انرژی بزرگترین اقلام هزینه عملیاتی در یک کارخانه آب شیرین کن است. یک نیروگاه معمولی SWRO به ازای هر متر مکعب آبی که تولید می کند 3.5 تا 5 کیلووات ساعت برق مصرف می کند. این مصرف بالا به یک قبض انرژی بسیار جدی برای نیروگاه های مقیاس بزرگ تبدیل می شود. اما آیا امکان کاهش این قبض وجود دارد؟ پاسخ مثبت است و کاملاً چشمگیر است. راز: بازیابی انرژی (ERD).
1. بازیابی انرژی چیست و چگونه کار می کند؟
در فرآیند اسمز معکوس، پمپ فشار بالا، آب دریا را تا فشار بالا (حدود 60-70 بار) بالا می برد. هنگامی که این آب تحت فشار از غشاها عبور می کند، حدود 40-50٪ به عنوان آب شیرین بازیافت می شود، در حالی که 50-60٪ باقی مانده به عنوان آب نمک تخلیه می شود. این آب نمک هنوز هم فشار بالایی دارد، یعنی مقدار قابل توجهی انرژی دارد. دستگاه های بازیابی انرژی فشار این آب نمک را گرفته و مستقیماً به آب دریای ورودی منتقل می کنند. در نتیجه، پمپ فشار قوی اصلی تنها باید 60-70 درصد از توان معمولی خود را مصرف کند.
2. مقایسه فناوری: ERD توربین یا ایزوباریک؟
دو فناوری اصلی در بازیابی انرژی وجود دارد: توربین های انرژی (Pelton) و ERD های ایزوباریک (PX). در حالی که سیستم های توربین هزینه های سرمایه گذاری کمتری دارند، بازده آنها در محدوده 60 تا 75 درصد است. از سوی دیگر، فناوری‌های ERD ایزوباریک به بازده فوق‌العاده 92 تا 97 درصد می‌رسند و صرفه‌جویی عملیاتی را به حداکثر می‌رسانند. ما در DipBlue مناسب ترین راه حل را بر اساس نیازهای فنی مشتری و اهداف بلندمدت هنگام انتخاب دستگاه های بازیابی انرژی در کارخانه های SWRO ارائه می دهیم.
| ویژگی | توربین (پلتون / فرانسیس) | ERD ایزوباریک (PX / DWEER) |
|---|---|---|
| کارایی | %60-75 | %92-97 |
| هزینه سرمایه گذاری | پایین تر | بالاتر |
| نیاز به تعمیر و نگهداری | بالاتر (قطعات متحرک) | کم (شفت مغناطیسی یا دوار) |
| نرخ بازپرداخت و پس انداز | پس انداز متوسط (1.5-2 سال بازپرداخت) | حداکثر پس انداز (2-3 سال بازپرداخت) |
3. سناریوی زندگی واقعی: تاثیر ERD و دوره بازگشت
یک نیروگاه آب آشامیدنی شهری در مقیاس بزرگ را در نظر بگیرید: مصرف انرژی قبل از ERD 4.2 کیلووات ساعت در متر مکعب است، اما پس از ادغام ERD ایزوباریک، این میزان به 2.7 کیلووات ساعت در متر مکعب کاهش می یابد. این به معنای کاهش دائمی 35 درصدی مصرف برق است. به لطف این نرخ پس انداز، سرمایه گذاری اولیه سیستم در یک دوره کوتاه (به طور متوسط بین 1.5 تا 2.5 سال) از طریق هزینه های عملیاتی کمتر، هزینه خود را پرداخت می کند. این محاسبه برای هر سرمایه‌گذاری که دوره بازپرداخت سیستم‌های اسمز معکوس بازیافت انرژی را تحلیل می‌کند، بسیار متقاعدکننده است.
4. مزایای غیر مستقیم بازیابی انرژی
علاوه بر صرفه جویی در انرژی، مزایای دیگری نیز وجود دارد: 1. کاهش اندازه پمپ: با ERD، پمپ فشار قوی اصلی را می توان با ظرفیت کمتری انتخاب کرد و هزینه های اولیه تجهیزات را کاهش داد. 2. کاهش بار حرارتی: اتلاف انرژی کمتر به معنای گرمای کمتر در کارخانه و کاهش نیاز به سرمایش در آب و هوای گرم است. 3. کاهش ردپای کربن: مصرف کمتر برق مستقیماً نرخ انتشار کمتری را به همراه دارد.
5. رویکرد DipBlue: استراتژی ERD برای هر گیاه
در میان فناوری هایی که هزینه های عملیاتی یک کارخانه آب شیرین کن را کاهش می دهند، بدون شک ERD سریع ترین بازده را ارائه می دهد. در DipBlue، ما راه حل های سفارشی برای هر ظرفیت پروژه طراحی می کنیم. ما توربین‌های انرژی انعطاف‌پذیر را برای سیستم‌های کوچک‌تر، و ادغام چند واحدی ایزوباریک ERD با سیستم‌های بای پس هوشمند کنترل‌شده با PLC برای نیروگاه‌های مقیاس متوسط و بزرگ ارائه می‌کنیم.
نتیجه گیری: صرفه جویی در انرژی یک استاندارد است نه یک انتخاب
مصرف انرژی در سیستم های اسمز معکوس در حال حاضر یک پارامتر قابل کنترل است. فناوری ERD تضمین می کند که کارخانه شما با محیط زیست سازگار است و در عین حال کل هزینه های عملیاتی را تا سطوح پایدار کاهش می دهد.