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通過交換器技術在海水淡化中利用可再生和回收的熱源

作者:陳講運清潔能源

釋放能源效率:通過交換器技術在海水淡化中利用可再生和回收的熱源

近幾十年來,過度開發、污染和氣候變化導緻了全世界嚴重的水資源壓力。海水淡化可以幫助解決這個問題,但大規模的海水淡化技術是能源密集型的。Fresh Water Nature (FWN) 是一家清潔技術公司,專門從事綠水處理,采用低影響、低碳的海水淡化技術,稱為 Cool Steam。

通過交換器技術在海水淡化中利用可再生和回收的熱源

海水淡化項目廣泛使用

自 2015 年以來,舒瑞普一直為西班牙的 Fresh Water Nature 提供熱交換器和技術支援。(FWN)FWN的主要應用是一種低碳和低影響的海水淡化技術,稱為Cool Steam。

基于一次性多級低溫真空蒸餾,冷蒸汽與當今最常見的海水淡化方法(反滲透)相比具有多項優勢。首先,它每m 3 淡化水消耗大約一半的電能(以及 CO2 排放量)。它還産生比反滲透更純淨的水。然後,無需額外處理即可将這種水用于制藥行業的苛刻應用。此外,Cool Steam 通過之前的無成本稀釋來中和鹽水對海洋的影響。

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巴塞羅那營運示範工廠内部一覽

熱交換器的熱能增益

Cool Steam 所需的熱能可以從可再生能源或其他工業過程中擷取。這就是闆式換熱器技術發揮作用的地方。來自低品位熱源的熱能由舒瑞普換熱器收集和消散,以驅動冷蒸汽各個階段的水蒸發和冷凝。

在項目開始時,使用了舒瑞普B系列的緊湊型換熱器(例如B3和B25裝置),在真空條件下進行相變。随着時間的流逝,更大的熱交換器已經到位,最近還使用了Sealix®裝置 - 在處理海水時,其防腐性能非常有效。

FWN之是以選擇舒瑞普産品作為Cool Steam産品,是因為它們的品質和可靠性,具有降低營運成本的優勢。巴塞羅那海水淡化廠有一個運作示範裝置,可以通過卡車或船舶運輸到客戶的設施進行現場試驗測試。這些可移動的全自動裝置生産的淡水電導率低至 10 μS/cm,轉化率為 55%。這些裝置的最小激活點設定為僅 60 °C。 Cool Steam計劃在西班牙和印度的更多地點實施。

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冷蒸汽海水淡化如何支援綠色氫氣生産

從海水淡化到綠色氫氣

冷蒸汽海水淡化技術還可以支援具有成本效益的綠色氫氣生産。水電解可能是一種無排放的制氫方式,但它通常需要大量的水進行冷卻,以及超純水作為原料。

冷蒸汽本身可以冷卻電解槽,進而降低其營運費用。它還在額外的加工階段(電去離子)後提供超純水,進而降低了原材料成本。這導緻了水的積極過程。

電解釋放廢熱,在舒瑞普換熱器的幫助下,這些廢熱可用作海水淡化過程的輸入。将冷蒸汽海水淡化與電解相結合,意味着在整個過程中将多餘的輸出轉化為有用的輸入,使我們更接近完全循環的解決方案。

該系統已在液化天然氣再氣化廠的中試規模上成功驗證。該工廠的電解利用冷蒸汽工藝中的水,而冷蒸汽則利用電解釋放的廢熱。

通過交換器技術在海水淡化中利用可再生和回收的熱源

通過電解生産綠色氫氣的冷蒸汽中試測試

舒瑞普的作用

除了提供換熱器外,舒瑞普的伊比利亞員工還以創新的方式為客戶提供技術知識支援。正如FWN的工程師Naeria Navarro所解釋的那樣:“舒瑞普作為技術顧問在這個項目中發揮了重要作用。舒瑞普工程師 Giancarlo Soler Zabala 參與了熱交換系統的設計和選型,以及整個系統中所有元件的內建。

在電解過程中使用了三台熱交換器,用于煙囪冷卻、氧氣回收和氫氣回收。其他三種熱交換器用于海水淡化過程,用于加熱、冷卻和低溫緩沖。舒瑞普在農業、食品、化妝品和零液體排放(ZLD)工藝中的其他冷蒸汽應用中也發揮着關鍵作用。

誰是淡水自然?

淡水自然 (FWN) 的故事始于國際工程數值方法中心 (CIMNE)。CIMNE是一個研究中心,起源于加泰羅尼亞政府和巴塞羅那理工大學(也稱為加泰羅尼亞技術大學)的财團。十幾家公司已經從CIMNE中脫穎而出,成為衍生公司和初創企業,在土木工程、機器人技術、資料分析、超材料和充氣結構等不同領域工作。

FWN 成立于 2013 年,緻力于 CIMNE 開發的海水淡化和水處理技術的最後開發階段和市場轉移,彌合學術研究和商業可行應用之間的差距。

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