یکپارچه‌سازی واحد تبخیر ناگهانی چند مرحله‌ای با سامانه تولید بخار آب مستقیم خورشیدی

نوع مقاله : کاربردی

نویسندگان

1 پژوهشگاه صنعت نفت

2 عضو هیئت علمی و استادیار واحد علوم و تحقیقات تهران

3 مسئول مهندسی پالایش احتراق و انرژی پالایشگاه نفت آبادان

چکیده

دراین مقاله راه حلی برای چالش فراگیری هرچه بیش‌تر به‌کارگیری فرایندهای تبخیری نسبت به فرایندهای غشایی شیرین‌سازی آب لب شور ارایه شده است. یکپارچه‌سازی واحد نمونه آب‌شیرین‌کن با ظرفیت 197 تن در ساعت با سامانه تولید بخار آب مستقیم خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر برای تولید بخار آب کم‌فشار (LP) جایگزین مورد توجه قرار گرفته است. بدین ترتیب در هر یک از سه واحد موجود 8/17 مگاوات حرارت مورد نیاز تامین شده از انرژی فسیلی در طول روز با انرژی خورشیدی جایگزین می‌شود و در طی شب از سیستم موجود بهره‌برداری می‌گردد. بهره‌گیری از این سامانه، تولید بخار آب خورشیدی به میزان 327,800 تن در سال، صرفه جوئی سالانه در سوخت گاز طبیعی به مقدار 25,041 تن میزان و جلوگیری از انتشار گاز گلخانه ای CO2 به مقدار 78,680 تن در سال را به دنبال خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Integration of multi-stage flash distillation desalination process to the solar direct steam generation technology

نویسندگان [English]

  • Khosrow Bakhtari 2
  • Isa Khoshrou Roodbaraki 3
2 Department of Environment and Energy, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 In charge of Combustion and Energy Process Engineering
چکیده [English]

The scope of this article is to provide a solution for the challenge against more popularity of multi-stage flash distillation applications compared to membrane processes in brackish water desalination. Adequate integration of exist 197 ton per hour MSFD unit and solar direct steam generation technology has been considered as an alternative renewable energy source to achieve solar LP steam. So, as the result of this modification, in each of three units, 17.8 MW of fossil energy is replaced by solar energy during day time. The rate of produced steam is 327,800 ton per year. The amount of natural gas saving is 25,041 ton and this leads to reduction in CO2 production up to 78680 ton per year.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multi Stage Flash Distillation (MSFD)
  • Direct Steam Generation (DSG)
  • Concentrating Solar Power (CSP)
  • Solar Insolation
  • Gain Output Ratio (GOR)
  1. Jafari Nasr, M.R., Bakhtari, K. and Khoshrou, I., New opportunities in mass and energy consumption of the Multi-Stage Flash Distillation type of brackish water desalination process, Solar Energy 153C, 2017, pp. 115-125.
  2. Hermosillo J.J., Arancibia-Bulnes C. A. and Estrada A., Water Desalination by Air Humidification: Mathematical Model and Experimental Study, Solar Energy 86, 2012, pp. 1070–1076.
  3. International Desalination Association (IDA), desalination by the numbers, (website): http://idadesal.org/desalination-by-the-numbers/ (accessed February 08, 2017).
  4. Jafari Nasr, M.R., Bakhtari, K. and Khoshrou, I., Modeling and Optimization of Cooling Water Consumption in the Multi Stage Flash Distillation Process, Journal of Applied Research in Chemistry, Vol. 9, No.1, 2015, Tehran, Iran.
  5. Jafari Nasr, M.R., Bakhtari, K. and Khoshrou, I., Exergy Analysis of the Optimized MSFD Type of Brackish Water desalination process, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE), Vol. 36, No. 2, 2017, Tehran, Iran.
  6. Mayere A., Solar Powered Desalination, PhD Dissertation, University of Nottingham, 2011.
  7. Moyo E., Gutiérrez L., Direct Steam Generation, International Workshop on: Design of Subsystems for Concentrated Solar Power Technologies, Jodhpur (India), 2013.
  8. Padilla, R.V., Simplified Methodology for Designing Parabolic Trough Solar Power Plants, PhD Thesis, Department of Chemical and Biomedical Engineering, University of South Florida, USA, 2011.
  9. Rasoul, M.G., Khan, M. M. K. and Covey, D. W., Solar Assisted Desalination Technology, International Conference and Exhibition on Sustainable Energy Development, 2006, New Delhi, India.
  10. Rodriguez, L. G., Assessment of Most Promising Developments in Solar Desalination, Solar Desalination for the 21st Century, 355–369, 2007.
  11. Shatat, M. and Riffat, S. B., Water Desalination Technologies Utilizing Conventional and Renewable Energy Sources, Institute of Sustainable Energy Technology, University of Nottingham, UK, 2012.
  12. Thome, John R., Engineering Data Book III, 2004, Wolverine Tube, Inc.
  13. Uckun C., Modeling and Simulations of Direct Steam Generation in Concentrating Solar Power Plants Using Parabolic Trough Collectors , Research Msc., Middle East Technical University, 2013.
  14. Zarza, E., Rojas, M. E., Gonzalez, L., Caballero, J. M., and Rueda, F, INDITEP: The first pre-commercial DSG Solar Power Plant, , Solar Energy 80, 2006, pp. 1270–1276.