现节约投资成本和运行成本。本实用新型具有占地面积小、长期的可靠性以及使用寿命长等特性。本实用新型能量转换效率非常高，可高达98%以上。

一种多转子能量转化装置，包括壳体，壳体分为左右两箱，右侧为能量转换箱腔，左侧为能量回收箱腔，中间是布流板，其上面设计为环形凹槽，多个无阻力转子镶嵌在布流板上，无阻力转子的上端沿与环形凹槽的低端齐平；能量转换箱腔和能量回收箱腔中分别设有一隔板；出膜后的浓水，通过喷嘴，进入能量转换箱腔，其余压通过上述的布流板，均水布流，能量传递给布流板上的无阻力转子。

带动转子另一侧的一体化叶片转动。一体化叶片的高速旋转剪切收受的低压来水，使低压来水在短时间内快速搅动加速，形成增压水，并返回到膜的进水端，与高压原水混合。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用多转子结构，高压浓水通过转子，转子高速旋转后将能量传递给从另一端进入能量回收装置的低压水，经过加压的低压水补充到原水中，进入反渗透膜，从而降低了对高压水泵的能耗的要求，节约并回收了大量能源，实现投资成本和运行成本的大幅降低，也避免了能源的浪费，具有显著的经济效益，有助于反渗透技术的大规模推广和应用。

本实用新型的操作压力为5.0～6.0MPa之间，利用膜组器中排放高压浓海水高达4.8～5.8MPa的余压。如果按照通常40%的水回收率计算，浓海水中约有60%的进料压力能量，具有巨大的回收价值和意义。本实用新型的系统能量转化技术，开发内置无阻力转子、喷嘴和水压平衡器等新型能量回收关键部件，以实现多点能量回收，大大提高回收效率；通过工艺优化，实现高低能浓水、新水交互切换；采用低阻压补水技术，通过优化运行工艺和运行方式，实现容量自调和压差平衡。

附图说明