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Bachelorarbeit : Integration einer Meerwasserentsalzungsanlage in ...

Bachelorarbeit : Integration einer Meerwasserentsalzungsanlage in ...

Alicia DESPORTES

Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Inhaltsverzeichnis Danksagung ................................................................................................................................ 1 Einleitung ................................................................................................................................... 2 Inhaltverzeichnis ........................................................................................................................ 3 Nomenklatur ............................................................................................................................... 4 1. Physikalische Grundlagen .................................................................................................. 5 1.1. Grundprinzip der Verdampfung .................................................................................. 5 1.2. Das Mollier h,s-Diagramm .......................................................................................... 6 1.3. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik ................................................................. 7 2. Die Technologie ................................................................................................................. 9 2.1. Die Meerwasserentsalzung .......................................................................................... 9 2.1.1. Die Multi-Effekt-Destillation (MED) ................................................................ 10 2.1.2. Die Umkehrosmose (engl. Reverse osmosis, RO) ............................................. 14 2.1.3. Allgemeiner Vergleich von MED und RO ......................................................... 17 2.2. Das Dampfkraftwerk ................................................................................................. 19 3. Berechnungen ................................................................................................................... 21 3.1. Das Basiskraftwerk .................................................................................................... 21 3.1.1. Die Methodik ...................................................................................................... 22 3.1.2. Das Mollier-Diagramm ...................................................................................... 22 3.1.3. Basis Kraftwerk-Ergebnisse ............................................................................... 23 3.2. Kraftwerk mit MED - Ergebnisse .............................................................................. 26 3.2.1. Kraftwerk mit einer 12 Stufen-MED ................................................................. 26 3.2.2. Kraftwerk mit einer MED-6 Stufen verknüpft ................................................... 29 4. Zusammenfassung ............................................................................................................ 31 Bildverzeichnis ......................................................................................................................... 32 Literaturverzeichnis .................................................................................................................. 33 Anhänge ................................................................................................................................... 34 Anhang 1 : Vorstellung der Firma Anhang 2 : Mollier-Diagramm Anhang 3 : Das MED-CSD Projek 3

Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Nomenklatur m [kg/s] [t/h] [t/d] Massenstrom T [°C] [K] Temperatur T_eq [°C] Gleichgewichtstemperatur p [bar] [Pa] Druck h [kJ/kg] Enthalpie s [kJ/kgK] Entropie x % Dampf Dampfgehalt (0 = nur Flüssigkeit, 1 = nur Dampf) h_liq [kJ/kg] Enthalpie des flüssigen Teils h_vap [kJ/kg] Enthalpie des gasförmigen Teils C [ppm] Konzentration ρ [kg/m³] Dichte cp [J/mol K] Spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck cv [J/mol K] Spezifische Wärmekapazität bei konstantem Volumen Q [kW] [MW] Erzeugter (wenn positiv) oder verbrauchter (wenn negativ) Strom R [J/mol K] Allgemeine Gaskonstante R = 8,314472 kJ/kmol K V [m³] Volumen P [kW] Elektrische Leistung η % Wirkungsgrad A [m²] Fläche n [mol] mol Anzahl MED eng. Multi Effect Distillation, Multi Effekt Destillation Mehrstufige Verdampfungsentsalzung RO eng. Reverse Osmosis, Umkehrosmose Membranprozess für Meerwasserentsalzung CSP eng. Concentrated Solar Power CSD eng. Concentrated Solar Desalination GOR eng. Gained Output Ratio Verhältnis von dem erzeugten Destillat durch den Dampfverbrauch SW eng. seawater, Meerwasser HP eng. High Pressure, Hochdruck LP eng. Low Pressure, niedriger Druck Brine eng. Brine, Salzlösung konzentrierter als Meerwasser (z. B. nach Entsalzung) 4

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