امروزه ۱۸ میلیارد متر مکعب از آب قابل آشامیدن زمین با استفاده از آب شیرین کن صنعتی، نمک زدایی شده است. انتظار می رود در سال ۲۰۲۰ این مقدار ۳.۵ برابر بیشتر شود.
زمین از ۷۰ درصد آب پوشیده شده است، این درحالی است که کمتر از ۱درصد از آن آب شیرین قابل دسترسی است. پیشبینی میشود که تا سال ۲۰۲۵ نیاز به آب شیرین ۵۰ % افزایش یابد. این افزایش به دلیل افزایش مصرف آب به ازای سرانه جمعیت جهان، استفاده فزاینده از آب برای آبیاری در کشاورزی (به ویژه در مناطق خشک) و همچنین در امکانات تفریحی مانند زمین های گلف است. علاوه بر این، تغییرات آب و هوایی همچنان بر منابع آب موجود فشار وارد می کند. اگر مصرف فعلی آب در جهان بهبود نیابد، تا سال ۲۰۲۵ بیشتر از ۴۰ % از جمعیت جهان دچار بحران شدید آب خواهند شد.
اسمز معکوس چیست؟
تکنولوژی پیشرو برای کارخانه های آب شیرین کن صنعتی، اسمز معکوس است، یک فرآیند فیلتراسیون که برای تصفیه آب استفاده می شود. این کار با استفاده از فشار یک محلول آب نمک از طریق غشاء، نگه داشتن نمک یا املاح در یک طرف و اجازه عبور حلال آب خالص به سمت دیگر کار می کند. این برعکس فرآیند اسمز معمولی است، که حرکت طبیعی حلال از ناحیه ای با غلظت املاح کم، از طریق یک غشاء، به ناحیه ای با غلظت املاح بالا زمانی که فشار خارجی اعمال نمی شود، است. امروزه اسمز معکوس با رشد ۱۲ درصدی در سال، به تدریج جایگزین فناوری تقطیر قدیمی فلاش چند مرحله‌ای (MSF) میشود که به دلیل نیازهای انرژی بالا و هزینه‌های عملیاتی بالا در حال حذف شدن است. (اسمز معکوس یک سوم هزینه MSF است.)
غشا کامپوزیت
متداول ترین مصالح ساختمانی مورد استفاده برای کارخانه های آب شیرین کن صنعتی فولاد، از جمله فولاد کربنی و همچنین فولاد ضد زنگ است. با این حال، نیاز روزافزون به آب شیرین صنعتی فشار بیشتری بر عملکرد نمک‌زدایی وارد می‌کند. الزامات کلیدی صنعت شامل نیاز به نیروگاه های آبی بزرگتر با نصب آسان تر، با طول عمر بیشتر و نیازهای نگهداری کمتر است. با فرآیند پیچیده‌تر و افزایش استفاده از مواد شیمیایی پردازش، نیاز به مقاومت شیمیایی و خوردگی بیشتر است.
مواد کامپوزیت می توانند جایگزین مواد موجود در کاربردهای نمک زدایی شوند. یک مثال خوب، استفاده از لوله‌ها و اتصالات پلاستیکی تقویت‌شده با الیاف شیشه (GRP) است. GRP در مقایسه با مواد سنتی تعدادی از مزایای کلیدی را ارائه می دهد. به عنوان مثال، در مخزن فیلتراسیون با قطر بزرگ
استفاده از GRP مزایای زیر را ارائه می دهد:
صرفه جویی در هزینه نصب و نگهداری؛
هزینه کمتر مالکیت؛
آستر داخلی صاف – اصطکاک کمتر برای انرژی عملیاتی کمتر.
چهار برابر وزن سبک تر از فولاد؛
طول لوله تا ۱۲ متر (همه قطرها)؛
پیچیدگی کمتر – اتصالات کمتر فرصت های کمتری برای نشت ایجاد می کند.
عمر طولانی و بدون دردسر ۵۰ سال؛ و
کاملا بدون خوردگی
یک مطالعه اخیر، که یک سیستم لوله GRP را با یک سیستم لوله بتنی در یک کاربرد خاص مقایسه کرد، نشان داد که محلول بتنی به بیش از چهار برابر تعداد اتصالات نیاز دارد و باعث افزایش پیچیدگی و خطر نشت می شود.
GRP برای تولید مخازن فیلتراسیون با قطر بزرگ و کاربردهای فشار بالا مانند خطوط لوله پس از پمپ مناسب است. از آنجایی که مواد شیمیایی مورد استفاده برای تمیز کردن تاسیسات برای فلزات بسیار خورنده هستند، مقاومت در برابر خوردگی GRP یک مزیت کلیدی است. صاحبان کارخانه همچنین متوجه خواهند شد که این امر منجر به کاهش قابل توجه هزینه های نگهداری و همچنین افزایش طول عمر نصب می شود.
تغییر نیازها
امروزه در جهانی که هرلحظه در حال تغییر است و آب شیرین کن صنعتی به سرعت در حال تبدیل شدن به یک کالای حیاتی است.ضروری است که، اقداماتی جهت به حداقل رساندن تلفات و افزایش بازده و بهبود کارایی انجام شود.
مهندسانی که به دنبال راه‌حل‌های مؤثر هستند، به‌طور فزاینده‌ای متوجه می‌شوند که به لطف خواص مواد، GRP ماده انتخابی است. فناوری‌های جدیدی مانند اسمز معکوس و مواد اختصاصی مانند گریدهای AtlacDSM (که به‌طور اختصاصی برای صنعت نمک‌زدایی طراحی شده‌اند) سهمی حیاتی دارند و تضمین می‌کنند که امروز برای چالش‌های فردا آماده می‌شویم.
کارخانه آب شیرین کن بارسلون
کارخانه آب شیرین کن ATLL (Aigües Ter Llobregat) در بارسلون، اسپانیا، آب برای مصرف شهری تولید می کند و یکی از بزرگترین کارخانه های نمک زدایی آب دریا در اروپا با ظرفیت ۲۰۰۰۰۰ مترمربع (۲۰۰ میلیون لیتر) در روز است. این نیروگاه از فناوری اسمز معکوس استفاده می کند.
محدوده پروژه پروتسا برای این پروژه شامل خطوط لوله و اتصالات قسمت پمپاژ آب دریا، فیلترهای شنی، خط آب نمک، پمپاژ آب خام، خط تولید آب، خطوط سیستم میکرو فیلتراسیون و پمپ های مکش به فشار قوی در فرآیند پیش تصفیه می باشد. گیاه. عملاً تمام لوله های سربار ارائه شده در کارخانه توسط Protesa با استفاده از اتصالات جوشی شیمیایی ساخته و نصب شده است.
کل پروژه حدود ۱۵ کیلومتر از لوله های مختلف را پوشش می دهد: لوله های جمع آوری، لوله های ضربه ای و لوله های فرآیندی با قطرهای ۰.۱ متر تا ۲ متر.
لوله‌ها و اتصالات GRP که با استفاده از فرآیند سیم پیچی رشته‌ای متقاطع ساخته شده‌اند، پشتیبانی و پوششی را برای خطوط فرآیند در کارخانه نمک‌زدایی آب دریا فراهم می‌کنند. خواص مکانیکی ویژه Atlac 580 که توسط Protesa برای این پروژه انتخاب شده است، قابل رقابت با سایر مواد کلاسیک مانند فولاد است، با این حال آنها دارای کیفیت ضد خوردگی، منحصر به فرد و ذاتی مواد وینیل استر با کارایی بالا هستند. علاوه بر این، هزینه های مستقیم و غیرمستقیم نصب را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند. منبع