Mașină de desalinizare pentru barca Marine Desalinizare sisteme Watermaker

Principalele componente ale sistemului marin de desalinizare

Osmoza inversă (RO) pentru aplicații marine

RO este tehnologia modernă dominantă de desalinizare acvatică, eficientă în eliminarea sărurilor și a poluanților. Aceasta aplică presiune apei sărate, necesitând ca apa să treacă printr-o membrană semipermeabilă, respingând în același timp solidele dizolvate. Aceasta necesită o presiune semnificativă pentru a depăși presiunea osmotică.

Componentele secrete ale unui sistem RO acvatic:

• Pre-filtrare: Scapă de solidele în suspensie și de biți pentru a proteja membrana, folosind de obicei filtre cu cartuș mai robuste și mai fine (de exemplu, 20-microni, 5-microni). Prefiltrarea corectă prelungește durata de viață a stratului de membrană.
• Pompă de înaltă presiune: Furnizează presiune (800-1 180 psi pentru apa de mare, 225-375 psi pentru apa sărată). pentru a conduce apa prin stratul membranar. Performanța pompei influențează consumul de energie.
• Membrană RO: Aspectul de divizare a miezului. Straturile moderne de membrană înfășurate în spirală ating prețuri ridicate de negare (> 99% pentru ioni multiîncărcați, 90-96% pentru ioni monoîncărcați) [10] Numărul și dimensiunea membranei determină capacitatea.
• Vas de stres: Carcasă robustă pentru componentele stratului membranei RO, creată pentru solicitări ridicate.
• Dispozitive de vindecare energetică (ERD): Critic pentru eficiență, recuperarea energiei hidraulice din fluxul de apă sărată pentru a prepresuriza apa de alimentare, reducând loturile de pompe [6] Tipurile uzuale includ schimbătoare de presiune (PX) și turbocompresoare. Dispozitivele izobarice precum PX și DWEER sunt extrem de eficiente.

Fluxul normal al procesului: Admitere apă sărată -> purificare brută -> prefiltre mai fine -> pompă de înaltă presiune -> vas cu strat de membrană -> permeat (apă proaspătă) & saramură (evacuare). Soluții cu ERD: apă sărată de înaltă presiune cu ERD pentru a prepresuriza apa de alimentare de intrare.

Elementul de focalizare, legat de prețul de recuperare (permeat % de alimentare), este un parametru vital de configurare care influențează presiunea și salinitatea saramurii. Progresele se concentrează pe eficiența energetică, amprenta redusă și automatizare.

Cum alegem dimensiunea, capacitatea și combinația sistemului în funcție de tipul vasului?

Alegerea unui sistem depinde de calitățile vasului și de necesarul de apă:

• Dimensiunea/tipul vasului: Navele mai mari (superyachturi, nave comerciale) necesită sisteme de capacitate mai mare, cu mai mult spațiu și putere. Navele de dimensiuni mai mici (croaziere de coastă) necesită dispozitive mici, eficiente din punct de vedere energetic.
• Număr de persoane: Șoferul principal de nevoie. Utilizarea zilnică variază; determinați cerințele în funcție de persoane, durata călătoriei și activități
• Utilizare intenționată: Nevoile de calitate a apei diferă (consum de alcool, curățare, tehnică). Consumul de apă alcoolizată poate necesita o post-tratare și, eventual, o recuperare redusă pentru o negare a sării mult mai bună.
• Durata/locația călătoriei: Călătoriile mai lungi necesită și mai multă capacitate. Salinitatea ridicată sau apa rece influențează eficiența și utilizarea puterii, necesitând potențial un sistem mai mare.
• Spațiu/Structură oferit: Sistemele au nevoie de spațiu pentru piese (pompă, straturi de membrană, filtre, comenzi) și conducte. Dimensiunile și greutatea trebuie să se potrivească vasului. Instalația are nevoie de spațiu pentru consum, evacuare și depozitare. Sistemele acționate de motor necesită spațiu în compartimentul motorului.

Capacitățile variază de la încărcături la nenumărați litri pe oră. Sistemele modulare sau dispersate se potrivesc în numeroase spații. Izolarea vibrațiilor este importantă pentru componente.

Nevoi de energie, resurse energetice și performanță

Sistemele RO marine sunt energointensive, în special pompa de înaltă presiune. Asimilarea și eficiența sursei de energie sunt esențiale.

Sursă tipică de energie:

• a/c Electric: Pentru navele cu generatoare de curent alternativ sau invertoare mari. Uzual pe ambarcațiunile mari (> 40 ft) cu generatoare.
• DC Electric: Se încorporează cu circuitele de curent continuu ale navelor, inclusiv cu surse regenerabile (solare, eoliene). Preferat pentru navele de croazieră de mărime medie. Poate suprasolicita sistemele de 12V/24V, necesitând, eventual, actualizări.
• Acționat de motor: Pompă de înaltă presiune acționată de motorul principal cu ajutorul curelei/pulley-ului. Foarte eficientă, poate reduce dramatic puterea absorbită (aproximativ 80% raportate). Majoritatea de încredere atunci când motorul este în funcțiune.

Consumul de energie diferă. OI modernă este de 2,5-4 kWh/m ³, dar ERD-urile reduc drastic această valoare. ERD de înaltă eficiență pot reduce consumul specific de energie (SEC) la 3 kWh/m TREI. Modernizarea poate reduce SEC de la 4,5 la 2,5 kWh/m PATRU. Costurile cu energia sunt semnificative (30-50% de cheltuieli generale), ceea ce face ca ERD să fie esențiale.

ERD specifice precum Danfoss iSave (pompă PX/booster încorporată) sunt maximizate pentru utilizarea acvatică, realizând o performanță de aproximativ 94%. Colecția iERD (3-in-1 PX, booster, motor) realizează până la 92% recuperare. ERD sunt esențiale pentru decarbonizarea SWRO.

Abordări de optimizare a eficienței:

• Utilizarea ERD.
• Alegerea unor pompe/motori de încredere.
• Îmbunătățirea aspectului (strat membranar, presiune, recuperare).
• Păstrarea componentelor (curățarea filtrelor/membranelor).
• Luarea în considerare a mediului (apa mai rece/sărată crește utilizarea).

Unele sisteme sunt concepute pentru o putere foarte mică (de exemplu, Sea Recovery Ultra Whisper susține scăderea 75%). Sistemele DC sunt de obicei mai eficiente cu ERS integrate. ERD includ o cheltuială inițială, dar utilizează economii pe termen lung. Există opțiuni încrucișate AC/DC.

Calitatea superioară a apei, posttratamentul și viabilitatea pentru utilizarea prevăzută

Apa RO este pură, cu un conținut scăzut de săruri/minerale lichefiate. Este lipsită de bacterii/viruși, însă ar putea necesita terapie suplimentară.

Atributele apei desalinizate: TDS scăzut, demineralizată, oarecum acidă.

Post-tratamentul necesar depinde de utilizare:

• Sterilizare UV: Crucial pentru apa potabilă pentru a ucide germenii după RO.
• Mineralizare: Include minerale (calciu, magneziu) pentru gustul/ sănătatea apei potabile.
• Modificarea pH-ului: Crește pH-ul dacă este acid (de exemplu, cu carbonat de calciu), ajutând la remineralizare și reducând rugina.
• Carbon declanșat: Elimină mirosurile/ gusturile recurente.

Monitorizarea TDS cu un conductimetru asigură eficiența. Poate fi necesară depistarea bacteriilor pentru apa potabilă.

Viabilitatea pentru utilizări:

• Băutura: Are nevoie de post-tratament (UV, mineralizare, pH).
• Spălare/duș: În mod normal, are nevoie doar de igienizare UV. Mineralele reduse reduc reziduurile de săpun.
• Utilizare tehnică (răcirea motorului): Conținutul redus de minerale previne scalarea; de obicei, nu este necesară nicio tratare ulterioară.

Deversarea apei sărate este un factor de mediu care trebuie luat în considerare. Saramura este concentrată (de două ori salinitatea apei de mare) și poate include substanțe chimice terapeutice. Deversarea poate crește salinitatea/temperatura locală, reduce oxigenul și crea “zone moarte” Pe nave, apa sărată este deversată prea departe. Efectul depinde de locație/viteză; apele deschise permit diluarea rapidă. Recuperarea resurselor din saramură este explorată, dar este mult mai puțin potrivită pentru sistemele acvatice mici.

Configurare, procedură și întreținere în mediul marin

Sistemele marine necesită metode detaliate de instalare, procedură și întreținere.

Configurare: .

• Loc: Accesibil, protejat de condiții extreme, permite o instalare corespunzătoare a instalațiilor sanitare.
• Izolarea vibrațiilor: Montați componentele pe locuri umede.
• Țevi: Utilizați materiale rezistente la coroziune (furtun consolidat, tuburi de înaltă presiune). Conexiuni sigure. Aspirați departe de contaminare; eliberați departe de aspirație.
• Electrice: Cablarea/fuzarea corespunzătoare conform cerințelor.
• Prin carene: Racorduri robuste, rezistente la coroziune pentru admisie/evacuare.

Funcționare: .

• Direcții: Urmăriți pornirea/oprirea producătorului.
• Urmărire: Examinați stresul, ratele de circulație (alimentare, penetrare, apă sărată), TDS de penetrare.
• Apă de alimentare: Stați departe de locurile contaminate (porturi, bloomuri) pentru a opri murdărirea.
• Timp de execuție: Funcționează suficient de mult timp pentru a satisface cerințele, minimizează ciclurile de pornire/oprire.

Întreținere: .

• Pre-filtru Înlocuitor: Sarcină frecventă; se schimbă în funcție de orar sau când stresul scade.
• Curățarea membranei: Curățarea chimică este necesară atunci când murdărirea scade producția/calitatea. Frecvența depinde de apa de alimentare/utilizare.
• Înlocuitor de membrană: Membranele au o durată de viață limitată (numeroși ani). Înlocuiți-le atunci când curățarea este insuficientă sau calitatea superioară scade.
• Examinarea elementelor: Examinați pompa, motorul electric și așa mai departe, pentru scurgeri, rugină, sunet. Produsele de calitate superioară (duplex/super-duplex) sunt utilizate în părțile vitale.
• Conservare (Layup): Spălați cu apă proaspătă, încărcat cu opțiunea de conservare pentru neutilizare prelungită.
• Evitarea ruginii: Evaluați și tratați cu promptitudine coroziunea.
• Rezolvarea problemelor: Abordați producția redusă (filtre, membrane, presiune), calitatea scăzută (membrane, scurgeri), problemele legate de pompe. Utilizați diagrama și ghidul de circulație.