Assessment of present and future desalination processes with respect to their primary energy demand

Abstract

تتضمن هذه الورقة مقارنة بين الأساليب الرئيسية لتحلية المياه (ضغط البخار والتناضح العكسي والوميض متعدد المراحل والأسلوب ذو الأثر المتعدد والطلب على الطاقة لهذه الأساليب) ويمكن من خلال تحديد حجم الطلب على الطاقة قياس النوعية والكمية المطلوبة منها هذا وقد بنيت الحسابات على أساس بعض الافتراضات المبسطة كما تم تنويع ثلاثة مقادير هامة ومتغيرة القيمة وهي درجة الحرارة القصوى للمحلول الملحي والفرق المتميز لدرجات الحرارة وعامل التركيز توضح تلك المقارنة الاعتماد المتبادل بين المقادير الهامة والمتغيرة بالإضافة إلى أن مثل هذه المناقشة يمكن أن تساعد على تحديد المشاريع الإنمائية والمشاريع الخاصة بالأبحاث والجدير بالذك أن هذه الورقة لم تتضمن أية إشارة إلى حسابات التكاليف الرأسمالية على الرغم من أن إضافة تكاليف الطاقة إلى التكاليف الرأسمالية تعتبر أمرا ضروريا وملحا لإجراء التقييم الاقتصادي الأمثل كما وأن الحسابات المعروضة لم تغفل كلية عامل التكاليف الرأسمالية وعلى ذلك فقد بات في الإمكان إجراء مقارنة خاصة بأساليب تحلية المياه والقوى الدافعة بهدف تحديد الكمية المحددة من منطقة نقل الحرارة

In this paper the major desalination processes (vapor compression reverse osmosis and multistage flash and multipleeffect evaporationthe latter two in their single purpose and dual purpose versions) are compared with respect to their specific primary energy demand Like availability the primary energy demand can measure quality as well as quantity of energy The calculations are based on some simplifying assumptions and only three major parameters have been varied top brine temperature a characteristic temperature difference (or pressure difference for RO) and the concentration factor The advantage of such an approach is that the interdependences between the important process parameters are clarified Furthermore such a discussion can help to identify research and development projects The calculation of capital cost has been explicitly excluded in this paper although it is understood that in addition to cost of energy the capital costs are necessary for the evaluation of an economical optimum The calculations offered do not totally disregard the capital cost factor It is possible to compare processes with equal driving forces so that at least the specific amount of heat transfer area (or membrane area) can be taken into consideration