تهیه آب شیرین با بهره گیری از حرارت تلف شده نیروگاه ها و آب شور

تولید آب شیرین از آب نمک می تواند مسئله کمبود آب جهان را حل نماید. طبق اعلامیه خبری مورخ ۱۶ دسامبر منتشر شده از سوی دانشگاه فلوریدا، محققین به فن آوری ای دست یافته اند که می تواند ازتلفات حرارتی نیروگاه های برق به عنوان منبع اصلی انرژی بهره گیری کند؛ پیشرفتی که موجب کاهش هزینه های نمک زدایی در برخی از نقاط جهان می شود.در حال حاضر، تعداد ۱۰۳۵۰ کارخانه در دنیا وجود دارد که روزانه بیش از ۳/۸ بیلیون گالن آب شرب برای جمعیت درحال رشد تولید می نمایند. این کارخانجات برای تبدیل آب شور به شیرین در پی روش های مقرون به صرفه و ارزان تری می باشند. "جمیز کلاسنر" و "رنوی می " از اساتید دانشگاه فلوریدای آمریکا به تکنولوژی جدیدی دست یافته اند که یک گام جلوتر از این اندیشه نوین می باشد.بنا به نظر این دو استاد، نیروگاه های برق در مرحله سردسازی و کارخانه های نمک زدایی به ترتیب به آب و گرما نیاز دارند. حال این سوال پیش می آید که چرا نیاز این دو سیستم با هم دریک جا تلفیق نشود؟ آنها بر این عقیده اند که با این روش هزینه ی تولید آب معادل یک ششم کارآمدترین سیستم ها ی فعلی است ." بارباراکارنی " مدیر پروژه نمک زدایی در لابراتوار ملی فن آوری انرژی و دستیار بخش انرژی ایالات متحده در شهر مورگان واشنگتن می گوید:" از آن جایی که آب برای تولید برق بسیار ضروری است، با استفاده از این روش نیروگاه های برق به جای آن که صرفاٌ استفاده کننده آب باشند، می توانندتولید کننده آن نیز باشند. "در حال حاضر ، کارخانه های نمک زدایی به ویژه آن هایی که در خاور میانه مستقر هستند، برای تبدیل آب شور به آب شیرین از دو روش تقطیر و اسمز معکوس استفاده می کنند .
در روش تقطیر، آب نمک جوشانده و تبخیرشده و بخار آن تقطیر می شود تا آب شیرین به دست آید. در این روش برای تبخیر آب به منظور تهیه آب شیرین به انرژی زیادی نیاز است .
در&#۶۱۴۷۲;روش اسمز معکوس، پمپ های فشار قوی ، آب نمک را از درون فیلترهای ریز عبور می دهند. این فیلترها در واقع غشاهایی (ممبرین هایی) هستند که تنها به آب اجازه&#۶۱۴۷۲;عبور داده و آلاینده ها را جدا می نماید. در این روش هر چند که انرژی کمتری مصرف می شود،&#۶۱۴۷۲;مشکلاتی نظیر انباشت مواد معدنی و انسداد فیلترها نیز وجود دارد. تهیه آب با استفاده از دو روش مذکور ، مقرون به صرفه نمی باشد و انرژی زیادی مصرف می گردد مگر در مناطقی مانند عربستان سعودی که منابع آب در دسترس اندک بوده و انرژی ارزان بدست می آید.&#۶۱۴۷۲;ولی در روش جدید " کلاسنر و رنه می " که روش نمک زدایی پراکنش"۱ (DDD) نامیده می شود از گرمای تلف شده نیروگاه های برق الکتریکی استفاده می گردد. در این روش ،آب شور توسط پمپ هایی از درون گرمکنی عبور داده شده و به بالاترین نقطه برج پراکنش پاشیده می شود. سپس پمپ های دیگری هوای گرم و خشک را از پایین برج به سمت بالا و در خلاف جهت جریان آب پمپاژ می کنند. با برخورد آب در حال ریزش با هوای گرم، تبخیر صورت می گیرد و پمپ هایی ، هوای اشباع شده را به داخل دستگاه تقطیر رانده و در نهایت آب شیرین به دست می آید.
" جیمز کلاسنر" پروفسور مهندسی مکانیک و هوا فضا در دانشگاه فلوریدا بر این باور است که این سیستم می تواند با بهره گیری از انرژی گرمایی، آب خروجی سیستم خنک کننده نیروگاه ها را گرم کرده و انرژی تلف شده را برای استفاده مهیا سازد.نیروگاه های حرارتی حدود ۳۹% آب مصرفی در آمریکا را استفاده می کنند. برای تولید هر کیلووات ساعت الکتریسته حدود ۲۵ گالن آب مورد نیاز است . بنابراین مردم آمریکا به هنگام استفاده از چراغ های برق و وسایل برقی به همان اندازه ی دوش گرفتن یا باغچه آب دادن ، آب مصرف می کنند.
" کلاسنر " و " می " بر این نظرند که نخستین نمونه کارخانه DDD که تقریبا روزانه ۵۰۰ گالن آب شیرین تولید می کند، با بهره گیری از گرمای تلف شده حاصل از یک نیروگاه با میانگین ۱۰۰ مگاوات ، می تواند ۵/۱ میلیون گالن آب شیرین در روز تولید کند، به طوری که هزینه ۱۰۰۰ گالن آن حدود ۲دلار و ۵۰ سنت است، در حالی که این مقدار در روش تقطیر حدود ۱۰ دلار و در روش اسمز معکوس ۳ دلار می باشد.اگرچه ایجاد کارخانجات DDD برای تولید بیش از ۵ میلیون گالن آب شیرین ظاهرا امری منطقی است اما کلاسنر بر این باور است که طبق مطالعات و تحقیقات بازاریابی ، کار کردن با تسهیلات کمتر برای ورود به بازار ، با موانع کمتری مواجه می شود. وی برآورد می کند که هزینه ساخت تولید تاًسیساتی که بتواند ۱ میلیون گالن آب در روز تولید کند در حدود ۲ میلیون دلار خواهد بود.نیروگاه ها می توانند کارخانجات DDD را در کنار ایستگاه های برق خود بنا نمایند و از گرمای تلف شده آن برای تولید آب شیرین بهره گیرند. وی می افزاید : صنایع دیگری نیز که گرمای اتلافی تولید کرده و مقدار زیادی آب شیرین استفاده می کنند مانند تصفیه خانه ها ، کارخانه های تولید کاغذ و خمیر کاغذ ، کارخانه های تولید مواد شیمیایی و مواد غذایی ، می توانند بدین صورت عمل نمایند. " جیمز کلاسنر " می گوید: " برای جذب حداکثر گرما از آب خنک کننده ، ضروری است که این تاًسیسات در طراحی و ساخت نیروگاه لحاظ شود. در واقع این نیروگاهها می توانند آب شیرین تولیدی خود را به فروش رسانده و بدین ترتیب از سرمایه گذاری انجام شده سود ببرند. "کلاسنر بر این عقیده است که برای استفاده از انرژی خورشیدی یا دیگر اشکال انرژی، باید کارخانه های کوچکتری که در شهرهای کوچک و روستاها بسیار مفید واقع می شوند احداث نمود. دانشگاه فلوریدا برای ثبت حقوق این فن آوری جدید اقدام کرده که بودجه تحقیقات کلاسنر از طریق یک کمک ۲۰۰.۰۰۰ دلاری از سوی وزارت انرژی ایالات متحده تامین شده است.
۱- Diffusion-Driven Desalination
_________________________________________________________
منبع : www.usatoday.com/tech/news/۲۰۰۵-۰۲-۰۳
برگرفته از روزنامه : Christian Science Monitor
عنوان مقاله :Salt water and waste heat equal drinking water
نویسنده : John K.Borchardt
مترجم : فاطمه حیران

منبع : پایگاه اطلاع رسانی وزارت نیرو