[发明专利]电驱自增压转子式能量回收装置

说明书

技术领域

本发明属于反渗透海水淡化能量回收技术领域，特别是一种电驱自增压转子式能量回收装置。

背景技术

反渗透海水淡化相比于其它海水淡化技术具有投资省、易于维护和建设周期短等优点，作为一种淡水资源增量技术占据了超过60％的市场份额。反渗透海水淡化属于压力驱动的膜分离过程，根据盐浓度的不同，原料海水进入反渗透膜组件之前由高压泵将压力提升到5.5-8.0MPa之间。其中约45％的原料海水被淡化成产品水，剩余约55％高压盐水含有高压泵输出的一半左右的压力能，不经利用被排放造成巨大的能量浪费。因此通过能量回收装置高效回收利用高压盐水中的余压能量，对大幅降低反渗透海水淡化产水成本具有重要意义。

目前国内外研究和商业化应用的能量回收装置以正位移原理为主，这种能量回收装置采用高压盐水直接增压原料海水的方式实现压力能的回收，能量回收效率在90％以上。采用正位移工作原理的转子式能量回收装置是该领域能量回收效率最高且应用最为广泛的装置。转子式的特点是结构紧凑，操作控制简单，压力流量稳定，但存在单机处理能力小，在变工况操作条件下可能出现过流或过冲现象，及增压海水需要经过增压泵加压后才能达到反渗透海水淡化的要求等不足。

中国发明专利200710056401.9在2007年7月11日公开了一种海水或苦咸水反渗透淡化系统，采用双转盘耦合式压力交换器，是转子式能量回收装置的一种，它通过两个转盘的同步旋转来实现压力交换过程。该专利在使用过程中存在如下不足：其一，压力交换通孔内没有活塞隔离海水和盐水，存在混合现象；其二，高压区和低压区流体之间采用间隙密封，对工件的加工和装配要求精度较高；其三，作为驱动力的高压盐水输入接管没有采用对称布置，给右转盘带来偏心力，对转盘旋转稳定性有影响。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种电驱自增压转子式能量回收装置，该装置利用高压盐水中的余压能量能够将增压海水的压力提高到膜组件所需压力，不需要增压泵再次提升压力。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种电驱自增压转子式能量回收装置，包括依次固接的泄压段壳体、盐水端壳体、支撑筒体、海水端壳体和低压海水接口；所述泄压段壳体设有相互连通的泄压盐水腔和泄压接口；所述盐水端壳体内设有与其转动连接的盐水分配转盘，在所述盐水端壳体与所述盐水分配转盘之间形成有环形高压盐水通道，在所述盐水分配转盘内设有泄压盐水通道，所述泄压盐水通道与所述泄压盐水腔连通，所述盐水端壳体上设有与环形高压盐水通道连通的高压盐水接口；在所述支撑筒体内设有多个沿周向均布的水压缸组，每个水压缸组均由相互串联的一个大径水压缸和一个小径水压缸组成，所述大径水压缸与盐水端壳体固接，所述小径水压缸与海水端壳体固接，在所述大径水压缸和所述小径水压缸内各设有一活塞，一个所述水压缸组内的两个活塞采用活塞杆连接；在所述盐水分配转盘上设有相互独立的扇形高压盐水布液槽和扇形泄压盐水布液槽，所述高压盐水布液槽和所述泄压盐水布液槽分别与所述高压盐水通道和所述泄压盐水通道连通；在所述盐水端壳体上设有连通所述大径水压缸和所述高压盐水布液槽或所述泄压盐水布液槽的沟通孔Ⅰ；所述海水端壳体内设有与其转动连接的海水分配转盘，在所述海水端壳体与所述海水分配转盘之间形成有环形增压海水通道，在所述海水分配转盘内设有低压海水通道，所述低压海水通道与所述低压海水接口连通，在所述海水端壳体上设有与增压海水环腔连通的增压海水接口；在所述海水分配转盘上设有相互独立的扇形增压海水布液槽和扇形低压海水布液槽，所述增压海水布液槽和所述低压海水布液槽分别与所述增压海水通道和所述低压海水通道连通；在所述海水端壳体上设有连通所述小径水压缸和所述增压海水布液槽或所述低压海水布液槽的沟通孔Ⅱ；所述高压盐水布液槽和所述增压海水布液槽处于相同相位，所述泄压盐水布液槽和所述低压海水布液槽处于相同相位；所述盐水分配转盘和所述海水分配转盘通过中心轴连接，所述盐水分配转盘采用电机驱动。