تحلیل یک سامانه تولید همزمان توان و آب شیرین در کشتی با استفاده از تکنولوژی هایSCO۲ و MSF-RO از منظر انرژی، اگزرژی و اگزرژواقتصادی

امروزه اقدام جهت توسعه پایدار در صنایع دریایی از اهداف هر کشوری است. کاهش اثرات زیست محیطی در کشتی ها به کمک بازیابی حرارت اتلافی و تولید آب شیرین می تواند از جمله این اقدامات در صنعت کشتی رانی باشد. حال سوال این است که چه سامانه انرژی برای تولید همزمان توان و آب شیرین در کشتی مناسب است؟ و اینکه این سامانه طراحی شده چه عملکردی دارد؟ در پژوهش حاضر با انتخاب زیر سامانه های مناسب و بررسی عملکرد آن ها در تعامل با یکدیگر به پاسخ این پرسش ها خواهیم پرداخت. با بازیابی حرارت اتلافی موتور کشتی در چرخه کربن دی اکسید فوق بحرانی با ریکوپراتور به تولید توان پرداخته خواهد شد که منجر به کاهش مصرف سوخت می گردد. در ادامه با استفاده ترکیبی از دو سامانه انبساط ناگهانی چند مرحله ای یکبارگذر و اسمز معکوس به تولید آب شیرین مورد نیاز کشتی پرداخته می شود. کد نویسی در محیط MATLAB و شبیه سازی در نرم افزار Thermoflow از ابزار های تحلیلی در این پژوهش هستند. سامانه پیشنهادی از نقطه نظر های انرژی، اگزرژی واگزرژواقتصادی مورد بحث قرار می گیرد و در نهایت تحلیل حساسیت صورت می پذیرد. نتایج نشان می دهد سامانه پیشنهادی سامانه پیشنهادی قابلیت تولید kg/s ۱.۰۹ آب شیرین دارد که ۶۶% آن سهم واحد نمک زدایی حرارتی است. در این سامانه پیشنهادی راندمان انرژی و اگزرژی تولید همزمانی به ترتیب ۷۴.۵% و ۴۲.۴۳% است. نرخ تخریب هزینه در اگزرژی در واحد نمک زدایی حرارتی $/hr ۲۷.۱۷ است و در واحد اسمز معکوس $/hr ۰.۲۱ است. این در حالی است که بیشترین تخریب اگزرژی در واحد نمک زدایی انبساط ناگهانی و بعد در موتور درنسوز است. باید اشاره کرده که چرخه کربن دی اکسید فوق بحرانی با تولید kW ۸۵.۳۰ توان خالص به راحتی پاسخ گوی نیاز پمپ واحد اسمز معکوس می باشد.

کلیدواژه ها:

آب شیرین کن ، چرخه کربن دی اکسید فوق بحرانی ، اسمز معکوس ، انبساط ناگهانی چند مرحله ای ، بازایابی حرارت اتلافی