역삼투 시스템은 태양에너지로 구동될 수 있는가?

1. 배경

역삼투는 첨단 수처리 기술로서 해수 담수화, 정수기 생산, 보일러 보충수 처리에 널리 사용됩니다. 현재 펌프의 작동 압력은 역삼투 시스템 매우 높고, 보통 1.8MPa 이상이며, 전력 소모량이 큽니다. 따라서 역삼투 에너지 소모를 줄이는 것이 매우 중요합니다.

NEWater 회사는 에너지 절약형 RO 처리 시스템을 공개하였습니다. 이 시스템은 역삼투 처리 시스템의 고압 작동 조건을 활용하여 고압 조건에서 역삼투 농축수의 잔류 압력 에너지를 완전히 회수하여 활용하여 에너지를 절약하고 효율성을 개선합니다.

역삼투 농축수의 잔류 압력 에너지를 회수하는 에너지 절약 기술 외에도 태양에너지를 사용하여 전력 소모를 줄이는 것도 에너지 절약과 환경 보호의 장점이 있으며 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다.

태양에너지와 역삼투의 결합에 관련된 기술을 보다 체계적이고 종합적으로 이해하기 위해 NEWater는 역삼투 시스템에서 태양에너지의 세 가지 응용 분야를 소개합니다.

2. 태양열 역삼투 시스템

2.1 기술적 확장

RO 기술은 증류법을 제외하고 가장 일반적으로 사용되는 해수 담수화 방법으로 투자 비용이 적고 운영이 편리하며 공사 기간이 짧다는 장점이 있습니다. 그러나 RO 기술의 운영에 필요한 조건 중 하나는 역삼투 해수 담수화 운전하는 힘이다 고압 펌프. 일반적으로 고압 펌프의 전력 소비는 시스템 운영 비용의 약 30%를 차지하며 이는 해수 담수화 비용에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다.

태양열 막 증류 시스템은 해수 담수화에 사용되거나 역삼투와 결합하여 해수 담수화의 담수 회수율을 개선하는데, 이는 에너지 절약적이고 환경 친화적이며 국제적인 에너지 절약, 배출 감소 및 이산화탄소 배출 감소 방향에 부합합니다. 전력 공급 시스템이 부족한 섬이나 섬에 매우 적합합니다.

2.2 기술 원리.

태양 에너지는 무한한 녹색 에너지입니다. 본질적으로 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것입니다. 일부 물체의 광전지 효과 원리에 따라 햇빛의 조사 하에서 물체가 전자를 방출하여 전류를 생성하는 하이테크 수단입니다. 일반적인 태양열 수집 시스템은 막 증류 작업에 필요한 온도에 도달할 수 있습니다.

수자원의 약 절반이 다음을 통해 투입됩니다. 역삼투 담수화, 남은 소금은 농축되지 않고 막히지 않습니다. 역삼투막. 물 펌프에 전력을 공급하기 위해 태양열과 결합하면 해수보다 두 배나 높은 염분을 함유한 염수를 담수화할 수 있습니다.

원리는 다공성 플라스틱 필름이 있다는 것입니다. 해수담수화 시스템, 수증기는 통과시키고 다른 물질은 동시에 차단할 수 있습니다. 필름의 한 면은 작은 탄소 입자로 덮여 있어 햇빛의 열을 흡수하고 접촉하는 염수를 더 쉽게 증발시킬 수 있습니다. 수증기는 필름을 통과한 후 반대쪽에서 응축되어 담수가 됩니다.

또한, 필름에 플라스틱 렌즈를 도입해 햇빛을 더 잘 모으고 더 많은 열을 발생시켜 50%의 시스템 효율을 향상시켰습니다.

2.3 태양열 RO 멤브레인 증류 기술 및 장비.

막 증류는 막법과 열법을 결합한 새로운 증류 또는 분리 기술입니다. 높은 수질, 컴팩트한 구조, 모듈식 설계, 역삼투보다 낮은 물 유입 요구 사항, 낮은 작동 온도(50-80℃)의 특성을 가지고 있으며, 새로운 태양 에너지로 구동할 수 있으며, 염화물 이온, 유리 염소 및 기타 물질의 부식 및 산화에 강합니다.

태양광 패널을 통해 태양에너지에서 변환된 전기에너지도 역삼투 시스템을 구동할 수 있지만, 태양광 패널의 광전 변환율은 17%에서 25%에 불과하고 열 수집기의 광열 변환율은 80% 이상에 도달할 수 있습니다. 따라서 태양열 구동 막 증류 해수 담수화 시스템은 운영 비용의 경제성과 밝은 전망을 가지고 있습니다.

NEWater 진공 멀티 이펙트 멤브레인 증류는 엔지니어링 응용을 실현한 세계 유일의 멤브레인 증류 기술입니다. 폐산, 산업용 농축 염수, 매립지 침출수 농축 및 환원 분야의 엔지니어링 응용 외에도 태양열 구동 멤브레인 증류 해수 담수화 분야에서 많은 홍보 및 검증 작업을 수행했습니다.

NEWater 회사는 섬에서 태양열 구동 해수 담수화 시범 프로젝트에 참여했습니다. 이 프로젝트는 역삼투와 막 증류의 결합을 채택하여 담수 회수율을 개선합니다. 태양광 패널은 결합 시스템에 전기 에너지를 제공하고, 수집기는 막 증류에 열 에너지를 제공합니다.

NEWater 막 증류 장비는 태양열 집열기에서 생성된 증기를 사용하여 증기 터빈 펌프를 직접 구동하여 역삼투 모듈의 물 유입 유량과 압력을 제공합니다.

파일럿 테스트 동안 NEWater 멤브레인 증류 시스템의 작동은 안정적이며, 평균 유량은 4.5L/(M2·h)에 도달할 수 있으며, 생산수의 전도도는 90μS/cm 미만입니다. 그림 5는 8일 동안의 연속 작동 데이터를 보여줍니다. 파일럿 테스트 결과는 외딴 섬이나 섬 지역에서 해수 담수화 또는 기수 담수화를 위한 NEWater 태양열 구동 진공 다중 효과 멤브레인 증류 시스템의 타당성을 완전히 검증합니다.

물론 NEWater 태양열 구동 막 증류 시스템은 태양광 패널과 수집기를 설치하기에 적합한 다른 분야에도 적용할 수 있으며 해수 담수화에만 국한되지 않습니다. NEWater는 항상 '사람과 사물을 최대한 활용'이라는 개념을 고수하고 막 증류 기술의 적용을 극대화하고 최적화하며 막 증류 기술의 장점을 최대한 활용합니다.

3. 태양열 역삼투 시스템의 응용

3.1 새로운 휴대용 태양열 담수화 서비스

현재 해수담수화 기술은 기본적으로 성숙되었으며, 해수담수화 시장은 활발하게 육성되고 있으며, 국제 시장에서 해수담수화 장비 및 기술을 적극적으로 홍보하고 있지만 대규모로 적용되지는 않았습니다.

동시에 역삼투 장비의 작동 압력은 염도 수준과 관련이 있기 때문에 해수의 평균 염도는 3.5%이고 역삼투 압력이 높고 담수 회수율이 낮으며 에너지 수요가 비교적 높습니다. 또한 해양 작업 환경에 에너지가 부족합니다. 소규모 해수 담수화의 에너지 소비 문제를 해결하기 위한 에너지 회수 장치가 절실히 필요합니다.

소형 해수 담수화 장치는 해수나 기수를 담수와 식수로 처리하는 장치입니다. 바닥 면적이 작고, 준비가 쉽고, 이전이 쉽다는 장점이 있습니다. 현재 NEWater 회사에서 연구 중인 새로운 휴대용 태양열 담수화 장치는 자체 태양열 패널을 통해 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리에 저장할 수 있는 장치입니다.

NEWater가 설계한 태양열 담수화 장치는 접이식 태양광 패널을 채택했습니다. 태양광 패널에는 최대 태양열 추적 서보 시스템이 장착되어 있어 태양의 오프셋으로 태양광 패널을 회전시켜 항상 최대 전력 상태에 있을 수 있습니다. 태양광 패널은 태양열을 직류로 변환하여 배터리에 저장하여 장치의 부스터 펌프에 에너지를 제공합니다. 부스터 펌프는 물을 정수 장치로 펌핑하고 여과 및 소독과 같은 일련의 처리 공정을 통해 깨끗한 물을 보냅니다.

NEWater의 프로세스 흐름 휴대용 해수 담수화 장치:

해수→물탱크→태양광 구동 수중펌프→멀티미디어 필터→활성탄 필터→연수 처리기→정밀 필터→태양광 고압 펌프→1차 역삼투→정제수 탱크→태양광 고압 펌프→2차 역삼투→자외선 살균 장치→순수.

이 과정에서 수돗물 압력 없이 배터리 전원 공급으로 물 펌프를 구동하여 해수를 장비로 빨아들여 여과 및 증류하여 유해 물질을 제거합니다. 동시에 박테리아 병원균을 효과적으로 여과하여 사람들의 식수 안전을 효과적으로 개선할 수 있습니다.

3.2 태양열 역삼투 보일러 수처리 장비

현재 병원, 학교, 목욕탕에서 사용하는 보일러수는 기본적으로 가스, 석탄 등 재생 불가능한 에너지를 채택하고 있습니다. 전체 공정은 많은 에너지를 소모하고 환경에 해로우며 환경 보호 수준이 낮습니다. 동시에 전통적인 보일러수의 정화 수준이 낮고 수질에 숨겨진 위험이 있습니다. 태양열과 역삼투를 결합하여 보일러수 제조에 적용하면 에너지를 절약하고 환경 보호를 촉진할 뿐만 아니라 보일러수를 정화하고 수질을 보장할 수 있습니다.

NEWater 회사가 준비한 태양열 역삼투 보일러수처리장비는 주로 전처리 시스템, 태양열 집열기, 단열수조, 워터펌프, 역삼투 장치로 구성되어 있습니다.

장비의 공정 흐름은 원수→태양열 가열 30~40℃→태양열 원수 펌프→중간필터→활성탄 필터→정밀필터→태양광 구동 고압펌프→역삼투 장치→태양광 집열기→단열 물탱크→물 배출구.

3.2.1 에너지 절약 및 배출 감소에 대한 혜택 분석.

비용 분석.

1. a. 물의 열 흡수에 필요한 에너지 공식: q=cm(tt₀), 여기서 C – 물의 비열 용량, 값은 4.2×103J/kg℃입니다. M – 물의 질량, kg; T – 물의 최종 온도, ℃; T₀– 물의 초기 온도℃. 물의 온도가 20℃에서 30℃로 상승할 때 흡수해야 할 열량은 Q₁: 큐₁ = 4.2×103×5×103×8×(30-20)=1.68×109J.
2. 태양열 집열기 진공관의 제안된 사양은 Φ 70×2000mm, 흡열 Q₂: 큐₂= 2.31×106J.
3. 필요한 태양열 수집관의 수 n: n = Q₁/ 큐₂= 1.68×109/2.31×106≈728.
4. 시장 조사에 따르면, 태양광 진공관 하나의 가격은 약 60위안이고, 태양광 집열기의 초기 투자는 약 6만 위안(설치비 포함) 정도 증가합니다.

3.2.2 전력 절감 분석.

태양열은 보일러로 들어오는 물을 가열합니다. 실험 데이터에 따르면 유입수 온도를 높이면 역삼투 장치의 작동 압력(1.8MPa~1.2MPa)이 낮아져 역삼투 장치의 전력 소비를 약 30% 줄일 수 있습니다.

역삼투 장치만 작동할 경우 시간당 전력 소모량은 4kw·h입니다. 태양열 보조 역삼투 수처리 장치를 사용한 후 시간당 전력 소모량은 2.8kw·h이므로 시간당 1.2kw·h를 절약할 수 있습니다.

태양열 역삼투 장치의 작동 시간 동안 역삼투 장치는 1년 동안 전력을 절약할 수 있습니다: W₁ =1.2×220×8 = 2112kw·h, 킬로와트시당 약 0.52위안이면 1년 동안 전기료를 줄일 수 있다: N₁ = 2112×0.52 = 1098.24 위안.

위 데이터는 NEWater가 준비한 태양열 역삼투 보일러 급수 장비는 에너지를 크게 절약하고 배출량을 줄일 수 있음을 보여주며, 이는 환경 보호에 대한 시대적 대응을 요구하며 사람들의 생산 요구를 충족시킵니다.

 

해수 담수화, 정수기 생산, 보일러 보충수 처리 등의 과정에서 요구 사항이나 문제가 있으면 NEWater에 직접 문의하세요. NEWater의 기술 엔지니어가 태양열 역삼투 시스템에 대한 강력한 1:1 수처리 방안과 장비 지원을 제공하여 에너지 절약과 환경 보호를 실현하고 여러분의 삶에 필요한 물을 만들어 드립니다!