آب شیرین کن به روش MSF

شیرین سازی آب به روش تقطیر

در پست قبلی در خصوص مقدمه شیرین سازی آب به روش تقطیر ناگهانی صحبت کردیم، در این مقاله قصد داریم اطلاعات بیشتری از این سیستم شیرین سازی آب به روش تقطیر که از روش های شیرین سازی آب در اختیار شما قرار دهیم.

روش های شیرین سازی آب

در این سیستم آب شیرین کن ، تمام پساب باقیمانده در مرحله آخر مجددا وارد دریا می شود. این بدی معناست که در این سیستم پساب نهایی بازیافت نمی شود و مرحله اول دفع حرارت از فرآیند حذف شده است. دفع حرارت در این سیستم به دلیل اختلاف درجه حرارت آب تغذیه، پساب خروجی و بخار های نمک گیری شده اتفاق می افتد.

در این فرآیند، آب دریا در جایی به نام Brine Heater گرم می شود. به طور کلی این فرآیند از طریق کندانس شدن بخار در مجاورت تعدادی زیادی لوله که از Brine Heater می گذرد و آب دریا را گرم می کنند، صورت می گیرد.

سپس آب دریای گرم شده به درون مجرای دیگری سرازیر می شود که به آن مرحله یا Stage می گویند. در هر مرحله درجه حرارت طوری است که آب، به محض ورود شروع به جوشیدن می کند.

وارد شدن ناگهانی و بسیار سریع آب به داخل این محفظه باعث می شود به سرعت بجوشد، طوری که تقریبا حالت انفجاری پیدا می کند و مکررا تبدیل به بخار می شود. کلا درصد بسیار کمی از این آب به بخار تبدیل می شود و این مساله به فشار موجود در هر مرحله بستگی دارد، زیرا عمل جوشیدن تا مرحله سرد شدن آب تا نقطه اشباع (تأمین حرارت لازم برای تبخیر) ادامه می یابد. عمل دفعی آب به بخار هنگامی صورت می گیرد که آب شور داغ شده در محفظه ای که فشار آن پایین تر از فشار آب شور ورودی است، به حالت غلیان و انفجاری در بیاید.

تولید آب شیرین

بخار حاصله با کندانس شدن روی لوله های مبدل حرارتی که از داخل هر مرحله می گذرد، به آب شیرین تبدیل می شود. این لوله ها بوسیله آب دریایی که به سمت Brine Heater می روند، خنک می شوند.

همین مساله، از سوی دیگر، باعث داغ شدن آب دریا می شود، طوری که میزان انرژی گرمایی مورد نیاز در Brine Heater برای داغ کردن آب دریا کاهش پیدا کی کند. نکته بسیار مهم و حائز اهمیت در فرآیند تقطیر به روش MSF این است که فرآیند مذکور از خلأ پایین (Low Vacuum) در مرحله اول آغاز شده و به خلأ بالا (High Vacuum) در مرحله آخر، ختم می شود؛ این تغییر فشار در هر یک از مرحله ها، اصلی ترین نکته روش MSF است.

تقطیر آب با استفاده از ابزاری که با فشار پایین کار می کنند، روش تازه ای نیست و حداقل بیش از یک قرن است که از آن استفاده می شود. در دهه 50 قرن بیستم، یک واحد متشکل از مرحله های مختلف که در آنها به ترتیب فشار اتمسفریک کاهش پیدا می کرد، طراحی شد.

در این واحد، آب دریا از یک مرحله به مرحله دیگر می رفت و بدون افزایش دما، مرتبا جوشیده می شد. واحد MSF می تواند شامل 4 تا 40 مرحله باشد.

پیشینه این روش شیرین سازی

تاریخچه شیرین سازی آب به قرن چهارم پیش از میلاد باز می‌گردد اما ساخت تجاری واحد های MSF از دهه 50 شروع شده است و معمولا در واحد های 30000 M3/d تا 4000 (1 تا 8 mgd) ساخته می شوند. واحد های MSF معمولا با حداکثر دمای ورودی 90 تا 120 درجه سانتی گراد (194 تا 249 درجه فارنهایت) _ پس از Brine Heater _ کار می کنند.

یکی از فاکتور های که بر راندمان حرارتی واحد تأثیر می گذارد، تفاوت درجه حرارت بین Brine Heater و کندانسور تا قسمت سرد پایانی واحد است. بهره برداری از واحد MSF با درجه حرارت 120 درجه و نزدیک به آن (248 درجه فارنهایت ) طبعا راندمان واحد را افزایش می دهد، ولی از طرفی باعث افزایش ایجاد رسوبات و پوسته های زیان آور و خوردگی سطوح فلزی واحد خواهد شد.

بنابراین به منظور افزایش طول عمر بهره برداری از واحد، باید ایجاد رسوبات زیان آور را در سطوح فلزی کند یا متوقف کرد. این مهم به وسیله یک سیستم تصفیه شیمیایی که در زیر توضیح آن آورده خواهد شد، انجام می شود.