%34تخفیف

بررسي و طراحي سيستم نمک زدايي خورشيدي با روش رطوبت گيري از دريا جهت تهيه آب آشاميدني در خليج فارس

تعداد120 صفحه  درword

کارشناسی ارشد در رشته مکانیک

بررسي و طراحي سيستم نمک زدايي خورشيدي با روش رطوبت گيري از دريا جهت تهيه آب آشاميدني در خليج فارس

کمبود آب در سرتاسر جهان،به ویژه در کشورهای درحال توسعه،محرکی برای استفاده از تکنولوژی نمک زدایی با مقیاس گسترده تر روی منابع آب آشامیدنی بوده است.تکنولوژی‌های نمک زدایی با مقیاس کوچک‌تر،همانند مرطوب دهی و مرطوب زدایی خورشیدی (HDH)،جهت فراهم کردن آب آشامیدنی برای ساکنان مناطق ساحلی مورد نیاز است.این پایان نامه،به دنبال پاسخ سوالاتی از قبیل اینکه آیا پکینگ های به کاررفته در مرطوب کننده های سیستم HDH،می‌توانند از مواد بومی دردسترس که در ایران یافت می‌شوند همانند برگ نخل وچوب خیزران ساخته شوند.این پایان نامه همچنین از روش‌های رفع موانع نهادی،اقتصادی،اجتماعی و فنی در گسترش موفق “تکنولوژی نمک زدایی با استفاده از انرژی تجدید پذیر” مانند HDH سخن به میان می آورد.برگ نخل وچوب خیزران به طور تجربی آزمایش گردیدند تا شایستگی هرکدام برای استفاده در مرطوب کننده سیستم HDH مشخص شود.مشخصه‌های جابجایی پکینگها و اطلاعات مربوط به افت فشار کسب و آنالیز گردید تا عملکرد کلی پکینگ برحسب مصرف انرژی فن مشخص شود.هرچه پکینگ مصرف انرژی کمتری بطلبد،عملکرد پکینگ بهتر خواهد بود.عملکرد پکینگ ها بایکدیگر و با دو پکینگ لایه نازک تجاری مقایسه گردید. پکینگ برگ نخل در میان سایر پکینگها،با مصرف انرژی ۲٫۹ که حدوداً 4.4 برابر کمتر از چوب خیزران بود،بهترین عملکرد را داشت.از این رو پکینگ برگ نخل به عنوان پکینگ مناسب برای استفاده در مرطوب کننده سیستم پیشنهاد شد.جهت رفع موانعی که پیش روی فرآیند و راه اندازی سیستم “نمک زدایی با استفاده ازانرژی تجدیدپذیر” بود،چندین استراتژی ارائه گردید: یک سیستم تنظیمی نامتمرکز برای منبع آب،تدبیر و حمایت‌های مالی دولتی و خصوصی،آنالیز بازاریابی سیستم‌های بلند مدت “نمک زدایی با استفاده از انرژی تجدیدپذیر”.تحقیق و توسعه هدفمند جهت ساخت اجزاء کارامد برای سیستم و ایجاد یک انجمن برای سهام داران مختلف تا بایکدیگر همکاری داشته باشند.از همه مهم‌تر،به منظور افزایش شفاف سازی،اعتماد جامعهو استقبال عام از این سیستم،عموم مردم بایستی از درون و بیرون در فرآیند کلی شرکت داشته باشند.

واژه کلیدی: نمک زدایی، مرطوب دهی و مرطوب زدایی خورشیدی، برگ نخل، چوب خیزران و پکینگ

فهرست مطالب

عنوان صفحه

چکیده ………………………………………………………………………………………………………………………….۱

فصل 1 :کلیاتتحقیق. 2

1ـ1ـمقدمه:. 2

1ـ2ـمنابعآبجهان. 3

1ـ3ـمنابعآبشیرینجهان:. 4

1ـ3ـ1ـآبشیرین. 5

1ـ3ـ2ـتعریفعددیآبشیرین. 6

1ـ4ـکمبودآبجهانی. 6

1ـ5ـوضعیتآبدرایران. 9

1ـ6ـروش‌هایتامینآب. 11

1ـ7ـمسئلهآبدرایران. 12

1ـ7ـ1ـبحرانآب. 14

1ـ7ـ2ـبحرانآبدرایران. 14

1ـ7ـ3ـمهمترینعواملکمبودآبدرایرانچیست؟. 15

1ـ8ـنقشآبدرتوسعهپایدارووضعیتآبدرایران:. 20

1ـ9ـنمک‌زدایی. 22

1ـ9ـ1ـتوسعهفنآوریآبشیرینکن،راهیبرایمبارزهباکمبودآب   23

فصل 2 :نمکزدایی. 25

2ـ1ـچرانمکزدایی؟. 25

2ـ2ـتکنولوژی‌هاینمکزدایی. 26

2ـ2ـ1ـجداسازینمکازمحلولها. 27

2ـ2ـ2ـجداسازیآبخالصازمحلول. 28

2ـ2ـ3ـمعرفیسیستمهایمختلفآبشیرینکنتبخیری – تقطیری. 31

2ـ2ـ3ـ1ـسیستمهایتبخیرناگهانیچندمرحلهای (Multi Stage Flash)   31

2ـ2ـ3ـ2ـسیستمتقطیریچندمرحلهای (Multi Effect Desalination)   33

2ـ2ـ3ـ3ـسیستمتقطیریباتراکمبخار (Vapor Compression). 34

2ـ2ـ3ـ4ـسیستمتقطیریبااستفادهازانرژیخورشیدی (Solar Evaporation)   35

2ـ2ـ4ـمعرفیسیستمهایآبشیرینکنغیرتقطیری. 36

2ـ2ـ4ـ1ـسیستمآبشیرینکنبهروشانجماد. 36

2ـ2ـ4ـ2ـسیستمآبشیرینکنبهروشاسمزمعکوس (Reverse Osmosis)   37

2ـ2ـ4ـ3ـسیستمآبشیرینکنبهروشتبادلیونی (Ion Exchanger)   38

2ـ2ـ4ـ4ـسیستمآبشیرینکنبهروشالکترودیالیز. 39

2ـ2ـ5ـمقایسهآبشیرینکنهاازنظرمسائلاقتصادی. 40

2ـ2ـ5ـ1ـمشخصههایسیستمهایتقطیری. 41

2ـ3ـمحدودیت‌هایتکنولوژی‌هایرایج. 42

2ـ4ـنمکزداییبااستفادهازانرژیتجدیدپذیر. 44

2ـ4ـ1ـنمکزداییفتووالتیک (PV). 45

2ـ4ـ2ـنمکزداییبادی. 47

2ـ4ـ3ـنمکزداییهیبریدی. 48

2ـ4ـ4ـنمکزداییهستهای. 48

2ـ4ـ5ـنمکزداییباانرژیاقیانوس. 49

2ـ4ـ6ـنمکزداییزمینگرمایی. 49

2ـ4ـ7ـنمکزداییباانرژیحرارتیخورشیدی. 50

2ـ5ـنمکزداییباروشرطوبتدهی-رطوبتزدایی (HDH). 51

2ـ5ـ1ـانواعسیستم‌هایH D H.. 53

2ـ5ـ2ـبهسازی‌هایممکنبرایچرخهHD H.. 56

فصل 3 :عملکردنمکزداییH D Hخورشیدیدرجهاندرحالتوسعه   57

3ـ1ـخلاصه. 57

3ـ2ـاصولبرجخنککننده. 58

3ـ3ـپکینگها (Fills). 61

3ـ4ـنظریهبرجخنککننده:. 64

3ـ5ـتستبرجخنککنندهآزمایشی:. 67

3ـ5ـ1ـهدف:. 67

3ـ5ـ2ـراهاندازیآزمایشی:. 67

3ـ5ـ2ـ1ـمرورکلیدستگاه. 67

3ـ5ـ2ـ2ـگردشآب:. 68

3ـ5ـ2ـ3ـگردشهوا:. 68

3ـ5ـ2ـ4ـاندازهگیری‌ها:. 69

3ـ5ـ2ـ5ـابزارشناسی:. 70

3ـ5ـ3ـفرآیندآزمایشی:. 70

3ـ5ـ3ـ1ـتستنقطهماتریکس:. 71

3ـ5ـ3ـ2ـتجزیهوتحلیلداده‌ها:. 72

3ـ5ـ3ـ3ـمسائلمربوطبهسیستم:. 73

3ـ5ـ4ـنتایجعملی. 73

3ـ5ـ4ـ1ـاثباتنتایجبرجخنککننده:. 73

3ـ5ـ4ـ2ـویژگی‌هایانتقالپکینگ:. 75

3ـ5ـ4ـ3ـافتفشارپکینگ:. 78

3ـ5ـ4ـ4ـمقایسهپکینگ:. 81

3ـ5ـ5ـمفاهیمیبرایپکینگهایساختهشدهازموادمحلی:. 83

فصل 4 :موضوعاتمرتبطبانمکزداییH D H.. 84

4ـ1ـمباحثفنی:. 84

4ـ1ـ1ـموانعتکنولوژیکی:. 84

4ـ2ـاقتصادنمکزدایی:. 85

4ـ2ـ1ـموانعاقتصادی:. 85

4ـ2ـ2ـاقتصادسیستمHDH:. 86

4ـ2ـ3ـقیمتآبدرایران. 89

4ـ3ـموضوعاتاجتماعیاقتصادی. 94

4ـ3ـ1ـموانعاجتماعی. 94

4ـ3ـ2ـکیفیتآبوفهمعمومی. 95

4ـ4ـموضوعاتمحیطی. 99

4ـ4ـ1ـتاثیراتمحیطیممکن:. 99

4ـ4ـ2ـتخلیه‌آبشور. 100

4ـ4ـ3ـروش‌هایدفعوکاهشکنسانتره. 102

4ـ5ـموضوعاتسیاسی. 103

4ـ5ـ1ـموانعتأسیس (بنیادین). 103

4ـ5ـ2ـچارچوبقوانیننمکزداییدرایران. 104

4ـ5ـ3ـضعف‌ها،ارتباطوپیشنهادهاییبرایافزایشنمکزدایی. 105

فصل 5 :خلاصهونتیجهگیری. 107

118Abstract

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول‏1‑1: مصرفروزانهآبدرکشورهایمختلف. 8

جدول‏2‑1: قیمتکلیآببراییکواحدبهظرفیت ۳۲۰۰۰ m۳/day. 40

جدول‏2‑2: نسبتتولیدتکنولوژی‌هاینمکزداییگرمایی(نارایانوهمکاران،2010).   42

جدول‏3‑2: اندازهگیری‌هایدمایبرجتقطیردرشرایطاستاندارددماوفشار   68

جدول‏3‑3: محاسباتتستبرجخنککننده. 71

جدول‏3‑4: تستL/Gپکینگ۱۲۰۰ CF-برایارتفاعهای ۰٫۱۵و ۰٫۴۵متر. 72

جدول‏3‑5: روابطویژگیانتقالبرطبقروشمرکل(ارتفاع ۱۵/۰ m). 76

جدول‏3‑6: روابطویژگیانتقالبرطبقروشمرکل (ارتفاع ۴۵/۰ m). 76

جدول‏3‑7: روابطافتفشارپکینگ (ارتفاع: ۴۵/۰متر). 79

جدول‏4‑1: توزیعهزینه‌هابراینیروگاه‌هایانرژیمحورتجدیدپذیرورایج (ROوMSF). (الحلاجوهمکاران،2006).. 88

جدول‏4‑2: مقایسه‌یپروژه‌یHDH (باگرمایهدررفته) بادیگرپروژه‌ها(الحلاجوهمکاران،2006).. 88

جدول‏4‑3: مقایسههزینهبرایروش‌هاینمکزداییکوچکمقیاس(مولرهلستوهمکاران،2007).   89

جدول‏4‑4: ۴ محلولیکهبرایآبشیرینشده‌یاملاحداراستفادهمی‌شوند(لنتک،2010).   99

جدول‏4‑5: مقایسه‌یفرآینداملاحدارکردنآب(لنتک،2010).. 99

جدول‏4‑6: ویژگی‌هایکنسانترهیتکنولوژی‌هاینمکزداییمتنوع(یونس،2005).   101

جدول‏4‑7: مشکلاتوکاهشدفعدرآبسطحی(یونس،2005).. 103

فهرست شکل ها

عنوان صفحه

شکل‏1‑1: آبضرورتحیات. 3

شکل‏1‑2: نقشهشاخصمضیقهآبدرسرتاسرجهان. 7

شکل‏1‑3: مضیقهجهانیآبشیریندرسال‌های ۱۹۹۵ و ۲۰۲۵. 7

شکل‏1‑4: مصرفجهانیازمنابعبهبودیافتهآبآشامیدنیدرسال ۲۰۰۸. 9

شکل‏1‑5: خانمیدرحالگرفتنآبازیکمنبعآب. 13

شکل‏1‑6: نقشهکشورایران. 14

شکل‏1‑7: تبدیلتالابهابهخشکی. 16

شکل‏1‑8: آبیاریبیرویهزمینهایکشاورزی. 16

شکل‏1‑9: حفرقناتدرایران. 17

شکل‏1‑10: قناتدرایران. 18

شکل‏1‑11: جمعیتشهریونیازبهآب. 19

شکل‏1‑12:  خشکشدنرودخانهها. 20

شکل‏1‑13: آبوزندگی. 23

شکل‏2‑1: موجودیآبدرسرتاسرجهان. 26

شکل‏2‑2: تقسیمبندیروشهایآبشیرینکنبراساسنوعآن. 27

شکل‏2‑3: تقسیمبندیروشهایشیرینکردنآببراساسنوعانرژی. 29

شکل‏2‑4: تقسیمبندیروشهایشیرینکردنآببراساسنوعفرآیند. 30

شکل‏2‑5: طرحکلیازفرآیندنمکزداییتابشچندمرحله‌ای(میلر، 2003).. 32

شکل‏2‑6: طرحکلیفرآیندنمکزداییتبخیربااثرچندگانه (ساختارلوله‌هایموازیافقی) (میلر، 2003).. 33

شکل‏2‑7: طرحکلیفرآیندنمکزداییتراکمبخارمکانیکیتکمرحلهای(میلر، 2003).   35

شکل‏2‑8: نمودارکندهایفرآینداسمزمعکوس (دستگاه‌هایبازیابیفشاربهینهنشاندادهنشده‌اند) (میلر، 2003).   37

شکل‏2‑9: طرحکلیفرآیندنمکزداییالکترودیالیز(میلر، 2003).. 39

شکل‏2‑10: توزیعفرآیندومنابعنمکزداییجهانیوآمریکا(لینهاردوهمکاران،2010).   42

شکل‏2‑11: ویژگی‌هایدوتکنولوژیمهمنمکزداییگرماییودوتکنولوژیمهمنمکزداییمکانیکی(تریب،2010).. 44

شکل‏2‑12: ترکیباتممکنتکنولوژی‌هاینمکزداییباسیستم‌هایانرژیتجدیدپذیر   46

شکل‏2‑13: منابعانرژیوفرآیندهاینمکزداییباانرژیتجدیدپذیر. 46

شکل‏2‑14: ترکیباتپیشنهادیبراینمکزداییباانرژیتجدیدپذیر(متیولاکیسوهمکاران، 2007).. 47

شکل‏2‑15:چرخهآب(نارایانوهمکاران، 2010).. 51

شکل‏2‑16: دستگاهتقطیرخورشیدی(نارایانوهمکاران، 2010).. 53

شکل‏2‑17: نمکزداییHDH (آبگرموچرخهباز) (نارایانوهمکاران، 2010)   53

شکل‏2‑18: چرخه‌هایHDH(نارایانوهمکاران، 2010). 54

شکل‏2‑19: واحدHDHباچرخهآببسته/هواباز(پارخوهمکاران، 2004).. 55

شکل‏2‑20: واحدHDHباچرخههوابسته/آبباز(نارایانوهمکاران، 2010)   56

شکل‏3‑1: برجخنککنندهباجریانهوایمخالف(کلاپرز، 2003).. 59

شکل‏3‑2: برجخنککنندهباجریانهوایمتقاطع(کلاپرز، 2003).. 60

شکل‏3‑3: پکینگ۱۲۰۰ CF- 63

شکل‏3‑4: پکینگ۱۹۰۰ CF- 63

شکل‏3‑5: پکینگبرگنخل. 63

شکل‏3‑6: پکینگچوبخیزران. 64

شکل‏3‑7: فرایندبرجخنککنندهباگرمایمتعادل(پریوهمکاران،2009).. 66

شکل‏3‑8: واحداعمالهوایسردبرجتقطیردرشرایطاستاندارد۸۹۱ HC. 67

شکل‏3‑9: دستگاهبرجتقطیرواقعیدرشرایطیکساندماوفشار. 69

شکل‏3‑10:مقایسهمرکل ۱۲۰۰ CF- 74

شکل‏3‑11: مقایسهمرکل ۱۲۰۰ CF- 74

شکل‏3‑12:مقایسهمرکل ۱9۰۰ CF- 75

شکل‏3‑13: مقایسهمرکل ۱9۰۰ CF- 75

شکل‏3‑14:  نمودارویژگیانتقال ۱۲۰۰ CF- 76

شکل‏3‑15:  نمودارویژگیانتقال۱۹۰۰ CF- 77

شکل‏3‑16: نمودارویژگیانتقالموادمحلیپکینگ (ارتفاع: ۱۵ /۰متر)   77

شکل‏3‑17: نمودارویژگیانتقالموادمحلیپکینگ (ارتفاع: ۴۵/۰متر). 78

شکل‏3‑18: افتفشارپکینگ۱۲۰۰ CF- 79

شکل‏3‑19::افتفشارپکینگ۱۹۰۰ CF- 80

شکل‏3‑20: افتفشارپکینگبرگنخل. 80

شکل‏3‑21:  افتفشارپکینگچوبخیزران. 81

شکل‏3‑22: مصرفنیرویفنبرایپکینگهایآزمایششده. 82

شکل‏3‑23: مصرفنیرویفنبرایپکینگهایآزمایششده (ارتفاع: ۴۵/۰متر)   82

شکل‏4‑1: سرمایه‌هایکلیبرایقیمتآب(راجرزوهمکاران،2002).. 92

شکل‏4‑2: سرمایه‌هایکلیبرایارزشآب(راجرزوهمکاران،2002).. 93

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “بررسي و طراحي سيستم نمک زدايي خورشيدي با روش رطوبت گيري از دريا جهت تهيه آب آشاميدني در خليج فارس”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo