26578

طراحي،تحليل و بهينه سازي اگزرژي - اقتصادي سامانه آب شيريت كن تركيبي RO-MD متصل شده به PV/T

كارشناسي ارشد

سيستم هاي انرژي-انرژي و محيط زيست

1398

1401.02.27

دكتر روح الله احمدي

دكتر مجتبي مير حسيني

فناوري هاي نوين

بحران كم آبي كليد واژه¬اي است كه امروزه بيش از هر زمان ديگري به گوش ميرسد. براي مبارزه با اين بحران مسيري هموار تر از نمك‌زدايي آب‌هاي شور نميباشد. از آب‌هاي بسيار شور دريا گرفته تا آب‌هاي لب شور چاه‌هاي مختلف. چه براي مصارف آشاميدني، چه صنعتي و غذايي، چه پزشكي و چه كشاورزي. همگي اين بخش‌ها ميتوانند با بهره گيري از آب شيرين كن‌ها، از اين بحران با موفقيت عبور كنند. اما مهم¬ترين مسئله¬اي كه امر نمك‌زدايي با آنها روبرو است، بحث مصرف انرژي است. در واقع شيرين سازي آب يا بطور حرارتي رخ ميدهد، كه يا نياز فراواني به دماهاي بسيار بالا دارد و يا بطور مستقيم از انرژي خورشيد استفاد ميكند كه بازدهي به نسبت پاييني دارد. و يا شيرين سازي آب بطور غشايي و بطور بخصوص از روش اسمز معكوس صورت ميپذيرد كه نياز به توان الكتريكي بالايي براي غلبه بر فشار اسمزي و افت‌هاي مختلف سيستم دارد. لذا در اين پژوهش به منظور شيرين سازي آب سيستمي در نظر گرفته شده است كه علاوه بر اصلاحات و بهينه سازي‌هاي فرايندي و با در نظر گرفتن تمامي پارامتر‌هاي تاثير گذار بر فرايند شيرين سازي، سعي در توليد آب شيرين با كمترين ميزان مصرف انرژي و كمترين ميزان هزينه كرد دارد. بدين منظور سيستمي مركب از شيرين سازي آب به روش‌هاي اسمز معكوس و تقطير غشايي مورد بررسي قرار گرفته شده است و به منظور تامين انرژي مورد استفاده خود، از PV/T بهره جسته است. در نهايت سيستم بهينه شده و تركيبي پيشنهاد شده تحقيق، در قسمت RO داراي مصرف‌انرژي‌مخصوص2/0046 kWh/m 3 ، بازدهي الكتريكي 29/13% ساليانه و بازدهي اگزرژي كل 84/22% ساليانه در سيستم PV/T و همچنين شارجرمي01855/0 kg/m2.S در سيستم MD با بازدهي حرارتي 06/41% خواهد بود و روزانه 1000 مترمكعب آب شيرين با هزينه‌همتراز‌شده $/m31/8335 توليد خواهد كرد.

1401/03/10

Design,analyze and exergey-Economical optimization of reverse osmosis and membrane distillation hybrid desalination systeme connected to photo voltaic/thermal

5/17/2023 12:00:00 AM

Water scarcity is a key word that is heard more today than ever before. There is no smoother way to fight this crisis than desalination of available saline water. Whether for drinking, industrial and food, medical or agricultural purposes, all these sectors can successfully overcome this crisis by using desalination plants. But the most important issue we face in desalination is energy consumption. In fact, water desalination occurs either thermally, which requires a lot of heat, or uses direct solar energy, which has a relatively low efficiency. Also, water desalination is done by membrane methods and especially by reverse osmosis method, which requires high electrical power to overcome osmotic pressure and various system drops. Therefore, in this research, in order to desalinate water, a system has been considered with the least amount of energy consumption and the lowest cost to produce fresh water from sea-water. For this purpose, a system consisting of water desalination by reverse osmosis and membrane distillation methods has been studied and PV / T has been used to supply the energy used. Finally, the optimized and hybrid system proposed by the research, in the RO part has a specific energy consumption of 2.0046 kWh / m3, and PV/T system has an electrical efficiency of 13.29% and total exergy efficiency of 22.84% in a year and MD system has a mass flux of 0. 01855 kg / m2.S with thermal efficiency of 41.06%. The general system will produce 1000 cubic meters of fresh water per day with the levelized cost of 1.8335 $ / m3.

نمك‌زدايي آب، اسمز معكوس، مصرف‌انرژي‌مخصوص، سيستم بازياب انرژي، سيستم PV/T، بازده اگزرژي، سيستم تقطير غشايي، نسبت خروجي بدست آمده، هزينه‌همتراز‌شده آب توليدي

Mohamad Amini

DR. Ruhollah Ahmadi