Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0122

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0122
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева"
Название доклада
Разработка технических решений по обратноосмотическому опреснению морских и солоноватых вод с электропитанием от фотоэлектрических преобразователей и электрохимических накопителей и с рекуперацией электрической энергии
Докладчик
Кручинина Наталия Евгеньевна
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель - разработка новых комплексных технических решений по опреснению морских и солоноватых (5-7 промилле) вод с учетом специфики их состава и температуры для практического применения в условиях Крыма и других южных регионов России для хозяйственно-питьевых нужд и орошения.
Задачи: Обоснование направления исследований и разработка эскизной конструкторской документации на экспериментальный стенд. Разработка эскизной конструкторской документации на экспериментальный образец установки, изготовление испытательного стенда. Разработка Программ и методик исследовательских испытаний и изготовление экспериментального образца установки. Проведение исследовательских испытаний и разработка технологического регламента. Обобщение результатов и разработка рекомендаций по их использованию.
Актуальность и новизна исследования
В рамках реализуемого проекта проводится разработка экспериментального образца автономной опреснительной установки с электропитанием от фотоэлектрических преобразователей и электрохимических накопителей и с рекуперацией электрической энергии.
В проекте предложено оригинальное техническое решение по выработке электроэнергии с применением гидротурбины на концентрате установки обратного осмоса. Новизна проекта также обусловлена комплексной проработкой широкого круга вопросов, связанных как с адаптацией технологии обратного осмоса под характеристики воды конкретного региона Черного и Азовского морей характерной особенностью является низкие температуры в зимнее время, высокое содержание в воде бора и сероводорода, и с максимально полным учетом климатических условий региона – уровней температуры, инсоляции, продолжительности бессолнечных периодов, стоимости традиционных топлив для региона. Исходя из этих данных, для Крыма и других южных регионов России предложены и обоснованы технические решения, оптимально сочетающие в себе систему подготовки, опреснения и хранения воды, фотоэлектрические преобразователи, электрохимические накопители и электромеханическую систему для рекуперации электрической энергии.
Описание исследования

Автономная опреснительная установка с электропитанием от фотоэлектрических преобразователей и электрохимических накопителей и с рекуперацией электрической энергии.

Экспериментальный образец автономной опреснительной установки имеет следующие характеристики:

- производительность по опресненной воде – до 50 м3/сутки (в зависимости от температуры и солености);

- солесодержание исходной воды – до 18 г/л;

- солесодержание очищенной воды – до 500 мг/л;

- содержание бора в очищенной воде – до 0,5 мг/л;

- содержание кальция в очищенной воде – не менее 30 мг/л;

- остальные показатели очищенной воды – в соответствии с СанПиН РФ 2.1.4.1074-01

- энергопотребление – до 4,0 кВтч/м3 (в зависимости от солености и температуры);

- гарантированность водоснабжения – 99%;

- для опреснения морской и артезианской воды применяется метод обратного осмоса;

- предусмотрено аккумулирование очищенной воды;

- основные первичные источники энергии – солнечная энергия, 

- вспомогательные источники энергии - дизель-генератор.

Результаты исследования

Ожидаемые социально-экономические последствия в сфере науки и образования неразрывно связаны с расширением источников (в том числе возобновляемых) водо- и энергоснабжения. Создание научной и экспериментальной базы, получение экспериментальных зависимостей, их анализ и разработка новых технических решений по совершенствованию технологии опреснения воды будет способствовать формированию научно-технического задела в области химии и технологии обратноосмотических мембран, фотоэлектрических преобразователей и электрохимических накопителей электрической энергии для дальнейшего выполнения работ по углублению знаний в данной тематике. По результатам выполнения проекта будет сформулировано техническое задание и сформулированы требования для выполнения ОКР по теме: «Разработка типового ряда автономных опреснительных установок с электропитанием от фотоэлектрических преобразователей и  электрохимических накопителей с рекуперацией электрической энергии для решения задач водоснабжения в южных регионах Российской Федерации». Весьма велик экспортный потенциал проводимых исследований.

Предлагаемая к разработке в настоящем проекте автономная опреснительная установки на основе современных мембранных технологий, фотоэлектрической системы электропитания  с электрохимическими накопителями и микрогидротурбиной для рекуперации электрической энергии позволит решить ряд инфраструктурных проблем в южных регионах России, в настоящее время ограничивающих развитие там промышленности и сельского хозяйства.

Реализация данного проекта будет направлена на создание инфраструктуры для решения задач региональных программ в области развития сельского хозяйства, малоэтажного жилищного строительства, энергосбережения и энергоэффективности.

По результатам исследования даны заявки на 2 патента и оформлено 2 "ноу-хау"

Практическая значимость исследования
Важнейшим условием спроса на подобные установки является их экономическая эффективность. Уровень капитальных и эксплуатационных затрат определяется во многом мощностью фотоэлектрических преобразователей. В свою очередь, мощность фотоэлектрических преобразователей в составе опреснительной установки определяется уровнем потребления электроэнергии на опреснение воды. В разработанной опреснительной установке с электропитанием от фотоэлектрических преобразователей электрохимических накопителей может быть осуществлена рекуперация электрической энергии путем использования электромеханической системы на основе микрогидротурбины или насоса, используемого в режиме мотор-генератора, приводимой в действие потоком концентрата из обратноосмотической установки. Такое комплексное решение позволяет существенно (на 10-15%) снизить потребление электроэнергии и пропорционально уменьшить необходимую мощность солнечных батарей, что существенно снижает уровень капительных и эксплуатационных затрат.
Постер

постер+.ppt