تحقیق تهیه آب شیرین از آب دریا ( ورد)
تحقیق تهیه آب شیرین از آب دریا ( ورد)
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..DOC) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : ۱۲ صفحه
قسمتی از متن word (..DOC) :
۱
تهیه آب شیرین از آب دریا
آب دریا به علت وجود املاح مختلف به مقدار زیادی عملا غیر قابل استفاده می باشد کل املاح موجود در آب دریا ۳۵۰۰۰ قسمت در یک میلیون قسمت (P.P.M) می باشد در صورتیکه آب مصرفی شهرها نباید بیش از P.P.M500 مواد حل شده در خود داشته باشد.
همچنین آب مورد نیاز برای مصارف کشاورزی و آبیاری با در نظر گرفتن نوع و شرایط زمین می تواند تا حدود ۲۰۰ (P.P.M) مواد محلول در خود داشته باشد بنابراین برای آنکه آب دریا قابل مصرف باشد باید عمل شیرین کردن یا نمک زدایی در مورد آن انجام گیرد. املاح موجود در آب دریا را بوسیله روشهای مختلف فیزیکی یا شیمیایی از آن جدا می کنند. مهمترین روشها در جدول زیر قرار دارند.
جدول روشهای تهیه آب شیرین از آب دریا
روش
ماده جدا شونده
فاز متصل شوند
تقطیر
آب
بخار
انجماد
آب
یخ (جامد)
اسمز معکوس
آب
مایع
اکترودیالیز
نمک
مایع
نظر به اینکه در سالهای اخیر نیاز بشر به آب شیرین افزایش داشته و از آنجا که در اثر پیشرفت تکنولوژی ، تهیه آب شیرین از آب دریا از نظر اقتصادی مقرون به صرفه گردیده است. امروزه واحدهای تهیه آب شیرین از آب دریاها ، ظرفیت تولید روزانه ۴۰ میلیون لیتر می باشد.
۱-تقطیر
قدیمی ترین و معمولی ترین روش نمک زدایی از آب دریا روش تقطیر می باشد که در حال حاضر نیاز بسیاری از واحدها از همین روش استفاده می کنند.
در ابتدا این عمل بسیار ساده انجام می گرفته است. در یک مرحله آب دریا را بر اثر حرارت تبخیر نموده و بخار حاصل را در محفظه ای به مایع تبدیل (کندانس) می کنند.
۳
چون دراثر تبخیر فقط آب بخارشده و املاح موجود در آن تبخیر نمی شوند ، کوششهای فراوان و پیشرفتهای حاصل درزمینه افزایش راندمان و بازایافت انرژی باعث گردیده که روش چند مرحله ای جایگزین روش یک مرحله ای فوق گردد .
۱-۱ – تبخیر چند مرحله ای :
اساس این روش باز ایابی انرژی حرارتی حاصل از تبدیل بخار آب تبخیر شده به مایع و رسانیدن مایه به درجه حرارت محیط درجهت گرم کردن آب نمک اولیه ورودی به تبخیر کننده می باشد .
آب دریا بعد از کنترل املاح موجود درآن ابتدا درقسمت هوازدایی هوای حل شده درخود را از دست می دهد . سپس به منظور تأمین غلظت مطلوب املاح ، آنرا با آب نمگ برگشتی از قسمت بازیابی حرارت با نسبت مشخصی مخلوط میکنند ، محلول حاصل از داخل لوله هایی که بطور افقی درقسمت بالایی محفظه هایی قرار داده شده اند بوسیله پمپ عبور داده می شود .
هرمحفظه بوسیله تیغه های عمودی با اتاقکهای کوچکتری تقسیم شده است آب نمک درحین عبور از لوله ها درهر مرحله نسبت به مرحله قبلی گرمتر می شود ولی چون آب نمک درون لوله ها تحت فشار قرار دارد درلوله ها بجوش نمی آید .
درانتها آب نمک که تا حد زیادی گرم شده است در یک مبدل حرارتی با استفاده از بخار داغ به درجه حرارت بالاتری رسانیده می شود .
بعد ازاین مرحله آب دریا که تحت فشار و درجه حرارت بالایی می باشد به قسمت تحتانی محفظه اول که درزیر لوله های افقی قرار دارد وارد می شود به علت کم بودن فشار دراین محفظه و حجم نسبتاً بالای آن آب دریا درموقع و ورود به محفظه انبساط شدید پیدا کرده و چون درجه حرارت آن بالاست مقداری ازآن تبخیر می شود . بخارات حاصل دربرخورد با لوله های افقی گرمای نهان تبخیر خود رابه لوله ها می دهند و خود مایع می شوند .
مایع حاصل درظرفی که زیر لوله ها قرار دارد جمع شده و به خارج فرستاده می شود . این عمل درهر محفظه که نسبت به محفظه قبل بطور سری قرار دارد انجام می گیرد درآب شیرین حاصل درهر محفظه با محفظه قبلی دراثر عبور بخار داغ که از یک دیگ بخار تأمین می شود درمرحله اول آب نمک تبخیر می کنند . بخار داغ که دراین مرحله به مایع تبدیل میشود به مخزن آب دیگ بخار برمی گردد . بخار حاصل ازآب نمک درمرحله اول به مرحله دوم فرستاده می شود . بخار حاصل از مرحله از مرحله اول به خارج لوله های عمودی حاوی آب نمک درمرحله دوم برخورد کرده و چون آب نمک لوله فشار کمتری می باشد باعث تبخیر آب نمک درهمین ترتیب درمراحل بعد بخار هر مرحله باعث تبخیر مایع مرحله بعد می شود . و شرایط انجام این عمل این است که فشار هرمرحله کمتر از مرحله قبلی باشد . مجموعه بخارائی که درمرحله دوم و سوم و
۳
….. بدست می آیند مجموعاً آب شیرین تولیدی را تشکیل می دهند درانتهای عنل آب نمک تغلیظ شده را به دریا برمیگردانند .
۳-۱- تقطیر با بخار تحت فشار :
دراین روش ابتدا آب دریا را وارد تبخیر کننده با لوله های عمودی نمی کنند آب دریا درداخل لوله ها فرستاده می شود و با بخار داغ که به خارج لوله ها فرستاده شده است گرم تبخیر می شود . بعد از تبخیر درابتدای محل ، با بخارات حاصل ازآب دریا را با استفاده از یک کمپرسور به فشار بالاتری می برند . ازآنجا که براثر فشار بخار یک مایع درجه حرارت اشباع آن بالا رفته و گرمای نهان تبخیر آن کاهش می یابد می توان ازبخارات تحت فشار به منظور تبخیر آب نمک استفاده نمود .
بعد از راه اندازی دستگاه که بوسیله بخار داغ حاصل از دیگ بخار انجام می گیرد . جریان بخار داغ را قطع کرده و بجای آن از بخارات تحت فشار آب دریا به منظور تبخیر آن استفاده می کنند شمای عمل درشکل (۶) نشان داده شده است . آب نمک تغلیظ شده درانتها به دریا فرستاده می شود .
۲-انجماد
نظر به اینکه آبهای حاوی املاح مختلف دراثر انجماد تولید یخ می کنند که تقریباً عاری از نمک می باشد از روش انجماد نیز می توان برای تهیه آب شیرین ازآب دریا استفاده نمود . از ذوب یخهای حاصل را از آب نمک ورودی به سیستم تأمین می کنند تا درمصرف انرژی صرفه جویی شود . با استفاده ازاین روش واحدهای تولید آب شیرین با ظرفیت ۵۰۰۰۰ گالن درروز ساخته شده اند .
۵
روش انجماد نسبت به روش تبخیر برتریهای زیر را دارد :
الف – گرمای نهان ذوب حدود —- گرمای نهان تبخیر می باشد .
ب- خورندگی آب دریا درنقطه انجماد بسیار کمتر از خورندگی آن درنقطه جوش می باشد .
ج- درروش انجماد رسوب املاح درقسمتهای مختلف تقریباً وجود ندارد .
درصورتیکه درروش تبخیر مسئله رسوبگذاری امری اجتناب ناپذیر است .
د- عمل انجام دردرجه حرارتی نزدیک به درجه حرارت محیط انجام می گیرد تا عمل تبخیر .
ه – سطح مورد نیاز برای انتقال حرارت درعمل انجماد نسبت به عمل تبخیر بسیار کم می باشد و درروشهای انجماد به طریق تماس مستقیم سطح انتقال حرارت وجود ندارد .
اشکالات روش انجماد نسبت به روش تبخیر عبارتند از :
الف – زمان لازم برای انجماد از زمان لازم برای تبخیر درشرایط معمولی به مراتب بیشتر است .
ب- و عمل جداسازی آب شیرین درروش انجماد مشکلتر از روش تبخیر است . (انتقال بخارساده است ) .
ج – انتقال کریستالهای یخ مشکلتر از انتقال مایع درروش تبخیر است .
د- ازآنجا که فشار تأثر مهمی برسیستمهای مایع – جامد ندارد و عمل انجماد در درجه حرارت ثابتی انجام می گیرد نروش انجماد عملاً چند له ای نمی تواند باشد . بنابراین بازیابی انرژی به نحو مطلوب انجام نمی گیرد .
شکل (۷) روش انجماد به طریقه مستقیم را نشان می دهد . دراین روش آب بوسیله تبخیر بوتان نرمال که درتماس مستقیم با آب است منجمد می شود و ذرات ریز بلور یخ تولید می شود . حلالیت بوتان نرمال درآب بسیار ناچیز است کریستالها ریز یخ ، علت سبکی درسطح آب جمع می شوند و ازآنجا بوسیله پمپ مخصوصی به اتاقک ذوب کننده پاششی فرستاده می شوند . در این اتاقک آب شیرین و بوتان نرمال دو لایه مجزا تشکیل میدهند که لایه سبکتر بوتان نرمال می باشد و آنرا دوباره به سیستم برمی گردانند و لایه سنگین ترآب شیرین است . همانطور که درشکل نشان داده شده است آب نمک و آب شیرین خروجی از سیستم چون دردرجه حرارت پائینی قرار دارند دریک مبدل حرارتی آب نمک ورودی را خنک می کنند تا به این وسیله درمصرف انرژی صرفه جویی شود .
