مدل‌سازی ترمودینامیکی و اعتبارسنجی تجربی بلورساز تحت خلا با گردش اجباری در فرایند نمک‌زدایی بدون پساب

Abstract

در سال‌های اخیر علاوه بر کاهش میزان منابع آب، قوانین و مقررات سختگیرانه در مورد جریان پساب واحد‌های صنعتی مخرب برای محیط زیست، باعث تأکید بیشتر بر فرایندهایی شده ‌است که از بازیابی آب بالاتری برخوردار هستند. بنابراین، با توجه به نیاز برای حل مشکلات کمبود آب و همچنین پسماند واحد‌های صنعتی، به‌سازی و آنالیز حرارتی فرایند‌های بدون پساب یک موضوع مهم برای محققان است. در این مطالعه، یک سیستم بلورساز با گردش اجباری در فرایند نمک‌زدایی حرارتی بدون پساب مطالعه می‌شود که در آن با نمک‌زدایی از آب با شوری بالا، آب شیرین تولید می‌شود. نوآوری و هدف اصلی پژوهش، بررسی ترمودینامیکی و تجربی اثرات جریان پساب ورودی و میزان مصرف انرژی مبدل حرارتی بر نرخ آب شیرین تولیدی، نسبت بازیافت، نرخ دوغاب خروجی و نمک جامد تولیدی است. ابتدا مدلسازی فرایند ترمودینامیکی در حالت پایا انجام گرفته ‌‌است. سپس یک دستگاه بلورساز در مقیاس آزمایشگاهی ساخته می‌شود و نتایج حاصل از مدل با داده‌های تجربی بدست‌آمده مقایسه و اعتبارسنجی می‌شود. اثر تغییرات دمای خوراک و مصرف حرارت مبدل بر ضریب عملکرد سیستم بررسی شد. بهترین نقطه طراحی، که نشان دهنده بالاترین COP سیستم است، برای دمای تغذیه 40 درجه سانتیگراد و مصرف حرارت 7/6 کیلو وات برای نرخ تولید 25/10کیلوگرم بر ساعت آب شیرین به دست آمده‌است که این میزان نشان‌دهنده‌ مصرف انرژی ویژه تقریبی 65/0 کیلووات ساعت بر کیلوگرم است.