Échangeurs de pression PX qui réduisent radicalement la consommation électrique des systèmes d'osmose inverse d'eau de mer.
Energy Recovery, Inc. (ERI) fabrique la gamme d'échangeurs de pression PX, des dispositifs de récupération d'énergie qui captent l'énergie hydraulique du flux de concentrat OI à haute pression. En dessalement d'eau de mer, l'énergie est le premier poste de coût d'exploitation. Les appareils ERI peuvent réduire la consommation électrique jusqu'à 60 %, ce qui procure un retour sur investissement rapide et abaisse fortement le coût de l'eau dessalée.
Dans un système d'OI d'eau de mer, le flux de concentrat (saumure) à haute pression qui sort des porte-membranes conserve une quantité importante d'énergie hydraulique. Sans récupération d'énergie, cette énergie est perdue. L'échangeur de pression ERI PX transfère l'énergie de pression du concentrat directement à l'eau d'alimentation entrante, ce qui réduit fortement l'énergie que doit fournir la pompe haute pression.
Vidéos officielles d'Energy Recovery, Inc. Rien n'est demandé à YouTube tant que vous n'appuyez pas sur lecture.
Tous les appareils ERI font le même travail — renvoyer l'énergie de pression de la saumure de rejet vers l'alimentation des membranes — mais la famille retenue est dictée par la pression de service et le débit du train, non par la préférence. Les chiffres ci-dessous sont les valeurs publiées par ERI dans le Catalogue Produits Eau et Eaux Usées 2025.
| Famille | Plage de débit | Pression maxi | Rendement maxi | Service typique |
|---|---|---|---|---|
| PX (haute pression) | 4.5–90.9 m³/h (20–400 gpm) | 83 bar (1,200 psi) | 97–98% | SWRO de toute taille |
| PX Q400 | 65.9–90.9 m³/h (290–400 gpm) | 83 bar (1,200 psi) | 98% | SWRO grande capacité, produit phare |
| LP PX (basse pression) | 7–59 m³/h (30–260 gpm) | 31 bar (450 psi) | 97% | BWRO, réutilisation potable et non potable |
| PX U (ultra haute pression) | 2.3–56.8 m³/h (10–250 gpm) | 120 bar (1,740 psi) | 95% | Eaux usées UHPRO, ZLD et MLD |
| PX PowerTrain | 182–682 m³/h (800–3,000 gpm) | 83 bar (1,200 psi) | 98% | Ensemble ERD préassemblé pour un train complet |
| Turbocompresseur AT | 11–2,272+ m³/h (48–10,000+ gpm) | 27–83 bar (400–1,200 psi) | — | SWRO de toute taille ; aucune instrumentation nécessaire |
| Turbocompresseur LPT | 205–908 m³/h (900–4,000 gpm) | 45 bar (650 psi) | — | Équilibrage de flux en BWRO basse pression et à deux étages |
Appareil isobare ou turbocompresseur ? Un PX transfère la pression directement entre la saumure et l'alimentation et atteint le meilleur rendement, mais il nécessite une pompe de circulation et un contrôle de débit basse pression. Un turbocompresseur est un ensemble rotatif unique, sans instrumentation, sans raccordement électrique et sans moteur — rendement plus faible, mais installation et exploitation bien plus simples, et bonne tolérance aux particules. Sur les systèmes saumâtres à deux étages, un LPT peut remplacer purement et simplement une pompe de surpression inter-étages.
Quatre configurations couvrent l'essentiel de ce que nous construisons. Le choix découle du nombre d'étages, du besoin ou non d'une surpression au second étage, et du caractère marin ou saumâtre du service.
La configuration SWRO standard. La pompe haute pression alimente l'ensemble, la saumure entraîne le PX, et une pompe de circulation compense la perte de charge dans l'appareil.
Configuration équilibrée à deux étages où le surpresseur inter-étages relève la pression d'alimentation du second étage et où le PX récupère sur la saumure finale.
Service saumâtre et réutilisation. Le PX basse pression travaille jusqu'à 31 bar, si bien que tout le train fonctionne avec des équipements de pression nominale plus faible.
Le turbocompresseur remplace entièrement la pompe de surpression inter-étages — pas de moteur, pas d'entraînement, pas de raccordement électrique au second étage.
Les familles ci-dessous sont présentées dans l'ordre où ERI les a mises sur le marché. Les dates proviennent des articles et études de cas publiés par ERI elle-même ; lorsqu'aucune source publique n'indique d'année, aucune n'est donnée.
Les turbocompresseurs hydrauliques sont apparus dans les années 1980 et se sont largement répandus dans les années 1990, avant l'échangeur de pression en service OI. ERI développe toujours cette gamme, qui reste le moyen le plus simple de récupérer l'énergie de la saumure : un seul ensemble rotatif, sans instrumentation, sans raccordement électrique. La technologie d'inserts de volute permet de réadapter une unité à un nouveau point de fonctionnement en quelques heures plutôt qu'en quelques semaines, ce qui compte lorsque les conditions d'alimentation changent après la mise en service.
AT-95, AT-250, AT-350, AT-425, AT-550, AT-875, AT-1100, AT-1500, AT-2150, AT-3250, AT-4150, AT-6000, AT-7800, AT-11000. Débits jusqu'à 2,272+ m³/h à 27–83 bar.
LPT-1000. 205–908 m³/h jusqu'à 45 bar, pour l'équilibrage de flux en saumâtre à deux étages à la place d'une pompe de surpression inter-étages.
La gamme PX d'origine. ERI fait état de plus de 35,000 appareils PX déployés dans le monde depuis 2002, et les dispositifs de récupération d'énergie PX sont la norme sur les trains SWRO construits depuis 2003. Parmi les premières installations documentées figurent un ensemble de PX-220 chez China Petrochemicals Dalian en 2003 et des unités PX-140 et PX-220 à Shengsi à partir de 2004 — les appareils de Shengsi ont été inspectés en 2008 et 2010 et ne présentaient pratiquement aucune usure.
Appareil de première génération à petit châssis, toujours la référence pour les trains SWRO compacts et les pilotes.
Les plus petits châssis de la Série S, pour les trains d'eau de mer compacts et à l'échelle pilote.
Appareils Série S à grand rotor. Les ensembles PX-220 remontent à des installations de 2003 et sont toujours en service.
Appareil hérité à châssis moyen, documenté en service depuis 2004 et toujours pris en charge.
Le PX Q300 a été mis sur le marché en 2011, augmentant le débit par appareil de sorte qu'un train nécessite moins d'unités et moins de collecteurs. ERI a lancé le PX Q400 comme nouveau produit phare fin 2022 : jusqu'à 98 % de rendement, moins de 3 % de mélange volumétrique et un niveau sonore en fonctionnement inférieur à 77 décibels — à peu près celui d'un aspirateur domestique, ce qui change les protections auditives nécessaires dans une salle des machines.
Appareil de plus grande capacité de la Série Q, jusqu'à 650 gpm (147.6 m³/h), pour les grands trains municipaux.
98 % de rendement maximal, moins de 3 % de mélange volumétrique, moins de 77 dB. 65.9–90.9 m³/h (290–400 gpm).
L'appareil qui a ouvert la Série Q. Toujours largement prescrit et en service dans le monde entier.
Appareil Série Q de grande capacité pour les grands trains SWRO.
Appareil Série Q de capacité moyenne pour installations moyennes et grandes.
Appareil Série Q de capacité moyenne pour trains SWRO moyens.
Appareil Série Q compact pour les systèmes SWRO industriels plus petits.
Le même cœur céramique, timbré à 31 bar (450 psi) au lieu de 83. ERI publie pour cette gamme jusqu'à 97 % de rendement, 99.8 % de disponibilité et plus de 30 ans de durabilité, au même niveau que le PX standard. Comme elle peut souvent fonctionner avec les pompes d'alimentation et de surpression déjà présentes, c'est le choix habituel pour ajouter la récupération d'énergie à un train BWRO ou de réutilisation construit sans elle.
PX L140, PX L180, PX L220, PX L260 — 7–59 m³/h jusqu'à 31 bar, 97 % de rendement maximal.
PX-45SB, PX-70SB, PX-90SB — appareils basse pression à petit châssis pour trains compacts saumâtres et de réutilisation.
Conçue pour l'OI ultra haute pression en service à rejet liquide nul ou minimal, à des pressions jusqu'à 120 bar (1,740 psi), là où les équipements SWRO classiques ne peuvent pas aller. Le premier PX U40 a été mis en service début 2022, suivi du PX U250 à l'usine de Lubei Wanrun en juillet 2023. C'est la gamme à regarder lorsque le problème est de concentrer une saumure plutôt que de produire du perméat.
Le plus grand de la gamme ultra haute pression. Premières installations à partir de 2023.
Appareils UHPRO modulaires ; le PX U40 a été le premier de la série en service commercial, dès début 2022.
Le plus petit appareil UHPRO, pour pilotes et petits trains ZLD/MLD.
Le PX-UL200 et le PX-UL260 sont les appareils les plus récents entrés dans la gamme documentée d'ERI. Le PX PowerTrain est un produit d'une autre nature : les appareils PX, le châssis et les auxiliaires arrivent comme un ensemble pré-étudié de 182–682 m³/h, ce qui retire du projet la conception de l'ensemble et le travail de collecteurs.
Les ajouts les plus récents à la gamme d'appareils publiée par ERI.
Ensemble ERD préassemblé, 182–682 m³/h (800–3,000 gpm) jusqu'à 83 bar, 98 % de rendement.
Gamme voisine : ERI fabrique aussi le PX G1300 pour la réfrigération au CO2 plutôt que pour le traitement de l'eau. Nous ne le fournissons pas — il n'est mentionné ici que pour que la famille de produits ne soit pas confondue avec un appareil pour l'eau.
Un PX a besoin d'une pompe de circulation pour compenser le différentiel dans l'appareil. ERI fabrique les pompes correspondantes, ce qu'il est utile de savoir au moment de dimensionner un train — l'association est déjà étudiée.
| Pompe | Débit | Hauteur maxi | Pression | S'associe à |
|---|---|---|---|---|
| Aquabold | 25–290 m³/h (100–1,275 gpm) | 847 m (2,777 ft) | 83 bar (1,200 psi) | OI petite et moyenne comme pompe d'alimentation haute pression |
| VPXP | 40–520 m³/h (175–2,300 gpm) | 74 m (242 ft) | 83 bar (1,200 psi) | PX sur trains jusqu'à 10,000 m³/jour |
| HP | 10–57 m³/h (44–250 gpm) | 64 m (210 ft) | 83 bar (1,200 psi) | PX sur trains de moins de 1,000 m³/jour |
| UHP | 4.5–22.7 m³/h (20–100 gpm) | 64 m (210 ft) | 120 bar (1,740 psi) | PX U40 et PX U80 en service UHPRO |
La promesse de durabilité repose sur la construction, et ERI en publie le détail. Le rotor est en céramique d'alumine de haute pureté — une seule pièce mobile, trois fois plus résistante à l'abrasion que l'acier et insensible à la corrosion. En fonctionnement, il est suspendu radialement sur des paliers hydrodynamiques et axialement sur des paliers hydrostatiques, si bien que les surfaces céramiques ne se touchent jamais ; l'eau de mer qui remplit les jeux de paliers est renouvelée en continu. Les particules qui parviennent à entrer sont fragmentées et traversent l'appareil.
Les pièces métalliques sont qualifiées pour le service en saumure, avec des indices équivalents de résistance à la piqûration supérieurs à 40, et comprennent du super duplex 2507, de l'AL6XN, du titane et de l'inox 316. L'analyse en fatigue publiée par ERI conclut que les composants du PX peuvent supporter des cycles à pleine pression pendant 30 ans sans rupture de matériau, sans pièces d'usure et sans maintenance de routine.
Le contrôle qualité mérite attention si vous prescrivez : sur chaque cartouche céramique, les jeux rotor et stator, la circularité, le parallélisme et la perpendicularité sont mesurés à la fraction de micron près, toutes les pièces subissent un ressuage qui révèle tout défaut supérieur à 75 microns, et chaque appareil fini est essayé en eau à la pression de service nominale maximale avant expédition.
ForeverPure est fournisseur agréé ERI, et notre site de Santa Clara se trouve à environ une heure du siège et de l'usine d'ERI à San Leandro, ce qui raccourcit les délais sur les appareils et les pièces. Nous prescrivons, fournissons et intégrons l'appareil comme partie du système plutôt que de le vendre isolément — envoyez-nous une analyse d'eau d'alimentation et un point de fonctionnement et nous dimensionnerons l'ensemble avec le reste du train autour.
ERI (NASDAQ : ERII) conçoit et fabrique ses composants céramiques PX en interne en Californie, avec des sites supplémentaires au Texas et un appui depuis Madrid, Dubaï et Shanghai.
ERI fabrique des dispositifs de récupération d'énergie à échangeur de pression PX — les séries PX Q et PX S — qui transfèrent l'énergie de pression du flux de saumure SWRO vers l'alimentation, réduisant jusqu'à 60 % la consommation énergétique du dessalement d'eau de mer.
Oui. ForeverPure fournit et intègre des échangeurs de pression ERI PX d'origine ; les pièces sont disponibles sur foreverpureplace.com.
Oui. Nous dimensionnons et intégrons des appareils ERI PX (ou des turbocompresseurs Danfoss iSave / FEDCO) dans le train de récupération d'énergie d'un système de dessalement complet.
Contactez-nous pour le dimensionnement du système et le calcul des économies d'énergie de votre projet SWRO.
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