استفاده از گرمای تلفشده صنایع برای تولید آب شیرین یکی از روشهایی است که میتواند انرژی حرارتی هدررفته در واحدهای صنعتی را به یک منبع قابل استفاده برای شیرینسازی آب تبدیل کند. در بسیاری از صنایع، بخشی از انرژی به شکل گرما از موتورهای دیزلی، فرایندهای حرارتی، گازهای خروجی یا تجهیزات مختلف خارج میشود. با بازیابی بخشی از این گرما و انتقال آن به یک آبشیرینکن حرارتی، میتوان از آن برای تبخیر آب شور و تولید آب شیرین استفاده کرد.
در این میان، تقطیر در خلأ دمای پایین اهمیت ویژهای دارد؛ زیرا با کاهش فشار، دمای جوش آب پایین میآید و امکان استفاده از منابع حرارتی با دمای پایینتر، از جمله گرمای تلفشده صنعتی، فراهم میشود.
در ادامه بررسی میکنیم که این فرایند چگونه انجام میشود و چه زمانی استفاده از گرمای تلفشده میتواند برای یک پروژه صنعتی منطقی باشد.
گرمای تلفشده صنایع چیست؟
اینجا یک توضیح ساده و غیرخیلیتخصصی بدهیم.
گرمای تلفشده به بخشی از انرژی حرارتی گفته میشود که در جریان فعالیت تجهیزات و فرایندهای صنعتی تولید میشود اما معمولاً بدون استفاده مفید وارد محیط میشود.
مثلاً:
- موتورهای دیزلی و ژنراتورها
- کمپرسورها و تجهیزات حرارتی
- کورهها و واحدهای فرایندی
- نیروگاهها
- پالایشگاهها
- صنایع نفت و گاز
- فرایندهای معدنی و فلزی
در بعضی پروژهها این گرما هنوز قابلیت استفاده دارد و میتوان آن را به یک مصرفکننده حرارتی دیگر منتقل کرد.
چگونه گرمای تلفشده را برای تولید آب شیرین استفاده کنیم؟
منبع گرما → بازیابی حرارت → انتقال گرما به آب شور → تبخیر → میعان بخار → تولید آب شیرین
مثلاً فرض کنیم یک مجموعه صنعتی از موتور دیزلی برای تأمین برق استفاده میکند. موتور هنگام کار مقدار قابلتوجهی گرما تولید میکند. بخشی از این گرما را میتوان با تجهیزات بازیابی حرارت دریافت کرد و به آبشیرینکن حرارتی منتقل کرد.
در آبشیرینکن، این انرژی برای تبخیر بخشی از آب شور استفاده میشود. سپس بخار آب در بخش میعان سرد شده و به آب شیرین تبدیل میشود.
چرا کاهش فشار برای استفاده از گرمای تلفشده اهمیت دارد؟
این قسمت مستقیماً به VSSR وصل میشود.
در شرایط عادی، آب برای تبخیر به دمای نسبتاً بالایی نیاز دارد. اما وقتی فشار محیط کاهش پیدا میکند، نقطه جوش آب نیز پایین میآید.
تقطیر در خلأ دمای پایین از همین اصل استفاده میکند.
یعنی:
کاهش فشار → کاهش دمای جوش → امکان تبخیر در دمای پایینتر → استفاده از منابع حرارتی کمدما
به همین دلیل، گرمایی که شاید برای بعضی فرایندهای حرارتی پرمصرف کافی نباشد، میتواند در یک سیستم تقطیر در خلأ دمای پایین قابل استفاده باشد.
چه صنایعی میتوانند از گرمای تلفشده برای تولید آب شیرین استفاده کنند؟
بررسی چند صنایع مرتبط و مناسب که از گرمای تلفشده برای تولید آب شیرین استفاده میکنند:
1- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
تجهیزات و فرایندهای مختلف در این صنایع منابع متعددی از گرما ایجاد میکنند. اگر این گرما قابلیت بازیابی داشته باشد، میتوان آن را برای شیرینسازی آب بررسی کرد.
2- صنایع معدنی
معادن و واحدهای فرآوری میتوانند هم با محدودیت منابع آب و هم با مصرف انرژی مواجه باشند. استفاده همزمان از یک منبع حرارتی موجود و تولید آب شیرین میتواند در برخی پروژهها قابل بررسی باشد.
3- نیروگاهها
نیروگاهها یکی از نمونههای مهم تولید انرژی حرارتی هستند و بخشی از این انرژی به شکل گرما دفع میشود.
4- سایتهای صنعتی و مناطق دورافتاده
در سایتهایی که تجهیزات مولد برق یا موتورهای دیزلی در حال فعالیت هستند، میتوان امکان استفاده از گرمای تولیدشده برای شیرینسازی آب را بررسی کرد.
آبشیرینکن حرارتی چگونه از گرمای تلفشده استفاده میکند؟
آبشیرینکن حرارتی بهجای استفاده از فشار و غشای نیمهتراوا، از تغییر فاز آب استفاده میکند.
آب شور با دریافت گرما بخشی از آن تبخیر میشود. نمکها و بسیاری از ناخالصیهای غیرفرار در بخش آب شور باقی میمانند. بخار آب جداشده نیز در مرحله بعد میعان میکند و به آب شیرین تبدیل میشود.
در سیستمهای تقطیر در خلأ دمای پایین، ایجاد خلأ باعث میشود این تبخیر در دمای پایینتری انجام شود.
تفاوت استفاده از گرمای تلفشده در روش حرارتی و اسمز معکوس
در انتخاب بین اسمز معکوس یا حرارتی، یکی از تفاوتهای مهم، نوع انرژی موردنیاز سیستم است. اسمز معکوس برای جداسازی نمک از آب به فشار و انرژی الکتریکی وابسته است، در حالی که آبشیرینکنهای حرارتی از انرژی گرمایی برای تبخیر و میعان آب استفاده میکنند. به همین دلیل، روش حرارتی میتواند امکان استفاده از گرمای تلفشده و قابلبازیابی صنایع را فراهم کند.
ویژگی | آبشیرینکن حرارتی | اسمز معکوس (RO) |
|---|---|---|
روش جداسازی | تبخیر و میعان | غشای نیمهتراوا و فشار |
انرژی اصلی | انرژی حرارتی | انرژی الکتریکی |
استفاده مستقیم از گرمای تلفشده | امکانپذیر | محدود |
وابستگی به غشا | ندارد | دارد |
پیشتصفیه | بسته به آب ورودی | معمولاً مهمتر |
مناسب برای بازیابی حرارت | بله | بهصورت مستقیم خیر |
آیا استفاده از گرمای تلفشده همیشه بهصرفه است؟
صرف وجود گرما کافی نیست. باید چند عامل بررسی شود:
- دمای منبع گرما
- مقدار گرمای قابل بازیابی
- فاصله منبع گرما تا آبشیرینکن
- ظرفیت موردنیاز تولید آب
- شوری آب ورودی
- ساعات کار تجهیزات
- هزینه تجهیزات بازیابی و انتقال حرارت
- شرایط نصب و نگهداری
بنابراین قبل از انتخاب سیستم، باید شرایط واقعی پروژه بررسی شود.
چه مقدار گرما برای تولید آب شیرین لازم است؟
مقدار انرژی موردنیاز به نوع آبشیرینکن، ظرفیت تولید، دمای منبع حرارت، طراحی سیستم و میزان بازیابی انرژی بستگی دارد.
در سیستم تقطیر در خلأ دمای پایین، هدف این است که از یک منبع حرارتی قابل استفاده با دمای مناسب، حداکثر بهرهبرداری انجام شود.
استفاده از گرمای موتور دیزل برای تولید آب شیرین
فرض کنیم یک سایت صنعتی یا معدنی از موتورهای دیزلی برای تولید برق استفاده میکند. موتور در زمان کار گرما تولید میکند و بخشی از آن از طریق سیستمهای مختلف دفع میشود.
اگر مشخص شود بخشی از این گرما قابل بازیابی است، میتوان آن را به یک آبشیرینکن حرارتی منتقل کرد.
در این حالت، یک منبع انرژی که پیش از این هدر میرفت، میتواند در فرایند تولید آب شیرین مورد استفاده قرار گیرد.
چه زمانی استفاده از گرمای تلفشده برای شیرینسازی آب مناسب است؟
یک لیست جمعوجور:
- منبع گرمایی در محل وجود داشته باشد.
- گرما قابلیت بازیابی داشته باشد.
- دمای منبع برای فرایند مناسب باشد.
- تولید آب شیرین در محل موردنیاز باشد.
- هزینه و محدودیت مصرف برق اهمیت داشته باشد.
- ظرفیت تولید آب با میزان گرمای در دسترس هماهنگ باشد.
- شرایط آب ورودی برای طراحی سیستم مناسب باشد.
آبشیرینکن VSSR چگونه از گرمای تلفشده استفاده میکند؟
سیستم VSSR فیدار انرژی پایاب بر پایه تقطیر در خلأ دمای پایین کار میکند. در این فناوری، کاهش فشار باعث کاهش دمای تبخیر آب میشود و همین ویژگی امکان بررسی استفاده از منابع حرارتی مختلف، از جمله گرمای تلفشده صنعتی، را فراهم میکند.
بر اساس اطلاعات محصول فیدار، VSSR میتواند از منابعی مانند:
- گرمای تلفشده موتورهای دیزلی
- سیستمهای بازیابی حرارت
- انرژی خورشیدی حرارتی
- سایر منابع حرارتی قابل استفاده
بهره بگیرد.
ظرفیت هر ماژول VSSR نیز ۲۰ تا ۱۲۰ مترمکعب آب در روز اعلام شده و امکان ترکیب چند ماژول برای ظرفیتهای بالاتر وجود دارد.
فیدار انرژی پایاب و استفاده از گرمای تلفشده برای تولید آب شیرین
فیدار انرژی پایاب با تمرکز بر طراحی و تولید تجهیزات آبشیرینکن صنعتی، سیستم VSSR را بر پایه تقطیر در خلأ دمای پایین ارائه میکند. این فناوری در پروژههایی که منبع حرارتی قابل استفاده، بهویژه گرمای تلفشده تجهیزات صنعتی، در دسترس است میتواند بهعنوان یکی از گزینههای شیرینسازی آب مورد بررسی قرار گیرد.
جمعبندی
استفاده از گرمای تلفشده صنایع برای تولید آب شیرین با بازیابی انرژی حرارتی و انتقال آن به یک فرایند آبشیرینکنی حرارتی امکانپذیر است.
در فناوری تقطیر در خلأ دمای پایین، کاهش فشار باعث کاهش دمای تبخیر میشود و همین موضوع امکان استفاده از برخی منابع حرارتی کمدما و گرمای بازیافتی را فراهم میکند.
البته انتخاب این روش به وجود منبع حرارتی مناسب، مقدار و دمای گرمای قابل بازیابی، ظرفیت تولید آب، مشخصات آب ورودی و شرایط پروژه بستگی دارد.
بنابراین پیش از انتخاب سیستم، باید امکان بازیابی حرارت و شرایط فنی و اقتصادی پروژه بهصورت کامل بررسی شود.
سوالات متداول
1- گرمای تلفشده صنایع چگونه برای تولید آب شیرین استفاده میشود؟
با بازیابی و انتقال گرمای قابل استفاده از تجهیزات یا فرایندهای صنعتی به یک آبشیرینکن حرارتی، میتوان از این انرژی برای تبخیر آب شور و سپس میعان بخار و تولید آب شیرین استفاده کرد.
2- چه منابعی از گرمای تلفشده برای شیرینسازی آب قابل استفاده هستند؟
گرمای موتورهای دیزلی، ژنراتورها، فرایندهای صنعتی، سیستمهای بازیابی حرارت و برخی منابع حرارتی دیگر میتوانند در صورت داشتن شرایط مناسب بهعنوان منبع انرژی آبشیرینکن حرارتی مورد بررسی قرار گیرند.
3- تقطیر در خلأ دمای پایین چه نقشی در استفاده از گرمای تلفشده دارد؟
کاهش فشار در این فناوری باعث پایین آمدن دمای جوش آب میشود. در نتیجه، امکان استفاده از برخی منابع حرارتی با دمای پایینتر و گرمای بازیافتی فراهم میشود.
4- آیا هر نوع گرمای تلفشدهای برای تولید آب شیرین مناسب است؟
خیر. دمای منبع، مقدار گرمای قابل بازیابی، مدت زمان دسترسی به گرما، فاصله منبع تا آبشیرینکن و ظرفیت موردنیاز باید پیش از انتخاب سیستم بررسی شوند.
5- آبشیرینکن VSSR از چه منابع حرارتی استفاده میکند؟
VSSR با استفاده از فناوری تقطیر در خلأ دمای پایین میتواند برای استفاده از منابعی مانند گرمای تلفشده موتورهای دیزلی، سیستمهای بازیابی حرارت و سایر منابع حرارتی قابل استفاده طراحی و بررسی شود.
6- آیا استفاده از گرمای تلفشده همیشه هزینه تولید آب شیرین را کاهش میدهد؟
لزومـاً نه. صرفه اقتصادی به مقدار و دمای گرمای در دسترس، هزینه تجهیزات بازیابی و انتقال حرارت، ظرفیت آبشیرینکن، کیفیت آب ورودی و شرایط بهرهبرداری پروژه بستگی دارد.
منابع
0 نظرات
هنوز نظری ثبت نشده است
ارسال نظر
comment-notes