Hdh Diseño Del Proceso Nivel Laboratorio

DESANACION DE AGUA UTILIZANDO HUMIDIFICACION Y DESUMIDIFICACION

El problema de la escasez de agua está afectando a la población en todo el mundo. De acuerdo con la FAO, 1800 millones de personas que vivirán en países como China y Pakistán para el 2025 tendrán un panorama crítico por esta causa. Para hacer frente a esta situación, se ha hecho investigaciones y estudios con el fin de encontrar una forma alternativa de obtener agua para consumo humano, en este punto de las desaladoras convencionales aparecen como una opción viable; Sin embargo, estas instalaciones contribuyen a la emisión de gases de efecto invernadero. Una forma propuesta para poner fin a esta tendencia es utilizar fuentes renovables, especialmente en las zonas costeras, donde la irradiación solar y velocidad del viento son abundantes.

Las tecnologías de desalación térmica utilizados ampliamente como flash de múltiples etapas (MSF) y destilación multi-efecto (MED) no son adecuados para la aplicación a pequeña escala (1-100 m3/día). La ósmosis inversa (RO) es adecuada para estas aplicaciones, pero que requiere un suministro continuo de electricidad o energía mecánica. Muchos países en desarrollo que sufren de escasez de agua también carecen de recursos que pueden generar estas fuentes de energía (combustibles fósiles). Sin embargo, algunos de estos países tienen una abundancia de la energía solar. Fotovoltaicas solares se puede utilizar para operar unidades de ósmosis inversa para aplicaciones de pequeña escala en estos países. Pero puede no ser factible debido al alto costo de los módulos fotovoltaicos y el mantenimiento de sistemas de ósmosis inversa.

Una opción mucho más sencilla es utilizar la energía solar como una fuente de energía térmica.

Una de estas tecnologías, que imita el agua de la naturaleza (ciclo del agua), es la deshumidificación y humidificación (HDH) ciclo de desalinización. Esta tecnología ha recibido una atención continua en los últimos años y algunos investigadores han investigado las realizaciones específicas de esta tecnología.

¿Porque usar HDH?

La tecnología HDH proviene del uso de la energía solar y hasta ahora pocos equipos han tenido una eficiencia poco superior a la obtenida con la energía solar.

El sistema HDH tiene muchas ventajas ya que sus componentes son simples, efectivos y firmes. Capaz de desalar aguas de alta salinidad y que sólo requiere un mantenimiento mínimo. Por evaporación de agua a la presión parcial de vapor en el aire, la temperatura de la parte superior de HDH se reduce de forma natural (en comparación con agua pura),y como resultado se puede ejecutar usando fuentes de calor de baja temperatura.

Funciona al igual que el ciclo de la lluvia. El agua de mar caliente se pulveriza sobre un lecho de relleno, donde se encuentra con el aire seco a contra corriente. El aire seco se humidifica por la vaporización de agua pura a partir de la película de caída de agua de mar. Este aire caliente y húmedo sale del humidificador y entra en el deshumidificador, donde el vapor de agua puro se condensa en los serpentines fríos refrigerados por alimentación entrante; el agua de mar de alimentación se precalienta en el proceso. La entrada de calor en la parte superior del ciclo es proporcionado por un calentador de agua.

Suponiendo que el ciclo Que opera bajo condiciones de estado estacionario, no hay pérdidas de presión, la pérdida de calor al ambiente es insignificante (todo componentes son adiabáticos), y los términos de energía cinética y potencial son descuidado del balance de energía.

PARAMETROS DE MEDICION EN EL PROCESO HDH

El factor de calidad que define el rendimiento de energía para HDH y otros sistemas de desalinización térmica se denomina relación de salida.

Donde mpw es la velocidad de flujo de la corriente de agua del producto, hfg es el calor latente de evaporación del agua, calculada a la presión parcial media de deshumidificación del aire húmedo, y Qin en es la entrada de energía en el sistema. Como GOR es inversa- mente proporcional a la cantidad de energía requerida por unidad de agua producida, los valores más altos son deseables.

Otro término que se utiliza dentro de este estudio es la relación de la capacidad de la tasa de calor modificada, definida como la relación de la tasa de entalpía ideal total de la corriente fría a la corriente caliente.

Para cualquier valor de eficacia y para temperaturas de entradas fijas, cuando HCR de un componente es igual a la unidad, la generación de entropía adimensionales alcanza un mínimo. Por analogía a un intercambiador de calor de flujo en contracorriente, esta condición se dice que es térmicamente equilibrada en un sentido de volumen controlado.

MODELAMIENTO

Consideramos varios aspectos en el momento de introducir el sistema HDH:

El proceso se encuentra en un estado estacionario.

No hay pérdida de calor del humidificador o deshumidificador al medio ambiente.

El costo de energía del bombeo y del soplador es despreciable en comparación con la energía necesaria para el calentador.

Humidificador:

La cama empacada del humidificador funciona como una torre de enfriamiento, pero con un objetivo diferente. El objetivo en el humidificador es aumentar el contenido de vapor del aire en lugar de para enfriar el agua. El agua caliente se pulveriza sobre un lecho relleno y cae a través del relleno. El aire seco fluye hacia arriba a través del relleno; la evaporación de la superficie del líquido hace que el aire a ser calentado y humidificado, mientras que el agua se enfría.

Deshumidificador

Se considera un simple dispositivo de tubo en tubo. En esta configuración el refrigerante fluye a través de un tubo interior, mientras que el flujo de aire húmedo viaja en contracorriente en el anillo que rodea. El aire cálido y húmedo que entra en el deshumidificador se encuentra con un resfriado de pared. Si la temperatura de la pared es menor que el punto de rocío local, se produce la condensación. De lo contrario, el aire se enfría sensiblemente. Debido a que el película de condensado es impenetrable al gas no condensable (es decir, seco de aire)

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