Desalinizare

Desalinizarea este procesul de îndepărtare a fracției saline din apele care conțin sare , în general din apele marine , pentru a obține apă cu un conținut redus de soluție salină; apa este apoi adesea folosită pentru uz alimentar, dar și pentru uz industrial, ca apă de răcire.

Echipamentul folosit se numește aparat de apă . De asemenea, este denumit în mod necorespunzător distilator de apă , poate pentru că în trecut toți desalinizatorii erau de tip evaporativ și, prin urmare, aminteau profanului de coloanele de distilare ; în realitate, tipul de separare nu este și nu a fost niciodată o formă de distilare .

Apa potabilă nu trebuie să fie lipsită de săruri: atât din motive de sănătate, cât și pentru că se recomandă adăugarea anumitor săruri (cu toate acestea, aceasta este o practică în general efectuată în aval de desalinizator în sine, pentru a permite adăugarea sărurilor corecte) și de ce apa complet deionizată ar fi complet insipidă, nu gustabilă. Prin urmare, o cantitate mică de antrenare salină este lăsată în apa tratată, de ordinul a 25-50 mg / l ^[1] .

Fabrica de desalinizare din Emiratele Arabe Unite .

Tipuri de apă

Tehnicile de desalinizare se referă la trei tipuri de plante:

desalinizare evaporativă
desalinizare prin permeabilitate
desalinizare prin schimb ionic.

Desalinizatori evaporativi

Același subiect în detaliu: evaporator și distilator alimentat cu energie solară .

Desalinizarea prin evaporare se realizează prin evaporarea apei, care este recuperată prin condensare și se obține de obicei o respingere a salinității mai mare a apei de alimentare salmatică. În unele cazuri, partea solidă (în esență clorură de sodiu) este recuperată sub formă cristalină, după evaporarea totală a părții lichide.

În general, tipul evaporativ este utilizat pentru producții mari de apă desalinizată, de ordinul a 100.000 m ³ / h și de calitate a băuturii sau comparabile cu aceasta.

Au nevoie de o sursă de căldură, deoarece trebuie să transforme energia primită în căldură latentă de vaporizare . Acestea funcționează la temperaturi relativ ridicate (între 40 și 200 ° C) și, prin urmare, trebuie, cel puțin în unele părți, să fie construite în materiale speciale, cum ar fi oțelurile austeno-feritice , aliajele Cu - Ni sau aliajele de titan , datorită alcalinei coroziune datorată clorurii de sodiu.

Acestea sunt în esență de trei tipuri:

efect multiplu
multiflash
la recompresie.

Watermakers cu efect multiplu

Watermaker cu efect multiplu

Există un aport de fluid termic S (aproape întotdeauna vapori de apă ), care eliberează căldura și este recuperat ca (în cazul aburului) condensat C. Căldura este transferată în apa de alimentare ( F ) în prima cameră de evaporare EC prin intermediul unui schimbător HE . Fracția apoasă se evaporă, iar vaporii trec la schimbătorul HE al camerei CE următoare (figura); vaporii din prima cameră sunt condensați în schimbătorul celei de-a doua, iar condensul constituie (o parte din) apa desalinizată W. Procesul se repetă de 5 ori (figura). Vaporii separați în ultima cameră EC sunt condensați într-un schimbător VC , de obicei răcit cu apă de mare; această condensare se adaugă la apa tratată. Lichidul conținut în ultima cameră EC, acum prea salină pentru a fi tratat în mod util, constituie respingerea R.

Numărul de efecte este, în mod normal, mult mai mare decât cele 5 prezentate în figura 1. În sistemele mari este destul de obișnuit să se obțină 15 efecte.

Desalinizatori multiflash

Watermaker multiflash

Încălzirea are loc într-o singură soluție în schimbătorul E în afara evaporatorului propriu-zis și implică apa brută care alimentează sistemul. O altă recuperare a căldurii are loc în condensatoarele C , dispuse câte unul pentru fiecare secțiune de evaporare V (succesiunea dintre schimbător și condensatoare poate fi inversată). Fiecare cameră V este menținută la o presiune de lucru definită, care scade odată cu temperatura apei brute. Evaporarea apei este astfel obținută în fiecare cameră, iar condensul este colectat ca apă tratată. Respingerea constă în apă de mare cu o concentrație mare de sare (5% sau mai mult). Aici nu vorbim despre efecte ci despre etape. Numărul de etape posibile este, de asemenea, aici mai mare decât cele 5 reprezentate. De asemenea, este posibil să utilizați un număr mai mare decât în efecte multiple și uneori poate ajunge la numărul de 20 de etape.

Desalinizatori de recompresie

Apă de recompresie

Vaporii separați în camera de evaporare EC sunt aduși la o presiune mai mare de către compresorul K , acționat de motorul M (de obicei electric , dar poate fi de exemplu o turbină ). Datorită creșterii presiunii, temperatura de condensare a vaporilor crește, ceea ce se poate condensa în schimbătorul HE . Există desalinizatoare cu efect dublu și chiar triplu de acest tip, în care vaporii ultimului efect, după comprimare, sunt trimise la primul, dublând (sau triplând) randamentul în apa tratată.

Desalinizatori de permeație

Același subiect în detaliu: osmoza inversă .

Desalinizarea prin permeație se obține prin separarea pe membrane semipermeabile. Caracteristicile apei și ale respingerii sunt similare cu tipul anterior; cu toate acestea, nu este posibil să se realizeze recuperarea totală a părții apoase, deoarece membranele prin osmoză inversă nu permit tratarea fazelor solide, dacă nu prin asigurarea unei secțiuni evaporative. Un caz special este desalinizarea prin electrodializă .

Tipul de osmoză inversă este utilizat pentru producții mici până la mari pentru ordine de mărime de la 1 la 10 000 m ³ / h și pentru o calitate similară cu desalinizarea prin evaporare.

Desalinizarea prin schimb de ioni

Același subiect în detaliu: Schimb de ioni și rășină de schimb de ioni .

Desalinizarea prin schimb de ioni se obține prin îndepărtarea ionilor Na ⁺ și Cl ^- pe rășini, respectiv în ciclurile H ⁺ și OH ^- (acest lucru se aplică în mod evident tuturor ionilor prezenți). Apa puternic desalinizată se obține într-o singură trecere; respingerea în acest caz este constituită din reziduurile regenerării rășinilor .

Tipul de schimb ionic este utilizat pentru debituri mici și foarte mici, de ordinul 1 m ³ / h maxim, sau pentru a obține purități foarte mari ale apei produse.

Sisteme combinate

Implanturile pot fi evident combinate; este o tendință actuală de a instala un sistem relativ simplu de osmoză inversă în serie, urmat de unul evaporat cu scopul de a recupera apa suplimentară; o parte din apa produsă ar putea fi purificată în continuare prin demineralizare cu schimb de ioni , de exemplu pentru a fi utilizată pentru alimentarea unui cazan .

Notă

^ Argyris Panagopoulos, Katherine-Joanne Haralambous și Maria Loizidou, Metode de eliminare a saramurii de desalinizare și tehnologii de tratament - O recenzie , în Știința mediului total , vol. 693, 25 noiembrie 2019, p. 133545, DOI :10.1016 / j.scitotenv.2019.07.351 . Adus la 26 octombrie 2019 .

Bibliografie

( EN ) Giorgio Micale, Andrea Cipollina, Lucio Rizzuti, Desalinizarea apei de mare: Procese convenționale și de energie regenerabilă , Springer, 2009, ISBN 3-642-01149-7 .

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre desalinizare

linkuri externe

( EN ) Desalinizare , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Controlul autorității	Thesaurus BNCF 19705 · LCCN (EN) sh85116768 · GND (DE) 4038339-8 · BNF (FR) cb12043206m (data) · NDL (EN, JA) 00.562.013

Portalul chimiei

Portal de inginerie

[1] Argyris Panagopoulos, Katherine-Joanne Haralambous și Maria Loizidou, Metode de eliminare a saramurii de desalinizare și tehnologii de tratament - O recenzie , în Știința mediului total , vol. 693, 25 noiembrie 2019, p. 133545, DOI :10.1016 / j.scitotenv.2019.07.351 . Adus la 26 octombrie 2019 .

[1]