نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

• مصطفی جعفری ¹
• محمدحسین صراف‌زاده ²
• محمد شهاب دلجو ³

¹ دانشجوی دکتری مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

² استاد، رئیس کرسی یونسکو در بازیافت آب، دانشکده مهندسی شیمی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

³ دانشجوی ارشد مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

مدیریت آب در مناطق نزدیک به سکوهای نفتی، پالایشگاه و پتروشیمی‌های جنوب کشور به دلیل حجم بالا، غلظت نمک بالا و همچنین هزینه‌های بالا، توجه بسیار زیادی را به سمت خود جلب کرده است. در صنایع شیمیایی مقادیر زیادی از انرژی‌های حرارتی به هدر می‌رود که می‌تواند به‌طور بالقوه برای کاهش هزینه تولید آب شیرین مورداستفاده قرار بگیرد، چراکه بیشترین تأثیر در هزینه‌ی تمام‌شده‌ی آب شیرین را هزینه انرژی مصرفی آن دارد. بنابراین یکی از چالش‌های فرآیندهای نمک‌زدایی آب دریا به روش‌های حرارتی نظیر تبخیر ناگهانی چندمرحله‌ای (MSF)، تقطیر چندمرحله‌ای (MED)، یا ...، مخصوصاً در کشورهایی که انرژی در آن‌ها بسیار گران است، تأمین انرژی حرارتی آن است. هدف از این پژوهش، شبیه‌سازی و ارزیابی اقتصادی تولید هم‌زمان برق و آب شیرین با استفاده از گازهای فلر در نرم‌افزار PRO/II v.10 است. گاز فلر به دلیل وجود گازهای اسیدی در خود ابتدا در واحد جداسازی غشایی تصفیه‌شده و به‌منظور تولید برق و حرارت (بخار) وارد نیروگاه سیکل ترکیبی می‌شود. فرآیند نمک‌زدایی از آب دریا نیز از نوع سیستم تبخیر ناگهانی چندمرحله‌ای است که انرژی حرارتی آن از نیروگاه سیکل ترکیبی تأمین می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که با ظرفیت ۱۳۰۰۰ مترمکعب در ساعت گاز فلر عسلویه، به میزان ۵۷ مگاوات برق و ۱۵۰۰۰۰ لیتر در ساعت آب با هزینه سرمایه‌گذاری ۹۸/۴۰ میلیون دلار می‌توان تولید کرد. با این مقدار از برق و آب شیرین تولیدشده توسط فرآیند، می‌توان به‌راحتی برق ۴۵۰۰۰ خانواده و آب شیرین ۳۵۰۰ خانواده را تأمین کرد.

کلیدواژه‌ها

• همبست آب و انرژی
• گازهای فلر
• تبخیر ناگهانی چندمرحله‌ای
• ارزیابی اقتصادی
• غشا

موضوعات

• گاز

عنوان مقاله [English]

Economic Evaluation of Water Desalination and Power Generation Using Flare Gases of Assaluyeh

نویسندگان [English]

• Mostafa Jafari ¹
• Mohammad Hossein Sarrafzadeh ²
• Mohammad Shahab Deljoo ³

¹ PhD student in Chemical Engineering, School of Chemical engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

² Professor, School of Chemical engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

³ Graduate student of chemical engineering, School of Chemical engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

چکیده [English]

Water resource management in the areas close to oil platforms, refineries and petrochemical plants in the south of Iran has attracted more attention due to its enormous volume, high salinity as well as high costs. In many industries, a considerable amount of thermal energy is wasted which can be used for water desalination, as the most effective factor in the production cost of desalination plant is energy. Therefore, one of the challenges of the seawater desalination process by using thermal methods such as multi-stage flash (MSF), multi-effect distillation (MED) and etc., specifically in the countries which have very expensive energy resources, is the thermal energy supply. The purpose of this study is the simulation and economic evaluation of the combined power and water generation process by using flare gases. Due to the fact that flare gas contains acid gases, first, it is treated with a membrane process, and then it’s sent into a combined cycle power plant to generate power and thermal energy (vapor). The seawater desalination process is a multi-stage flash distillation type, and its thermal energy is supplied by a combined cycle power plant. The results show that if flare gas with a capacity of 13,000 m³/h is used, it can generate 57 MW of power and 150,000 L/h of water with a total capital cost of 98.40 million USD. With this amount of power and water generated by the process, it is easy to supply power of 45,000 households and water of 3,500 households.

کلیدواژه‌ها [English]

• Water and Energy Nexus
• Flare Gases
• Multi-Stage Flash
• Economic Evaluation
• Membrane