SYSTEME DE RECUPERATION D ENERGIE

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Patrice Alexis François
il y a 7 ans
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1 Aujourd'hui, la consommation d'énergie est de plus en plus importante en terme de coût d exploitation et également en terme de coûts. C est pour ces raisons que SLCE intègre des systèmes de récupération d'énergie dans la plupart de ses équipements. Pour les petites unités d'osmose inverse (en-dessous de 4TPJ), SLCE utilise un système d'amplificateur de pression de sa propre conception. Pour les installations plus importantes (100TPJ et au-delà), SLCE utilise un système d'échangeur de pression rotatif. A. Unité d osmose inverse standard (sans système de récupération d'énergie) Eau de mer P40 Rejet A la mer MEMBRANES V49 Unité d osmose inverse sans récupération d énergie Eau douce Vers le réservoir Dans un système classique, le débit de production est réglé au travers de la pompe haute pression (P40) et le réglage de la vanne de régulation (V49). Le débit de production est le résultat de ces deux ajustements. Dans ce modèle, le taux de conversion est de 40% maxi. Cela signifie que 60% de l'énergie est gaspillée au rejet (toujours sous pression la perte de charge dans les membranes est inférieure à 2bars). B. Système d amplificateur de pression. 1. Considérons un système comme indiqué ci-dessous. Deux pistons ayant une surface égale à 10 sont assemblés entre eux au moyen d'un piston ayant une surface égale à 1. Ceci nous conduit à deux chambres intermédiaires (B et C) ayant un volume de 9 et deux autres chambres (A et D) ayant un volume de 10. Une pompe basse pression alimente le système à travers la chambre "A" ayant un volume de 10. Les chambres "C" et "D" sont reliées entre elles.

2 2. Démarrons la pompe. Comme les volumes des chambres "C" et "D" sont différents (l'un est à 10 alors que l'autre est à 9), le piston ne peut pas bouger. En effet, il n'y a pas assez d'espace dans la chambre "C" pour recevoir toute l'eau provenant de la chambre "D". Si nous voulons avoir un déplacement du piston, nous avons besoin de rejeter 1 volume d'eau entre la chambre "C" et la chambre "D". 3. L'idée est de placer une membrane entre la chambre "C" et la chambre "D". De cette manière, le volume rejeté est le volume d eau douce traversant la membrane. Par rapport à un système classique où le flux de production est obtenu par l'ajustement du débit d'alimentation et de la haute pression, dans ce système, seul le débit d'alimentation doit être ajusté. En effet, en raison du rapport de surface, le flux de production est proportionnel au débit d'alimentation et la pression s ajuste automatiquement (dans la mesure ou la pompe basse pression est suffisamment puissante) de manière à ce qu un volume d'eau traverse la membrane.

3 4. Dans les schémas ci-dessous, l énergie nécessaire est obtenue à partir du: - débit d alimentation (6 bar sur une surface de 10 dans la chambre "A" conduit à 60 bar sur une surface de 1 dans la chambre "D") - rejet (60 bar sur une surface de 9 dans la chambre "C"). En tout, 60 bar sont appliqués sur la surface de 10 dans la chambre "D". Les unités équipées de ce dispositif offrent de nombreux avantages: Par exemple, les unités équipées d amplificateur de pression SLCE produisent 35L/h en consommant moins de 140W (environ 2m² de panneaux solaires) tandis qu'un système classique nécessite environ 375W. En plus, ce système est silencieux (64dBA pour une unité 35L/h) et sans vibration. Les amplificateurs de pression SLCE sont approuvés et qualifies par.

4 C. Système d'échangeur de pression. Dans un système classique (sans dispositif de récupération d'énergie) 60% de la saumure (toujours sous pression) est rejetée. Le but de l'échangeur de pression est de transférer 60% de l'énergie de la saumure vers le débit d'alimentation. Les pertes de pression étants compensées par à une pompe de recirculation. L'échangeur de pression est composé d'un seul cylindre en céramique (pas de corrosion). La rotation est obtenue grâce à la forme des entrées et sorties (pas de moteurs). Comme vu dans le premier schéma, le flux de la pompe de recirculation et les débits de concentrat sont égaux. S il n'y avait que ces deux flux, nous n aurions pas d'eau douce à travers les membranes. Le débit de production est donc égal au débit de la pompe haute pression. Par rapport à un système classique sans récupération d'énergie, ou la haute pression est ajustée pour obtenir un certain débit de production, dans ce cas, le débit de production est obtenu par le réglage du débit de la pompe haute pression.

5 La première étape est le remplissage d un canal du récupérateur avec une eau de mer sous basse pression. Une fois les pressions des entrées eau de mer et concentrat bien ajustées, la rotation du rotor permet au canal d être relié à l'entrée du concentrat, sous haute pression, lorsque le canal est rempli d'eau de mer basse pression. A ce moment du processus, la saumure transmet directement son énergie à l'eau de mer sous basse pression. Une fois de plus, la rotation du rotor étant correctement réglée, le canal est relié à l'entrée basse pression de l'eau de mer avant que la saumure sorte de l'échangeur de pression. L'eau de mer sous basse pression envoie la saumure sous basse pression hors du système par le remplissage du canal Ce dispositif offre une efficacité de l ordre de 95% contre 75% pour un turbo. Une installation équipée d'un échangeur de pression va consommer deux fois moins d'énergie qu'un système classique sans récupération d'énergie. Cette solution a été intégrée par SLCE depuis 2005.

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