Sistem tasarımı
Tuzdan arındırma tesisi, besleme suyu girişi ve konsantre ile permeat için ayrı tahliye boruları ile eksiksiz bir sistemdir. Giriş ve çıkış borularının verileri her zaman su analizi, besleme suyu basıncı ve tuz tutma.
Ters Osmoz sisteminin tasarımcısı, mümkün olan en düşük membran basıncını ve kurulum maliyetlerini hedefleyecektir ve maksimum geri kazanım ve tuz tutma.
Bir tuzdan arındırma tesisinin acı su için geri kazanımı yaklaşık %85'tir. Besleme suyunda bulunan askıda katı maddelerin çözünürlüğüne bağlıdır. Deniz suyunun tuzdan arındırılması sırasında yüzde kırk ila elli arasında bir geri kazanım arzu edilir. Deniz suyunun tuzdan arındırılmasının geri kazanımı, besleme suyunun ozmotik basıncına ve tuzdan arındırma işlemi sırasında uygulanan membran tiplerine bağlıdır.
Sürekli süreç
Bir membran filtrasyon sistemi genellikle sürekli bir sürece katılmak üzere tasarlanır. Besleme suyu akışı ve sızma akışı gibi işlem koşulları sürekli olduğu için sürekli bir işlem seçimi yapılabilir.
Sürekli bir sürecin şematik gösterimi
Aynı şey Reverse Osmosis sistemleri için de geçerlidir. Bunlar ayrıca, sürekli bir sızma akışı ve sabit bir sistem geri kazanımı ile sürekli bir sürece katılmak üzere tasarlanmıştır.
Su sıcaklığındaki ve besleme suyunun kirlenme derecesindeki değişimler, besleme basıncının ayarlanmasıyla telafi edilir.
Çok aşamalı sistem
Birden fazla aşamadan oluşan sistemlere çok aşamalı sistemler denir. Bu sistemler, tek öğeli kurtarma limitlerini aşmadan daha yüksek sistem kurtarmalarına ulaşabilir. %70'e varan bir geri kazanım elde etmek için besleme suyu arıtma sisteminde iki aşama uygulanmalıdır.
İki aşamalı bir sistemin şematik gösterimi
Daha yüksek geri kazanımlar için üç aşama kullanılmalıdır. Bu değerler, altı elemanlı standart basınçlı kapların kullanıldığı varsayımına dayanmaktadır. Daha kısa gemiler için kademe sayısı iki katına çıkarılmalıdır.
Sistem geri kazanımı daha yüksek olduğunda, daha fazla membran elemanı seri olarak bağlanmalıdır. Tipik bir iki aşamalı sistem, yüksek çözünmüş katı içeriğine sahip deniz suyunun tuzdan arındırılması için 2:1'lik bir aşama oranı kullanır.
Takmalı akış ve konsantre devridaimi
Tapa akış konsepti, suyun tuzdan arındırma uygulamaları için standart Ters Ozmoz sistemi tasarımıdır.
Besleme suyu, bir tıkaç akış sisteminden yalnızca bir kez geçirilir. Besleme suyunun bir kısmı, permeat üretmek için bir zardan geçer. Besleme suyunun geri kalanı tuzlardan türetilmez ve giderek daha fazla konsantre hale gelir.
Bir tıkaç akışlı sistemdeki membran elemanlarının sayısı, yeterince yüksek bir sistem geri kazanımı elde etmek için çok düşük olduğunda, konsantre devridaimi söz konusu olabilir. Devridaim sırasında konsantrenin bir kısmı, modülün besleme suyu tarafına geri yönlendirilir. Geri dönüştürülen konsantre, besleme suyuyla karışır ve bir kez daha arıtılır.
Konsantre devridaim seçeneklerine sahip bir kurulumun şematik gösterimi
Her basınçlı kaptaki öğelerin sayısı
Ters Osmoz sistemleri genellikle belirli bir sızma akışı için tasarlanır. Bu akışı elde etmek için, bir dizi membran elemanı gereklidir. Tesisata yerleştirilen membran elemanlarının sayısı, tasarlanan akışa bağlıdır. Deniz suyunun tuzdan arındırılması için sınırlayıcı faktör, maksimum besleme basıncıdır; bu 69 bar'ı aşamaz.
Tasarlanan akıya bağlı olarak, birim membran başına üretim belirlenebilir:
Üretim/eleman = akı * eleman yüzeyi
Eleman sayısı = sızma akışı / eleman başına üretim
Basınçlı kap sayısı = eleman sayısı / kap başına eleman sayısı
> Nüfuz akışı ve gerekli geri kazanım aracılığıyla, besleme suyu akışı hesaplanır:
Besleme suyu akışı = nüfuz akışı / geri kazanım
Besleme suyu basıncı
Sistem tasarımına bağlı olarak belirli bir besleme basıncı gereklidir. Akı, sistemdeki enerji kaybı ve ozmotik basınç, sistemin ihtiyaç duyduğu besleme basıncını belirler. Membran elemanları yıllar içinde kirlendikçe gerekli besleme basıncı artacaktır. Teorik olarak gerekli olan akıştan daha yüksek bir akış sağlayan bir besleme pompasının, besleme basıncını sürekli tutması gerekir. Besleme basıncını %25 artıran bir besleme pompası pratikte yeterli olacaktır.
Sistem çalıştırıldığında ilk durum kayıt altına alınır. İlgili tüm parametreler kaydedilmeli ve bir günlükte not edilmelidir. Bu verilere dayanarak, sistem devreye alındıktan sonra kurulumun performansı incelenebilir ve düzenlenebilir.
İzleme
Sistemin izlenmesi sırasında suyun akışının, basıncının ve iletkenliğinin ölçümleri yapılacaktır. Sistemin hidrolik etkinliğini kontrol etmek için, aşama başına besleme basıncının ve sızma akışının ölçülmesi gerekir. Besleme basıncı, besleme suyunun sıcaklığına bağlıdır. Besleme suyu sıcaklıkları düşük olduğunda, besleme suyu sıcaklıkları yüksek olduğunda ulaşılacak aynı geri kazanımı elde etmek için daha fazla basınç gerekir. Su sıcaklıkları dalgalandığında, başlangıç durumuyla karşılaştırmayı mümkün kılmak için süzüntü akışının normalleştirilmesi gerekir. iyonlar. Membran elemanında bir sızıntı olduğunda iletkenlik artacaktır. Bu nedenle iletkenlik ölçümleri uygulanır.
Bu ölçümler, süzüntü toplama tahliyesinde gerçekleşir. Ölçümler her bir yığın için veya mevcut tüm yığınlar için gerçekleştirilebilir.
Sistemin yeterli şekilde izlenmesi, kullanıcının sistemin ne zaman temizlenmesi gerektiğini bilmesini sağlar.
Malzeme koruması
Tuzdan arındırma tesislerinde, sistemin ayrı parçalarının korozyonu söz konusu olduğunda doğal bir ortam vardır. Bu nedenle, malzemenin korozyona karşı belirli bir dirence sahip olması gerekir. Bu, tuzlu bir atmosfere (dökülme, sızıntı) maruz kalan dış parçalar ve iç parçalar için geçerlidir. Dış sistem parçalarının korozyonu genellikle bir yüzey tabakası (boya, galvanizleme) sağlanarak ve sistemin periyodik bakımı ve sızıntıların kapatılması ile önlenebilir. basınca, vibrasyona ve değişen sıcaklıklara dayanıklı olması gerekir.
Sistemin basıncın düşük olduğu kısmında korozyonu ve kimyasal reaksiyonları önlemek için (PVC ve fiberglas sıklıkla uygulanır. Yüksek basınçlı kısımlar için (10) -70 bar), pompalar, giderler ve kapaklar gibi, aynı korumayı sağlamak için metal kullanılması gerekir.
PVC ve bazı metaller korozyona yeterince dayanamazlar. Korozyona başladıklarında membranları kirletebilirler. Korozyona karşı koruma söz konusu olduğunda bunu akılda tutmamız gerekir.
Ana malzeme yüksek basınçlı parçalar için kullanılan paslanmaz çeliktir. nless çelik, korozyona ve erozyon korozyonuna dayanıklı olmasıdır. Paslanmaz çelik nadiren galvanik korozyona uğrar.
Tesisatın boruları ve parçaları, tesisin bulunduğu şirketin taleplerine uygun olmalıdır. Tesisatın boruları ve bileşenleri genellikle aşağıdaki malzemeler kullanılarak yapılır:
Mum filtreleri ve basınçlı kap: PVC içinde >polipropilen filtre veya paslanmaz çelik kap
Pompalar: paslanmaz çelik
Düşük basınçlı borular: PVC
Yüksek basınçlı borular: paslanmaz çelik
Temizleme sistemi: PVC veya diğer kimyasal dirençli sentetik malzeme
Enerji tasarrufu
Bir tuzdan arındırma sisteminde konsantre yüksek basınç altında salınır, bu nedenle konsantre akışından enerjiyi geri kazanmak önemlidir. Bu, bir basınç eşanjörü uygulanarak yapılabilir. Membranlardan gelen konsantre akışı, enerjiyi doğrudan gelen besleme suyunun bir kısmına maksimum etkinlikle aktardığı basınç eşanjörüne yönlendirilir.
Besleme suyu akışı artık konsantre akışıyla aynı hacme sahiptir. Akışın hidrolik kayıplarını düzelten küçük bir destek pompasına yönlendirilecektir.
Yükseltilmiş besleme suyu akışı, yüksek basınç pompasından gelen besleme suyu akışına katılacaktır.
enerjinin %41'ini yüksek basınç pompası, %2'sini takviye pompası ve kalan %57'sini basınç eşanjörü verir. Basınç eşanjörü herhangi bir harici enerji kullanmaz, dolayısıyla toplam enerji tasarrufu %57 olur.
Membran sisteminde doğrudan gelen deniz suyuna basınç uygulayarak, yüksek ebadında %60 azalma -basınç pompası elde edilebilir. Bu sadece enerji tasarrufu sağlamaz; aynı zamanda yüksek basınçlı pompaların satın alma maliyetlerinden de tasarruf sağlar.
Tuzdan arındırma tesisleri
Tuzdan arındırma
Ters Ozmoz ile Tuzdan Arındırma
Tuzdan arındırma ön işlemi
Membran teknolojisi
Ölçeklendirme ve antiskalantlar
|
