تحقیق تهیه آب شیرین از آب دریا ( ورد)
دسته بندي :
دانش آموزی و دانشجویی »
دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..DOC) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 12 صفحه
قسمتی از متن word (..DOC) :
1
تهيه آب شيرين از آب دريا
آب دريا به علت وجود املاح مختلف به مقدار زيادي عملا غير قابل استفاده مي باشد كل املاح موجود در آب دريا 35000 قسمت در يك ميليون قسمت (P.P.M) مي باشد در صورتيكه آب مصرفي شهرها نبايد بيش از P.P.M500 مواد حل شده در خود داشته باشد.
همچنين آب مورد نياز براي مصارف كشاورزي و آبياري با در نظر گرفتن نوع و شرايط زمين مي تواند تا حدود 200 (P.P.M) مواد محلول در خود داشته باشد بنابراين براي آنكه آب دريا قابل مصرف باشد بايد عمل شيرين كردن يا نمك زدايي در مورد آن انجام گيرد. املاح موجود در آب دريا را بوسيله روشهاي مختلف فيزيكي يا شيميايي از آن جدا مي كنند. مهمترين روشها در جدول زير قرار دارند.
جدول روشهاي تهيه آب شيرين از آب دريا
روش
ماده جدا شونده
فاز متصل شوند
تقطير
آب
بخار
انجماد
آب
يخ (جامد)
اسمز معكوس
آب
مايع
اكترودياليز
نمك
مايع
نظر به اينكه در سالهاي اخير نياز بشر به آب شيرين افزايش داشته و از آنجا كه در اثر پيشرفت تكنولوژي ، تهيه آب شيرين از آب دريا از نظر اقتصادي مقرون به صرفه گرديده است. امروزه واحدهاي تهيه آب شيرين از آب درياها ، ظرفيت توليد روزانه 40 ميليون ليتر مي باشد.
1-تقطير
قديمي ترين و معمولي ترين روش نمك زدايي از آب دريا روش تقطير مي باشد كه در حال حاضر نياز بسياري از واحدها از همين روش استفاده مي كنند.
در ابتدا اين عمل بسيار ساده انجام مي گرفته است. در يك مرحله آب دريا را بر اثر حرارت تبخير نموده و بخار حاصل را در محفظه اي به مايع تبديل (كندانس) مي كنند.
3
چون دراثر تبخير فقط آب بخارشده و املاح موجود در آن تبخير نمي شوند ، كوششهاي فراوان و پيشرفتهاي حاصل درزمينة افزايش راندمان و بازايافت انرژي باعث گرديده كه روش چند مرحله اي جايگزين روش يك مرحله اي فوق گردد .
1-1 – تبخير چند مرحله اي :
اساس اين روش باز ايابي انرژي حرارتي حاصل از تبديل بخار آب تبخير شده به مايع و رسانيدن مايه به درجه حرارت محيط درجهت گرم كردن آب نمك اوليه ورودي به تبخير كننده مي باشد .
آب دريا بعد از كنترل املاح موجود درآن ابتدا درقسمت هوازدايي هواي حل شده درخود را از دست مي دهد . سپس به منظور تأمين غلظت مطلوب املاح ، آنرا با آب نمگ برگشتي از قسمت بازيابي حرارت با نسبت مشخصي مخلوط ميكنند ، محلول حاصل از داخل لوله هايي كه بطور افقي درقسمت بالايي محفظه هايي قرار داده شده اند بوسيلة پمپ عبور داده مي شود .
هرمحفظه بوسيله تيغه هاي عمودي با اتاقكهاي كوچكتري تقسيم شده است آب نمك درحين عبور از لوله ها درهر مرحله نسبت به مرحلة قبلي گرمتر مي شود ولي چون آب نمك درون لوله ها تحت فشار قرار دارد درلوله ها بجوش نمي آيد .
درانتها آب نمك كه تا حد زيادي گرم شده است در يك مبدل حرارتي با استفاده از بخار داغ به درجه حرارت بالاتري رسانيده مي شود .
بعد ازاين مرحله آب دريا كه تحت فشار و درجه حرارت بالايي مي باشد به قسمت تحتاني محفظه اول كه درزير لوله هاي افقي قرار دارد وارد مي شود به علت كم بودن فشار دراين محفظه و حجم نسبتاً بالاي آن آب دريا درموقع و ورود به محفظه انبساط شديد پيدا كرده و چون درجه حرارت آن بالاست مقداري ازآن تبخير مي شود . بخارات حاصل دربرخورد با لوله هاي افقي گرماي نهان تبخير خود رابه لوله ها مي دهند و خود مايع مي شوند .
مايع حاصل درظرفي كه زير لوله ها قرار دارد جمع شده و به خارج فرستاده مي شود . اين عمل درهر محفظه كه نسبت به محفظه قبل بطور سري قرار دارد انجام مي گيرد درآب شيرين حاصل درهر محفظه با محفظه قبلي دراثر عبور بخار داغ كه از يك ديگ بخار تأمين مي شود درمرحله اول آب نمك تبخير مي كنند . بخار داغ كه دراين مرحله به مايع تبديل ميشود به مخزن آب ديگ بخار برمي گردد . بخار حاصل ازآب نمك درمرحله اول به مرحله دوم فرستاده مي شود . بخار حاصل از مرحله از مرحله اول به خارج لوله هاي عمودي حاوي آب نمك درمرحله دوم برخورد كرده و چون آب نمك لوله فشار كمتري مي باشد باعث تبخير آب نمك درهمين ترتيب درمراحل بعد بخار هر مرحله باعث تبخير مايع مرحله بعد مي شود . و شرايط انجام اين عمل اين است كه فشار هرمرحله كمتر از مرحله قبلي باشد . مجموعه بخارائي كه درمرحله دوم و سوم و
3
….. بدست مي آيند مجموعاً آب شيرين توليدي را تشكيل مي دهند درانتهاي عنل آب نمك تغليظ شده را به دريا برميگردانند .
3-1- تقطير با بخار تحت فشار :
دراين روش ابتدا آب دريا را وارد تبخير كننده با لوله هاي عمودي نمي كنند آب دريا درداخل لوله ها فرستاده مي شود و با بخار داغ كه به خارج لوله ها فرستاده شده است گرم تبخير مي شود . بعد از تبخير درابتداي محل ، با بخارات حاصل ازآب دريا را با استفاده از يك كمپرسور به فشار بالاتري مي برند . ازآنجا كه براثر فشار بخار يك مايع درجه حرارت اشباع آن بالا رفته و گرماي نهان تبخير آن كاهش مي يابد مي توان ازبخارات تحت فشار به منظور تبخير آب نمك استفاده نمود .
بعد از راه اندازي دستگاه كه بوسيله بخار داغ حاصل از ديگ بخار انجام مي گيرد . جريان بخار داغ را قطع كرده و بجاي آن از بخارات تحت فشار آب دريا به منظور تبخير آن استفاده مي كنند شماي عمل درشكل (6) نشان داده شده است . آب نمك تغليظ شده درانتها به دريا فرستاده مي شود .
2-انجماد
نظر به اينكه آبهاي حاوي املاح مختلف دراثر انجماد توليد يخ مي كنند كه تقريباً عاري از نمك مي باشد از روش انجماد نيز مي توان براي تهيه آب شيرين ازآب دريا استفاده نمود . از ذوب يخهاي حاصل را از آب نمك ورودي به سيستم تأمين مي كنند تا درمصرف انرژي صرفه جويي شود . با استفاده ازاين روش واحدهاي توليد آب شيرين با ظرفيت 50000 گالن درروز ساخته شده اند .
5
روش انجماد نسبت به روش تبخير برتريهاي زير را دارد :
الف – گرماي نهان ذوب حدود ---- گرماي نهان تبخير مي باشد .
ب- خورندگي آب دريا درنقطه انجماد بسيار كمتر از خورندگي آن درنقطه جوش مي باشد .
ج- درروش انجماد رسوب املاح درقسمتهاي مختلف تقريباً وجود ندارد .
درصورتيكه درروش تبخير مسئله رسوبگذاري امري اجتناب ناپذير است .
د- عمل انجام دردرجه حرارتي نزديك به درجه حرارت محيط انجام مي گيرد تا عمل تبخير .
ه – سطح مورد نياز براي انتقال حرارت درعمل انجماد نسبت به عمل تبخير بسيار كم مي باشد و درروشهاي انجماد به طريق تماس مستقيم سطح انتقال حرارت وجود ندارد .
اشكالات روش انجماد نسبت به روش تبخير عبارتند از :
الف – زمان لازم براي انجماد از زمان لازم براي تبخير درشرايط معمولي به مراتب بيشتر است .
ب- و عمل جداسازي آب شيرين درروش انجماد مشكلتر از روش تبخير است . (انتقال بخارساده است ) .
ج – انتقال كريستالهاي يخ مشكلتر از انتقال مايع درروش تبخير است .
د- ازآنجا كه فشار تأثر مهمي برسيستمهاي مايع - جامد ندارد و عمل انجماد در درجه حرارت ثابتي انجام مي گيرد نروش انجماد عملاً چند له اي نمي تواند باشد . بنابراين بازيابي انرژي به نحو مطلوب انجام نمي گيرد .
شكل (7) روش انجماد به طريقة مستقيم را نشان مي دهد . دراين روش آب بوسيله تبخير بوتان نرمال كه درتماس مستقيم با آب است منجمد مي شود و ذرات ريز بلور يخ توليد مي شود . حلاليت بوتان نرمال درآب بسيار ناچيز است كريستالها ريز يخ ، علت سبكي درسطح آب جمع مي شوند و ازآنجا بوسيله پمپ مخصوصي به اتاقك ذوب كننده پاششي فرستاده مي شوند . در اين اتاقك آب شيرين و بوتان نرمال دو لايه مجزا تشكيل ميدهند كه لايه سبكتر بوتان نرمال مي باشد و آنرا دوباره به سيستم برمي گردانند و لايه سنگين ترآب شيرين است . همانطور كه درشكل نشان داده شده است آب نمك و آب شيرين خروجي از سيستم چون دردرجه حرارت پائيني قرار دارند دريك مبدل حرارتي آب نمك ورودي را خنك مي كنند تا به اين وسيله درمصرف انرژي صرفه جويي شود .