با ﻓﺮآﯾﻨﺪ شیرین سازی آب ( MSF ) بیشتر آشنا شوید

چهارشنبه 15 شهریور 1396 - 13:45
کد خبر : 33699
پرتال جامع صنعت تاسیسات » مقالات انرژی » مقالات تاسیساتی

ﻓﺮآﯾﻨﺪ شیرین سازی آب از نوع ( Multi stage flash distillation ) که به اختصار به آن ( MSF ) می گویند، به معنی ﺗﻘﻄﯿﺮ ﺑﻪ ﮐﻤﮏ ﭼﻨﺪ ﻣرﺣﻠﻪ اﻧﺒﺴﺎط ﻧﺎﮔﻬﺎنی است.

ﻓﺮآﯾﻨﺪ MSF در داﺧﻞ ﻣﺤﻔﻈﻪای ﺑﻪ ﻧﺎم ﮔﺮﻣﮑﻦ، ﻣﺤﻠﻮل آب ﺷﻮر درﯾﺎ ﮔﺮم ﻣﯽﺷﻮد . اﯾﻦ ﮐﺎر ﻋﻤﺪﺗﺎ از ﻃﺮﯾﻖ ﭼﮕﺎﻟﯿﺪه ﺷﺪن ﺑﺨﺎر روی ﺗﻌﺪاد ﻟﻮﻟﻪ ﻣﻮازی ﮐﻪ در داﺧﻞ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻋﺒﻮر ﮐﺮده ودر ﻋﯿﻦ ﺣﺎل آب درﯾﺎ را ﮔﺮم ﻣﯽﮐﻨﻨﺪ،اﻧﺠﺎم ﻣﯽﺷﻮد.

آب ﮔﺮم ﺷﺪه درﯾﺎ ﺳﭙﺲ ﺑﻪ داﺧﻞ ﻣﺤﻔﻈﻪی دﯾﮕﺮی ﮐﻪ ﻣﺮﺣﻠﻪ اواﭘﺮاﺗﻮر (ﺗﺒﺨﯿﺮ ﮐﻨﻨﺪه) ﻧﺎﻣﯿﺪه ﻣﯽﺷﻮد، ﺟﺮﯾﺎن ﯾﺎﻓﺘﻪ و در آﻧﺠﺎ ﻏﺸﺎء درﺣﺪی ﺗﻨﻈﯿﻢ ﻣﯽﮔﺮدد ﮐﻪ آب ﺑﻼﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﻪ ﺟﻮش ﻣﯽآﯾﺪ، ﺗﻐﺬﯾﻪ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﯽ آب ﮔﺮم ﺑﻪ داﺧﻞ اﻃﺎﻗﮏ ﺑﺎﻋﺚ ﺑﻪ ﺟﻮش آﻣﺪن ﺳﺮﯾﻊ آن ﻣﯽﮔﺮدد .

در واﻗﻊ آب ﺑﻪ ﺻﻮرت اﻧﻔﺠﺎری ﯾﺎ ﻓﻼﺷﯿﻨﮓ ﺑﻪ ﺑﺨﺎر ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻣﯽﮔﺮدد اﯾﻦ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺑﻪ ﻓﺸﺎر ﮐﻨﺘﺮل ﺷﺪه دراﯾﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﺴﺘﮕﯽ دارد،زﯾﺮا ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺟﻮﺷﺶ ﺗﺎ زﻣﺎﻧﯽ اداﻣﻪ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪﮐﻪ آﺑﺴﺮد ﺷﻮد. ﻣﻔﻬﻮم ﺗﻘﻄﯿﺮآب ﺑﻪ ﮐﻤﮏ ﻇﺮﻓﯽ ﮐﻪ ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر ﮐﺎﻫﺶ داده ﺷﺪه،ﮐﺎر ﻣﯽﮐﻨﺪﯾﮏ اﺑﺪاع ﺟﺪﯾﺪ ﻧﯿﺴﺖ ،ﺑﻠﮑﻪ ﺑﯿﺶ از ﯾﮏ ﻗﺮن اﺳﺖ ﮐﻪ ﮐﺎرﺑﺮد دارد.

دردﻫﻪ ۱۹۵۰،دﺳﺘﮕﺎﻫﯽ ﮐﻪ ازﯾﮏ ﺳﺮی ﻃﺒﻘﺎت STAGE ﺑﺎﺷﯿﺐ ﻓﺰاﯾﻨﺪه ﻓﺸﺎرﻫﺎی اﺗﻤﺴﻔﺮی ﭘﺎﯾﯿﻦﺗﺮ ﺗﺸﮑﯿﻞ ﻣﯽﺷﺪ اﺑﺪاع ﮔﺮدﯾﺪ در اﯾﻦ دﺳﺘﮕﺎه، آب ﺗﻐﺬﯾﻪ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺴﺖ ازﯾﮏ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﻪ ﻣﺮﺣﻠﻪ دﯾﮕﺮ راه ﯾﺎﻓﺘﻪ ﺑﻄﻮر ﻣﮑﺮر و ﺑﺪون اﻓﺰودن ﺣﺮارت ﺑﻪ ﺣﺎﻟﺖ ﺟﻮش ﺑﺮﺳﺪ.

ﻣﻌﻤﻮﻻًﯾﮏ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ آب ﺷﯿﺮﯾﻦ ﮐﻦ MSF ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ ۴ﺗﺎ۴۰ ﻣﺮﺣﻠﻪ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ. ﺑﺨﺎر ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺷﺪه ازﻃﺮﯾﻖ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﻓﻼش ﭘﺲ ازﭼﮕﺎﻟﯿﺪن روی ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎی ﻣﺒﺪل ﺣﺮارﺗﯽ ﮐﻪ درﻃﻮل ﻫﺮ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺗﻌﺒﯿﻪ ﺷﺪهاﻧﺪ، ﺑﻪ آب ﺷﯿﺮﯾﻦ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻣﯽﮔﺮدد.

ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ آب ﺗﻐﺬﯾﻪ ورودی ﮐﻪ ﺑﻪ ﮔﺮمﮐﻦ آب ﺷﻮر ﻣﯽرود ﺧﻨﮏ ﻣﯽﺷﻮد. ﺑﺎ اﯾﻦ ﮐﺎر آب ﺗﻐﺬﯾﻪ ﺑﻪ ﻧﻮﺑﻪ ﺧﻮد ﮔﺮم ﻣﯽﺷﻮد، ﺑﻪ ﻧﺤﻮی ﮐﻪ ﻣﻘﺪار اﻧﺮژی ﺣﺮارﺗﯽ ﻣﻮردﻧﯿﺎز درﮔﺮﻣﮑﻦ آب ﺷﻮر ﺟﻬﺖ اﻓﺰاﯾﺶ دﻣﺎی آب درﯾﺎ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ.ازدﻫﻪ ۱۹۵۰ دﺳﺘﮕﺎهﻫﺎی آب ﺷﯿﺮﯾﻦ ﮐﻦ MSF ﺑﻪ ﻃﻮر ﺗﺠﺎری ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪﻧﺪ.

اﯾﻦ دﺳﺘﮕﺎهﻫﺎ ﻋﻤﻮﻣﺎً ﺑﻪ ﺻﻮرت واﺣﺪﻫﺎﯾﯽ ﺑﺎ ﺣﺪود۵۰۰۰۰ ﺗﺎ۶۰۰۰۰ ﻣﺘﺮﻣﮑﻌﺐ در روز ﺳﺎﺧﺘﻪ ﻣﯽ ﺷﻮد. MSF ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﺎ ﺣﺪاﮐﺜﺮ دﻣﺎیﺗﻐﺬﯾﻪ ۹۰ ﺗﺎ۱۲۰ درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﯽﮔﺮاد (ﭘﺲ ازﮔﺮم ﮐﺮدن آب ﺷﻮر ) ﻋﻤﻞ ﻣﯽ‌ﮐﻨﺪ. ﯾﮑﯽ از ﻋﻮاﻣﻠﯽ ﮐﻪ ﺑﺮ روی راﻧﺪﻣﺎن ﺣﺮارﺗﯽ واﺣﺪ ﺗﺎﺛﯿﺮ دارد و اﺧﺘﻼف ﺑﯿﻦ دﻣﺎ ازﮔﺮﻣﮑﻦ آب ﺷﻮر ﺗﺎ ﭼﮕﺎﻟﻨﺪه دراﻧﺘﻬﺎی ﺳﺮد دﺳﺘﮕﺎه اﺳﺖ.

درﺳﯿﺴﺘﻢﻫﺎی MSF ﭼﻨﺪﮔﺬر،۵۰ ﺗﺎ۷۵درﺻﺪ آبﺷﻮر ﻏﻠﯿﻆ ﺷﺪه ازآﺧﺮﯾﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﻪ آب ﺗﻐﺬﯾﻪ ورودی ﻣﺨﻠﻮط ﻣﯽﺷﻮد و ﺑﻪ واﺳﻄﻪ اﯾﻦ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ ﺣﺮارﺗﯽ اﻓﺰاﯾﺶ و ﻣﻘﺪار ﻣﻮاد ﻻزم ﺑﺮای ﺗﺼﻔﯿﻪ ﻣﻘﺪﻣﺎﺗﯽ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ.

ﻣﺘﺎﺳﻔﺎﻧﻪ اﯾﻦ ﻋﻤﻞ ﺑﻪ ﺳﺒﺐ اﻓﺰاﯾﺶ ﻏﻠﻀﺖ ﻧﻤﮏ در ﭼﺮﺧﻪ آب ﺷﻮر،ﻣﯿﺰان ﺧﻮردﮔﯽ و ﺗﺸﮑﯿﻞ رﺳﻮب را اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽ دﻫﺪوﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ دﻟﯿﻞ ﮐﻨﺘﺮل رﺳﻮب ﺑﺎﯾﺪ ﺑﺎ دﻗﺖ ﺑﯿﺸﺘﺮی ﺻﻮرت ﮔﯿﺮد. اﻓﺰاﯾﺶ ﺗﻌﺪاد ﻣﺮاﺣﻞ ﻓﺮآﯾﻨﺪMSFﺑﺎزده ﮐﻠﯽ درﺑﺨﺶ ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ ﺣﺮارت را اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽ دﻫﺪ واﻟﺒﺘﻪ درآن ﺻﻮرت ﻫﺰﯾﻨﻪ ﺳﺮﻣﺎﯾﻪﮔﺬاری ﻧﯿﺰاﻓﺰاﯾﺶ ﺧﻮاﻫﺪ ﯾﺎﻓﺖ.

دراﯾﻦ روش ازﮔﺮﻣﺎی ﻣﺤﺴﻮس ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪﮔﺮﻣﺎی ﻧﻬﺎن ﺗﺒﺨﯿﺮدر ﻫﺮ ﺑﺨﺶ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد. ﻓﺮآﯾﻨﺪ MSF اﯾﻦ روزﻫﺎ ﻣﻬﻤﺘﺮﯾﻦ ﻧﻘﺶ رادرﺗﻘﻄﯿﺮآب درﯾﺎ دارد، وﻟﯽ اﺧﯿﺮاً ﻓﺮآﯾﻨﺪ MED ﺑﺎ اواﭘﺮاﺗﻮری اﺳﭙﺮی ﻓﯿﻠﻢ ﻧﺎزك ﺑﻪ ﺟﺎی ﻧﻮع ﻟﻮﻟﻪﻫﺎی ﻏﻮﻃﻪور ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه ﮐﻤﭙﺮﺳﻮر ﺣﺮارﺗﯽ ﯾﺎ ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ ﺑﺨﺎر ﭘﯿﺸﺮﻓﺖ ﭼﺸﻤﮕﯿﺮی ﯾﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ و ﺑﺎﻋﺚ ﮐﺎﻫﺶ ﺗﺸﮑﯿﻞ رﺳﻮب و ﺑﻬﺒﻮد ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺗﺮﻣﻮدﯾﻨﺎﻣﯿﮑﯽ ﺷﺪه اﺳﺖ.

مصرف انرژی در ﻓﺮآﯾﻨﺪ شیرین سازی آب ( MSF ) :

بیشتر مراکز آب شیرین کن که در خاور میانه مستقر هستند نسبت عملکردشان ( ۸kg/2326kJ ) است یعنی به ازای تولید ۸ کیلوگرم آب شیرین در این روش ۲۳۲۶ کیلوژول انرژی مورد نیاز است ولی با بهبود طراحی‌ها و بدست آوردن تکنولوژی‌های به روز این سیستم‌ها می توانند تا نسبت عملکرد ۱۰ الی ۱۱ کیلوگرم بر ۲۳۲۶ کیلوژول نیز برسند.

پارامتری که بر میزان انرژی مصرفی در روش MSF اثر گذار است تعداد مراحل آن است که با افزایش تعداد مراحل این روش مصرف انرژی آن افزایش می‌یابد. در شکل زیر می‌توان میزان مصرف انرژی این روش را با مراحل کاری مختلف مشاهده کرد.

بیشترین مقدار نسبت عملکرد در این روش که برابر با میزان انرژی مصرف شده به ازای تولید مقدار مشخصی از آب شیرین است برای روشی با ۴۰ مرحله و در بیشترین دمای آب شور (top brine temperature : TBT) ۱۲۰ درجه سانتی گراد برابر با است که در شکل فوق نیز قابل مشاهده است. در مراحل ۱۶ الی ۴۰ می توان گفت که عملکرد سیستم بهینه تر است