21891

21891

طراحي و ارزيابي اقتصادي آب شيرين كن هاي خورشيدي و مقايسه با آب شيرين كن هاي غشايي

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1396

1398/11/13

دكتر منصور شيرواني

مهندسي شيمي، نفت و گاز

چكيده آب شيرين يكي از معضلات امروزه بشر مي باشد. با توجه به بالا رفتن جمعيت و كمبود منابع آب شيرين واجب است كه به شيرين سازي منابع آب شور من جمله منابع آب شور دريا ها و اقيانوس ها پرداخته شود. در اين پايان نامه به طراحي يك سيستم براي شيرين سازي آب با استفاده از انرژي خورشيد و همچنين مقايسه آن با يك آب شيرين كن صنعتي (RO) پرداخته شده است. سيستم شيرين سازي MSF است كه گرماي آن را كالكتور خورشيدي گرمايي سهموي خطي و يا فرنل خطي تامين مي كند. اين امر به وسيله ورود روغن با دماي 300 درجه به محفظه تبخير آب شيرين كن صورت گرفته و لحاظ شده است. آب شيرين كن MSF، 28 مرحله اي بوده است. شبيه سازي با استفاده از نرم افزار Aspen HYSYS صورت گرفته است و براي سيستم شيرين سازي صنعتي اسمز معكوس كه اطلاعات آن از شركت نورويژه گرفته شده است با استفاده از نرم افزار ROSA شبيه سازي شده است. سپس بر روي اين دو سيستم آناليز اگزرژي صورت گرفته است و آناليز اقتصادي نيز موجود است. درصد نمك آب شيرين خروجي در هر دو سيستم برابر 001/0، فشار آب خوراك در MSF 4 بار و در RO، 1 بار مي باشد. همچنين ميزان آب خوراك ورودي در MSF برابر 1/45 متر مكعب بر ساعت و در RO برابر 119 متر مكعب بر هر ساعت مي‌باشد كه نشان از توانايي MSF در شيرين سازي با شوري بالاتر است. مشخص شد كه انرژي مورد استفاده در MSF، 125 كيلووات به ازاي هر متر مكعب مي‌باشد و در RO، 7 كيلووات مي‌باشد. مشخص است كه كشوري مانند ايران كه آفتاب بسيار خوبي دارد با مقدار كمي سرمايه گذاري بيشتر براي كالكتورها كه اين هزينه در هزينه هاي جاري جبران مي شود مي تواند با طي مدت زماني به صورت رايگان آب شيرين توليد نمايد. واژه‌هاي كليدي: آب شيرين، كالكتور خورشيدي، آب شيرين كن هاي حرارتي، انرژي تجديدپذير.

1399/02/13

Design and economic evaluation of solar desalination and comparison with membrane desalination

2/2/2020 12:00:00 AM

Abstract: Fresh water is one of the problems of societies today. Due to the increasing population and the scarcity of fresh water resources, it is necessary to de-saline water resources including seawater and oceans. This thesis deals with the design of a water desalination system using solar energy as well as a comparison with an industrial desalination, (RO) desalination plant. The RO plant is a MSF sweetener that is provided by heat from a linear parabolic solar collector or linear fresnel. This is done by inserting the oil at a temperature of 300 °C into the desalination chamber. The MSF desalination was 28 steps. The simulation was performed using Aspen HYSYS software and simulated using the ROSA software for the reverse osmosis industrial sweetening system. Then the two systems are analyzed by exergy analysis method as well as economic analysis. The percentage of brine in fresh water in both systems is 0.001, feed water pressure in MSF is 4 bar and in RO, 1 bar. In addition, the feed water intake in MSF is 45.1 m3/h and in RO is 119 m3/h, indicating MSF's ability to sweeten with higher salinity. It was found that the energy required in the MSF method is 125 kW-hr and in RO system it is 7 kW-hr per cubic meter. It is clear that a country like Iran that has a good sunshine can produce fresh water for free over long times with little investment in collectors that offsets the current costs. Keywords: Fresh water, Solar collector, Thermal desalination, Renewable energy.

طراحي و ارزيابي اقتصادي آب شيرين كن هاي خورشيدي و مقايسه با آب شيرين كن هاي غشايي

Design and economic evaluation of solar desalination and comparison with membrane desalination