طراحی و مدل سازی ریاضی سیستم آب شیرین ‏کن چند مرحله ‏ای (MED) با قابلیت کاربرد در نیروگاه بخاری و صنایع مشابه

Abstract

یکی از روش‏های تولید آب شیرین در مناطقی که با کمبود آب آشامیدنی، کشاورزی و یا صنعتی مناسب مواجه هستند به کارگیری آب شیرین‏کن‏های حرارتی چند مرحله ای [1]برای شیرین‌سازی آب دریاست که به روش تبخیری-تقطیری عمل می‏کنند. دمای آب دریای ورودی به همراه سایر عوامل از مهمترین پارامترهای تاثیر گذار بر روی راندمان این سیستم‌ها می‏باشد. در این مطالعه، برای افزایش راندمان سیستمMED ، طرحی جدید ارائه شده است. این سیستم جدید مجهز دو کندانسور و یک مبدل حرارتی بوده و به منظور افزایش دمای خوراک ورودی استفاده می‏شود. همچنین با این طراحی جدید، علاوه بر کاهش میزان بخار مصرفی، به واسطه چگالش بخار خروجی از فلاش تانک در کندانسور اضافه شده به سیستم، میزان آب شیرین تولیدی افزایش می‌یابد. به منظور بررسی و مطالعه تاثیر پارمترهای مختلف بر روی کارایی فرآیند و ارزیابی عملکرد آن، سیستم جدید با استفاده از نرم‌افزار متلب[2] با در نظر گرفتن روابط موازنه‏های جرم و انرژی، مدلسازی ریاضی شده است. نتایج مدلسازی نشان داد که با استفاده از این طرح جدید برای سیستم چند مرحله‌ای با تعداد مراحل پایین، نسبت بهره‏وری[3] بیش از یک واحد و در تعداد مراحل بالا بیش از 5/3 واحد افزایش می‌یابد. همچنین با توجه به نتایج بدست آمده، دمای بخار ورودی به اولین مرحله Cº 60 انتخاب شده است. با توجه به فاکتور غلظت و بازده ترموکمپرسور تعداد مراحل بهینه 3 مرحله می‏باشد. در صورتی که سیستم جدید با همان نسبت بهره‏وری سیستم قدیمی کار کند، با اعمال سیستم جدید، تعداد مراحل به 2 مرحله کاهش می‌یابد. <br clear="all" />

[1] multi effect desalination (MED)

[2] MATLAB

[3] performance ratio (PR)