Разработана интегрированная система для опреснения морской воды

Традиционные методы опреснения морской воды включают многоступенчатое опреснение (MED), обратный осмос (RO) и опреснение замораживанием (FD). Некоторые из этих методов потребляют много энергии, в то время как другие производят воду относительно низкого качества. Следовательно, существует потенциал для улучшения этих традиционных методов опреснения.

В последние годы потребление энергии в зданиях постоянно растет, при этом потребление энергии на охлаждение составляет значительную часть общего энергопотребления. Технология хранения льда играет решающую роль в решении этой проблемы.

Процесс таяния льда в хранилищах льда можно совместить с процессом получения льда при опреснении морской воды замораживанием. Одновременно, используя технологию теплового насоса, можно реализовать как процессы производства льда, так и процессы нагрева, тем самым сочетая замораживание опреснения, хранение льда и многоступенчатое испарение. Такая интеграция повышает экономическую эффективность системы.

В исследовании, опубликованном в журнале Energy , группа доктора Чэнь Лунсяна из Фуцзяньского института исследований структуры вещества Китайской академии наук стремится достичь чистого и эффективного использования энергии путем решения проблемы высокого энергопотребления в процессах опреснения и хранения льда.

Исследователи воспользовались разницей в ценах в часы пик и вне часы пик, чтобы внедрить многоступенчатую систему использования энергии, при которой лед производится и хранится в ночное время, а тает в дневное время для обеспечения охлаждения. В непиковые часы лед производится с использованием излишков дешевой электроэнергии и хранится для последующего использования. В часы пик хранящийся лед тает, чтобы обеспечить охлаждение, сокращая использование дорогой электроэнергии, потребляемой системами кондиционирования воздуха. Интеграция процессов опреснения и хранения льда не только решает проблему высокого энергопотребления, но и максимизирует использование энергетических ресурсов.

Исследователи разработали совмещенную систему, которая объединяет хранение льда, опреснение замораживанием и многоступенчатое испарение морской воды с использованием системы теплового насоса. Испаритель системы теплового насоса обеспечивает энергию охлаждения для подготовки переохлажденной воды, которая затем преобразуется в ледяную кашу с помощью ультразвуковых методов. Жидкий лед подвергается центробежному обессоливанию в центрифужном устройстве. Опресненный лед поступает в систему хранения льда для охлаждения зданий и служит источником пресной воды после таяния.

Кроме того, температура на стороне конденсатора системы теплового насоса составляет примерно от 60°C до 70°C, что очень близко к температуре испарения первого эффекта при многоступенчатом опреснении. Испаритель первого корпуса многокорпусной испарительной системы также служит конденсатором системы теплового насоса. Вторичный пар, образующийся в результате этого процесса, обеспечивает энергию для последующих стадий испарения и опреснения морской воды, что приводит к производству высококачественной пресной воды.

Новая спаренная система экологически превосходит традиционные системы: интенсивность выбросов CO 2 на единицу продукции (UPCE) составляет всего 15,50 кг/доллар США, что на 7,68% меньше по сравнению с традиционными системами. Оно представляет собой привлекательное решение, предлагающее преимущества с точки зрения термодинамики, экономики и воздействия на окружающую среду.

В этом исследовании предлагается новая совмещенная система, которая сочетает в себе охлаждение хранилища льда и опреснение морской воды, предлагая потенциальное решение для районов с одновременными потребностями в охлаждении и снабжении пресной водой.