Breakthrough nan Ranvese Osmosis ka mennen nan pifo Eneji-efikas Dlo Lanme Desalinasyon Tout tan tout tan

(Nanowerk Nouvel) Fe dlo fre soti nan dlo lanme anjeneral mande gwo kantite eneji. Pwosesis ki pi toupatou pou desalinasyon yo rele osmosis ranvese, ki travay pa koule dlo lanme sou yon manbran nan presyon ki wo yo retire mineral yo.

Koulye a, Purdue University enjenye te devlope yon varyant nan pwosesis la ki rele "osmosis paket ranvese," ki pwomet pi bon efikasite eneji, pi long ki dire lontan ekipman ak kapasite nan pwosesis dlo nan pi wo salinite. Li te kapab fini yon diferans-make nan sekirite dlo atrave mond lan.

Se osmosis ranvese yo itilize nan anpil peyi; nan kote ari tankou Mwayen Bo soley leve, plis pase mwatye nan ekipman yo dlo fre soti nan enstalasyon desalinasyon. Men, yo kenbe nivo a wo nan presyon ki nesese pou pwosesis la - jiska 70 fwa presyon atmosferik – yon plant desalinasyon dwe anplwaye gwo kantite ponp ak lot ekipman. Epi ki sevi ak yon anpil nan eneji.

"Konsenan yon tye nan pri a lavi nan yon plant desalinasyon se eneji," te di David Warsinger, yon pwofese asistan Purde nan jeni mekanik. "Menm amelyorasyon ti nan pwosesis la - yon kek pwen pousantaj nan diferans - ka sove de santen de de milyon de dola ak ede kenbe CO2 soti nan atmosfe a."

Pandan travay doktora li nan MIT, Warsinger premye devlope lide a nan "paket ranvese osmosi." Olye ke kenbe yon koule konstan nan dlo lanme nan nivo presyon segonde sa yo, yon pwosesis paket pran nan yon kantite dlo mete nan yon sel fwa; pwosesis li; ekoulman; ak Le sa a, repete pwosesis la ak paket la pwochen.

"Chak paket kouri pou apepre yonn nan de minit," Warsinger te di. "Nou ranp moute presyon an sou tan, diminye volim nan sou tan, epi nou fini le li sevi avek anpil mwens eneji yo pwodwi menm kantite dlo fre."

Elev gradye Abhimanyu Das (bo goch) ak Akshay Rao ajiste yon tank piston, eleman nan kle nan yon nouvo pwosesis desalinasyon ki rele "doub-ajiste osmosis paket." (Imaj: Jared pike, Purdue University)                

Menm si kek plant desalinasyon te eseye sevi ak teknik semibatch, pa gen okenn te janm aplike yon sistem paket plen - an pati paske nan tan repo yo ant paket.

"Li pran tan ak eneji ponpe chak paket nan dlo soti, ak Le sa a, ponpe pwochen paket la nan dlo nan pou pwosesis," Warsinger te di. "Depanse tan sa a ak eneji jeneralman anile soti efikasite yo pran ou ta jwenn nan le li sevi avek pwosesis la paket. Se poutet sa nou devlope yon solisyon ki rele 'doub-ajite ranvese osmosis."

Double-devwa piston

Nouvo pwosesis sa a sevi ak yon tank piston — yon veso ki wo presyon ak yon piston nan mitan an. Pandan ke yon bo nan piston an voye dlo lanme a avanse nan bouk la pwosesis, lot bo piston an ansanm ranpli moute ak paket la pwochen nan dlo lanme a nan keu la. Le yon pwosesis paket fini, piston an san pwoblem piki pwochen paket la nan dlo lanme nan sistem lanme a pandan yo ap ansanm ranpli lot bo li yo ak pwochen paket la nan dlo lanme nan keu a, ak pwosesis la repete kontinyelman.

"Olye de vid piston an chak fwa oswa le li sevi avek kek lot likid oswa gaz pou presyon piston an, nou ap ranpli li ak pwochen paket dlo lanme a," Warsinger te di. "Se konsa, olye ke yon bo nan piston nan yo te esansyelman mouri espas, nou ap itilize dlo a lanme a tet li jwenn doub-devwa soti nan piston sa a, se konsa gen nan preske pa gen okenn D '.

"Dapre model nou yo, sistem sa a pwopoze ofri konsomasyon an eneji ki pi ba tout tan pou desalinasyon dlo lanme. Li se yon pi bon-an-klas etapestone."

Yo te pibliye rechech yo nanDesalinasyon("Double-aji ranvese osmosis konfigirasyon pou pi bon-an-klas efikasite ak D 'ki ba ").

"D 'se reyelman yon bagay ou vle pou fe pou evite," te di Sandra Cordoba, yon elev met Purdue a nan jeni mekanik ak premye ote nan papye a. "Si ou gen sevis sistem lan apre chak sik, ou pedi tout efikasite eneji ou. Diminye oswa elimine ke D 'se bagay ki kle a ki fe paket ranvese osmosi posib."

Cordoba tou devlope model yo idwolik idwolik yo itilize nan papye a.

"Ranvese osmosis se yon pwosesis konpleks," Cordoba te di. "Pou mezire sikse li yo, ou gen swiv anpil varyab: presyon dlo, volim, salinite, rapo rekiperasyon, tan ak eneji. Avek model sa yo, nou te kapab detemine kantite lajan an dwa nan presyon sou tan yo reyalize rezilta yo pi byen le li sevi avek kantite lajan an minimom nan eneji."

Ki jan gwo se tank piston la? Li depann de gwose a nan sistem nan.

"Ranvese osmosis opere nan yon paket domen balans," Warsinger te di. "Kay nan peyi Zend souvan gen yon sistem osmosis mikwo ranvese pou pwop kay yo, kote ou ta ka kenbe li 'nan men ou. Pou eksperyans nou an, nou te bati yon sistem model kote tank la piston se sou gwose a nan yon estrikti dife. Nan yon plant plen echel, li ta ka yon san pye long. Men, bote nan li se ke li pa yon moso konpleks nan ekipman; li nan esansyelman yon tiyo, ak yon piston dlo-sere nan mitan an. Men, tank piston sa a chanje tout bagay."

Laboratwa Warsinger a te itilize sa a devlopman paket doub-aji nan gaz plizye avanse nouvo nan desalinasyon. Abhimanyu Das, yon elev Purdue Ph.D. nan jeni mekanik, te pibliye rechech ki dekri yon varyant nan pwosesis la rele "paket ranvese osmosis." Pa resikle seten konsantrasyon nan dlo sou tou de bo nan manbran an, pwosesis Das 'yo montre yo dwe pwosesis la desalinasyon ki pi efikas pou dlo-wo salinite, pandan yo ap egzije kek eleman. Ak elev Purdue met la Michael Roggenburg te pibliye rechech ki montre ke yon konbinezon de osmosis paket ranvese ak eneji renouvlab te kapab konsyivabman delivre dlo fre nan fre a tout antye 1,954 kilomet kilomet ant ETAZINI la. ak Meksik.

"Sekirite dlo se yon gwo pwoblem atrave mond lan, ki mwen te depanse tout karye mwen ki ap travay sou," Warsinger te di. "Rezilta sa yo ak osmose ranvese paket yo vreman enteresan. Si nou pote pri a desann jis yon ti kras, Le sa a, desalinasyon vin yon opsyon vizib pou plis kote. Li ta ka transfomatif."