Reverse osmosis and distillation: comparative analysis of their integration in power plants
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Universidad Estatal Península de Santa Elena
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The increasing scarcity of water, world’s overpopulation and the rising demand for electrical demand have given the rise to the need of energy processes to be more efficient. Therefore, this paper presents a comparative analysis of two seawater desalination technologies that provide water and consume large amounts of energy. The objective of the article, on the one hand, is to carry out an energy comparison of the technologies with the highest global contracting capacity – distillation and reverse osmosis. From the other hand, the paper is aimed to integrate these two technologies into a power block and find out which technology is preferable in terms of its impact on the overall performance of the power cycle. The study evaluates the energy consumption of distillation and reverse osmosis (RO) taking the feed water as a design parameter. It is known that as for distillation technology the process is insensitive to salinity, therefore, it does not matter what kind of feed water to use. In contrast, for the reverse osmosis factors such as temperature and salinity always cause an increase of energy consumption. Besides, it is worth mentioning that there are also evaluated conventional (operating temperature <70 ℃) and unconventional (operating temperature> 70 ℃) distillation technologies that can compete with conventional reverse osmosis (one-step, one-stage) technology with an energy recovery device from the brine. As a result, it has been concluded that, although the thermal efficiency of the distillation process has increased, this technology cannot compete with reverse osmosis, even when it includes a thermo compressor.
La creciente escasez del agua, sobrepoblación mundial y el aumento en la demanda de energía eléctrica han promovido que los procesos energéticos sean más eficientes, por lo que en este documento se plantea un análisis comparativo de dos tecnologías de desalación de agua de mar que proveen agua y consumen grandes cantidades de energía. El artículo tiene como objetivo realizar una comparación energética de las tecnologías con la mayor capacidad de contratación a nivel global como lo son la destilación y la ósmosis inversa e integrarlas al bloque de potencia y comparar que tecnología se ve favorecida en lo que respecta a impactos sobre el rendimiento global del ciclo de potencia. El estudio evalúa los consumos energéticos de la destilación y la ósmosis inversa (OI) teniendo como parámetro de diseño el agua de alimentación. Para la tecnología de destilación el proceso es insensible a la salinidad, por lo tanto, da igual seleccionar cualquier agua de alimentación. En cambio, para la OI factores como la temperatura y la salinidad hacen que los consumos energéticos se eleven. También cabe destacar que se evalúan tecnologías convencionales (temperatura de operación $< 70°C$)y no convencionales (temperatura de operación $>70°C$) de destilación que puedan competir con una tecnología convencional (un solo paso, una etapa) de ósmosis inversa con recuperación de energía de la salmuera. Como resultado, se observa que, aunque se haya elevado la eficiencia térmica del proceso de destilación e incluyendo un termocompresor esta tecnología no puede competir con la ósmosis inversa
La creciente escasez del agua, sobrepoblación mundial y el aumento en la demanda de energía eléctrica han promovido que los procesos energéticos sean más eficientes, por lo que en este documento se plantea un análisis comparativo de dos tecnologías de desalación de agua de mar que proveen agua y consumen grandes cantidades de energía. El artículo tiene como objetivo realizar una comparación energética de las tecnologías con la mayor capacidad de contratación a nivel global como lo son la destilación y la ósmosis inversa e integrarlas al bloque de potencia y comparar que tecnología se ve favorecida en lo que respecta a impactos sobre el rendimiento global del ciclo de potencia. El estudio evalúa los consumos energéticos de la destilación y la ósmosis inversa (OI) teniendo como parámetro de diseño el agua de alimentación. Para la tecnología de destilación el proceso es insensible a la salinidad, por lo tanto, da igual seleccionar cualquier agua de alimentación. En cambio, para la OI factores como la temperatura y la salinidad hacen que los consumos energéticos se eleven. También cabe destacar que se evalúan tecnologías convencionales (temperatura de operación $< 70°C$)y no convencionales (temperatura de operación $>70°C$) de destilación que puedan competir con una tecnología convencional (un solo paso, una etapa) de ósmosis inversa con recuperación de energía de la salmuera. Como resultado, se observa que, aunque se haya elevado la eficiencia térmica del proceso de destilación e incluyendo un termocompresor esta tecnología no puede competir con la ósmosis inversa