1 / 29

MORSKE TEHNOLOGIJE

MORSKE TEHNOLOGIJE. Desalinizacija Predavanje 8 Doc.dr.sc. Gorana Jelić Mrčelić. Izdvajanje minerala i pitke vode iz mora - desalinizacija. je proces uklanjanja (smanjenja) minerala iz vode za dobivanje pitke i tehnološke vode , te vode za navodnjavanje i soli kao nus-produkta.

ulfah
Télécharger la présentation

MORSKE TEHNOLOGIJE

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. MORSKE TEHNOLOGIJE Desalinizacija Predavanje 8 Doc.dr.sc. Gorana Jelić Mrčelić

  2. Izdvajanje minerala i pitke vode iz mora - desalinizacija je proces uklanjanja (smanjenja) minerala iz vode za dobivanje pitke i tehnološke vode, te vode za navodnjavanje i soli kao nus-produkta. Ukoliko su tehnička oprema i tehnološki postupci povezani s morskim okolišem desalinizacija se ubraja u MT, a ako su tehnička postrojenja izgrađena na kopnu s dopremom morske vode kao sirovine onda ne spada.

  3. Jedan kubični kilometar morske vode sadržava oko 40 milijuna minerala od kojih se sol natrija (NaCl), magnezij i brom izdvajaju u industrijskim količinama. Ukupno otopljene krute tvari (eng. total dissolved solids TDS) - povećavaju električnu vodljivost vode i koroziju, te daju vodi neprihvatljiv okus. Prihvatljivost određene vode za piće određuje se prema razini ukupno otopljenih krutih tvari u vodi.

  4. Upotreba pitke vode – desalinizacijom se dobiva 8%

  5. Desalinizacija oceanske vode česta je: • na Bliskom Istoku, SADu, Sjevernoj Africi, Španjolskoj, Australiji i Kini, • na brodovima, podmornicama i otocima; Saudijska Arabija proizvodi 24% desalinizacijom dobivenepitke vode u Svijetu. Svjetska najveće postrojenje Jebel Ali Desalination PlantuUjedinjenim Arapskim Emiratima proizvodi 300 milijuna m3/god.

  6. Prednosti: velika dostupnost sirovine (morska voda) Mane: trenutno vrlo skupa u usporedbi s drugim alternativnim izvorima slatke vode, jer zahtjeva veliki utrošak energije i skupu infrastrukturu Trošak desalinizacije: Izrael - 53 centapo m3; Singapore - 49 centapo m3

  7. Shevchenko BN350 desalination unit situated on the shore of the Caspian Sea – zastarjelo postrojenje Moderno desalinizacijsko postrojenje

  8. Faze prerade pitke vode: prva analiza vode predtretman: flokulacija, filtracija, doziranje desalinizacija posttretman: kloriranje, korekcija pH Prikladni načini separacije odabiru se ovisno o veličini čestica

  9. Desalinizaciske metode možemo podijeliti na: • termalne procese • membranske procese

  10. Načini desalinizacije • Destilacija je tradicionalan način desalinizacije. To je odjeljivanje sastojaka na osnovu različitog vrelišta. Vakuum destilacija provodi se na nižim temperaturama, pa se postiže ušteda energije. Postoje četiri vrste destilacije: • Evaporation/Condensation • Multi-Stage Flash (MSF) – višefazna (frakcijska) u kojoj se odvaja destilat u različitim temperaturnim intervalima • Multiple-Effect (MED/ME) – višestruka (destilira se više puta) • Vapor Compression (VC) – kompresijska (pri povišenom tlaku)

  11. Distillation (destilacija) 1: Heat source 2: Still pot 3: Still head 4: Thermometer/Boiling point temperature 5: Condenser 6: Cooling water in 7: Cooling water out 8: Distillate/receiving flask 9: Vacuum/gas inlet 10: Still receiver 11: Heat control 12: Stirrer speed control 13: Stirrer/heat plate 14: Heating (Oil/sand) bath 15: Stirrer bar/anti-bumping granules 16: Cooling bath.

  12. Diagram of a typical industrial distillation tower

  13. 2. Membranski procesi • Forward osmosis (FO) - osmoza • Reverse osmosis (RO) - reverzna osmoza • Electrodialysis Reversal (EDR) – reverzna elektrodijaliza • Nanofiltration (NF) - nanofiltracija • Membrane Distillation (MD) – membranska destilacija • Ionska izmjena U zadnjem desetljeću desalinizacija se uglavnom vrši membranskim procesima - koriste polupropusne membrane za filtriranje otopljenih materijala ili finih krutnina.

  14. a. Osmoza je difuzija vode koja se očituje pri odjeljivanju dviju otopina različite koncentracije selektivno polupropusnom membranom (membrana propusna na vodu, ali ne i na otopljenu tvar). Molekule vode teže difuziji iz otopine s nižom u otopinu s višom koncentracijom otopljene tvari bez ulaganja energije. Koristi se za hitnu desalinizaciju i za desalinizaciju vode kod poplava.

  15. b. Reverzna osmoza Kada na solnu otopinu djelujemo s pritiskom višim od osmotskog iz otopine soli kroz membranu prolazi čista voda. Ovaj je postupak je poznat već 200 godina. Gotovo polovica svjetskih kapaciteta za desalinizaciju radi na ovaj princip, a su obično pokretana visokotlačnim pumpama, što ga čini skupim (eng. energy intensive processes). Postupkom reverzne osmoze postiže se efekt desalinizacije cca. 98 - 99%.

  16. Uređaj za desalinizaciju sastoji se od tzv. modula - polupropusne membrane od tankih vlakana, koje su ugrađene u čvrste i na visoke pritiske otporne cijevi od poliestera. Na skup ovakvih modula pod povišenim pritiskom usmjerava se morska voda.

  17. RO (reverzne osmoze) Blok se planiraju i izvode prema zahtjevu kupca. Za posebno problematične vode i za posebne zahtjeve u pogledu preostalih soli u vodi raspoložive su posebne membrane (za procese mikrofiltracije, ultrafiltracije i nanofiltracije). RO Stanica, kapaciteta 80 l/h

  18. Primjer postrojenja u Mas Palomasu kapaciteta 1.300 m3/dan

  19. 3. Eksperimentalne tehnike • Solarna humidifikacija (HDH, MEH, Solar Stil) – projekt vlade SAD • Geotermalna desalinizacija – projekt SDSU CITI International Consortium for Advanced Technologies and Security • Nuklearna desalinizacija – pilot postrojenja u bivšem SSSRu • Smrzavanje • Kristalizacija metan-hidrata • Passarell proces • Recikliranje vode visokog stupnja (eng. high grade water recycling)

  20. a. Solarna humidifikacija MEH (Multi-Effect Humidification) MEH se bazira na principu destilacije. Dostupni su sistemi za pridobivanje različitih količina pitke vode: od 1.000 l/dan, do 50.000 l/dan.

  21. Prednosti MEHa su: • to je samokontrolirajući prirodni kružni proces - najefikasnija potrošnja energije, • nije potrebna prethodna obrada napojne vode, • dobivena voda potpuno je čista, ne sadrži nikakvih čestica ni mikroorganizama, • funkcionira i za vode sa visokim salinitetom, • radi se na relativno niskoj temperaturi: 85°C, • unutar destilacijskih komora nema pokretnih dijelova, pa je montaža brza i održavanje jednostavno. Mane su: • skupa investicija jer su sve komponente sistema koje dolaze u kontakt sa slanom vodom izrađene od materijala otpornih na koroziju, • ovisi o gustoći Sunčeve energije i proizvodnja je nekontinuirana, te time pogodna samo za male potrošaće.

  22. Problem otpadnih koncentrata (eng. brine) Otpadni koncentrati klasificirani od strane U.S. Environmental Protection Agency (EPA) kao industrijski otpad zbog šteta koje mogu izazvati za morske, pogotovo bentoske (pridnene), organizme. Uglavnom je moguće vraćanje u more bez posljedica za ekosustav, ali kritično je u morima prirodno visokog saliniteta (Perzijski zaljev, Crveno more, koraljni atoli i lagune tropskih otoka). Rješenje je: • razrjeđivanje slatkom vodom, kao što je otpadna voda elektrana, raspršivanje preko što veće površine(odvodne cijevi razgranate na što je moguće više ogranaka koji postupno otpuštaju otpad kroz male otvore).

  23. Kapitalni i operacijski troškovi ovise o: • kapacitetu i tipu postrojenja, • lokaciji, • sirovini, • radu i energiji, • načinu financiranja, te • odlaganju otpada (koncentrat). Danas se primjenjuje kontrola tlaka, temperature i saliniteta da bi se optimizirala efikasnost dobivanja slatke vode. Troškovi desalinizacije morske vode 3 do 5 puta veći nego za bočatu vodu. Velika moderna postrojenje čine 20% od troškova razvijanja novih lokalnih izvora slatke vode.

  24. Kogeneracija je pojam koji se odnosi na korištenje energije se za dva ili više usporedna procesa radi uštede energije. Na Bliskom Istoku i Sjevernoj Africi objedinjena je proizvodnja električne energije i pitke vode. Elektrana Encino u Kaliforniji pumpa morsku vodu za hlađenje svoje opreme, a pogon za desalinizaciju koji radi samo dvadesetak minutadnevno, proizvodi130 000 litara pitke vode svakog dana. Primjer OTECa.

  25. Primjena desalinizacije na brodovima Koristi se u svrhu nadopunjavanja izgubljene kotlovske vode za vrijeme pogona. Vakuumskom destilacijomuz upotrebu otpadne topline dobiva se napojna voda propisane kvalitete, a moguća je upotreba za piće. Na brodicama i splavima za spašavanje nalaze se: • ručni desalinizatori neovisni o solarnoj energiji kapaciteta1 l/osobi • splav kao solar still - improvizacija.

  26. Princip desalinizacije u splavima za spašavanje - solar still je jednostavna solarna humidifikacija (destilacija)

  27. Pitanja za ponavljanje • Kad se desalinizacija ne smatra djelom morskih tehnologija? • Navedite prednosti i mane desalinizacije. • Koje načine desalinizacije poznajete? Koji se danas najčešće koriste? • Odjasnite destilaciju. • Objasnite princip osmoze i reverzne osmoze. • Što je solarna humidifikacija? • Koji je osnovni otpad desalinizacijekog postrojenja i kako se zbrinjava? • Gdje sve susrećemo desalinizatore na brodovima? • Što je kogeneracija?

  28. Hvala na pažnji!

More Related