TEMISTh has launched the manufacture of DESOLINATION heat exchanger core!

TEMISTh has launched the manufacture of DESOLINATION heat exchanger core!

The DESOLINATION project has reached an important milestone: after an initial design and simulation phase carried out by our project partner TEMISTh, the first heat exchanger model has now been printed!

المبادلات الحرارية can take different forms depending on many parameters: temperatures, pressures, chemical properties of the fluids, etc. But they are critical to the heat transfer within the CSP cycles to recover heat from the sun and make the turbine work.

In DESOLINATION, specific work will be on exchanging heat between the power cycle (air in the existing plant, CO2 in the innovative one) and the desalination draw solution (highly concentrated solution). New Printed Circuit Heat Exchangers (PCHEs) and Printed Fin Heat Exchangers (PFHEs) will thus be produced.

Following a simulation and design phase for supercritical CO2 and molten salt, our project partner TEMISTh has launched the manufacture of the Heat Exchanger core (system used to transfer heat between a source and a working fluid).

The aim of this first mock-up is to answer technical questions such as powder removal, assembly and design validation.

The next step is to test the mock-up on an sCO2 loop for validation.

بيكر هيوز تستعرض ريادتها في مجال الاستدامة في معرض ومؤتمر أبوظبي الدولي للبترول 2023

بيكر هيوز تستعرض ريادتها في مجال الاستدامة في معرض ومؤتمر أبوظبي الدولي للبترول 2023

تحت رعاية صاحب السمو الشيخ محمد بن زايد آل نهيان, معرض ومؤتمر أبوظبي الدولي للبترول 2023 كان بمثابة منصة عالمية للحلول التحويلية في مجال الطاقة والاستدامة. وكان من بين المساهمات العرض الذي قدمته شركة بيكر هيوز عن دورها في مشروع DESOLINATION.

تضمنت النقاط الرئيسية في العرض التقديمي الذي قدمته شركة بيكر هيوز ما يلي:

  • حلول الآلات التوربينية المتقدمة: وقدمت شركة بيكر هيوز ابتكارات في الموسعات المحورية ومضخات الطرد المركزي المحسّنة لدورات رانكين لثاني أكسيد الكربون المُحَوَّرة (sCO₂)، مما يتيح استعادة الطاقة بكفاءة في أنظمة تحلية المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية المركزة.
  • التميز في علوم المواد: قامت الشركة بعمليات اختبار وتحسين صارمة ومفصلة لضمان التوافق الكيميائي والمتانة لخلطات ثاني أكسيد الكربون المستخدمة في دوراتها المبتكرة.
  • الأداء المستدام: وعرضت شركة بيكر هيوز حلولاً قادرة على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة تصل إلى 701 تيرابايت إلى 3 تيرابايت مقارنةً بطرق التحلية التقليدية، مع تحقيق كفاءة دورة تزيد عن 421 تيرابايت إلى 3 تيرابايت.

وسلطت شركة بيكر هيوز الضوء على مساهماتها المهمة في مشروع DESOLINATION، وهو جهد دولي يضم 19 شريكًا يهدف إلى دمج الطاقة الشمسية المركزة مع تحلية المياه بالتناضح الأمامي. ويهدف هذا المشروع إلى معالجة التحديات العالمية الملحة مثل ندرة المياه وانبعاثات الكربون، مع التخطيط لإنشاء محطة تجريبية في المملكة العربية السعودية في عام 2025.

تؤكد مشاركة شركة بيكر هيوز في برنامج DESOLINATION على التزامها بتعزيز الابتكار في العلاقة بين المياه والطاقة. فمن خلال الاستفادة من خبرتها في مجال الآلات التوربينية وعلوم المواد وتكامل الطاقة المتجددة، تدفع الشركة قدماً بالحلول التي تعالج التحديات العالمية الحرجة.

غادر الحاضرون في معرض ومؤتمر أبوظبي الدولي للبترول 2023 مستلهمين رؤية بيكر هيوز لمستقبل مستدام - مستقبل تلبي فيه التكنولوجيا المتقدمة الطلب المتزايد على أنظمة تحلية المياه الموفرة للطاقة والمنخفضة الكربون.

Soós Ernő International Scientific Conference (VSZI’23)

Soós Ernő International Scientific Conference (VSZI’23)

After presenting the ‘Implementation of thermo-responsive polyalkylene glycol-based draw solutions in the forward osmosis process‘ (co-prepared by I. Petrinić, N. Jančič, and H. Bukšek) at Soós Ernő’s international scientific conference on Water and wastewater treatment in the industry in 2022 (VSZI’22), our project partner, the University of Maribor, is back with a new presentation for the 2023 edition!

Irena Petrinić, Ross D. Jansen-van Vuuren, Ana Ambrož, Thomas Luxbacher, and Hermina Bukšek, from the University of Maribor (DESOLINATION partner) gave an oral presentation focusing on ‘Thermo-responsive PAG based commercial draw solutions for forward osmosis‘ at Soós Ernő 2023 (VSZI’23) organised by the Soós Ernő Research and Development Center, University of Pannonia Nagykanizsa – University Center for Circular Economy and the Foundation for Higher Education of Kanizsa.

The production of clean drinking water is also a priority in countries with abundant water resources and growing solvent demand. The main goal of the research center, founded in 2014, is to carry out international researches in the field of water purification and water treatment, by using the research results and experience in water purification and water treatment in the Nagykanizsa region which is based on decades of history. It is also of utmost importance for us to train specialists who are able to solve various water and waste water treatment problems in industries and public utilities.

In order to support this goal and provide the future professionals, talent management is needed. Elementary and high school students can have the insight into the work of the research center as we offer them lectures, open lab sessions and summer camps, all promoting natural sciences.

The annual Soós Ernő International Scientific Conference, through the presentations and discussions of scientific and industrial professionals in the field of water and waste water treatment, will allow knowledge sharing, networking and exchange of experience which are essential for development,

نظام متطور لتحلية المياه مع دورة طاقة مبتكرة لثاني أكسيد الكربون مدمجة مع مصادر الطاقة المتجددة

نظام متطور لتحلية المياه مع دورة طاقة مبتكرة لثاني أكسيد الكربون مدمجة مع مصادر الطاقة المتجددة

يتسبب الارتفاع في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في مشاكل كبيرة مثل ذوبان الأنهار الجليدية وارتفاع منسوب مياه البحر. للمساعدة في معالجة هذه المشاكل، يقدم مشروع DESOLINATION دورة طاقة متطورة لأنظمة تحلية المياه، باستخدام خلائط مبتكرة قائمة على ثاني أكسيد الكربون كجيل جديد من سوائل العمل. تسلط هذه الورقة الضوء على فوائد المشروع والعقبات التقنية التي تم التغلب عليها في تصميم الآلات اللازمة.

تم أخذ العوامل الرئيسية في الاعتبار عند تطوير الدورة الحرارية واختيار سائل التشغيل، بما في ذلك السلامة والأثر البيئي وتوافق المواد والكفاءة.

ويعتمد النظام على الآلات التوربينية - وتحديداً مضخة وموسع - لاستعادة الحرارة من دورة أولية تعمل بالطاقة الشمسية. يسمح هذا الإعداد بإنتاج الحرارة بمرونة أثناء محاكاة الظروف الشمسية المختلفة.

وتمثل أحد التحديات الرئيسية في اختيار مزيج ثاني أكسيد الكربون المناسب لتحقيق التوازن بين الكفاءة والتطبيق العملي. فمن خلال إضافة “مادة مخدرة” إلى ثاني أكسيد الكربون، يمكن تعديل خصائص السائل، مما يسمح للنظام باستخدام مضخة بدلاً من الضاغط. وهذا يجعل التبادل الحراري أكثر كفاءة من خلال الحفاظ على السائل في درجة حرارة مناسبة لمصدر الحرارة الشمسية. تم اختبار العديد من المنشطات للعثور على أفضلها من حيث الكفاءة والتوافق.

كان توافق المواد يمثل تحديًا آخر، حيث تحتاج المعدات إلى التعامل مع درجات حرارة عالية تصل إلى 550 درجة مئوية، وهو أمر نموذجي لتكنولوجيا الطاقة الشمسية الحرارية. وكان الاختيار النهائي للمواد المخدرة عبارة عن مفاضلة بين الحد من التآكل وتعظيم الأداء.

يهدف مشروع DESOLINATION إلى إطلاق أول محطة تجريبية في عام 2025، حيث يقدم حلولاً تنافسية بكفاءة حرارية شمسية حرارية تزيد عن 421 تيرابايت 3 تيرابايت، وإنتاج مياه عذبة بكفاءة عالية، وانبعاثات أقل من ثاني أكسيد الكربون تصل إلى 701 تيرابايت 3 تيرابايت لكل متر مكعب من المياه المحلاة مقارنة بالأنظمة الحالية.
Characterization of the physical properties of the thermoresponsiveblock-copolymer PAGB2000 and numerical assessment of its potentialities in Forward Osmosis desalination

Characterization of the physical properties of the thermoresponsiveblock-copolymer PAGB2000 and numerical assessment of its potentialities in Forward Osmosis desalination

Forward Osmosis is a promising strategy for desalination processes, however some aspects have to be better characterized to make it competitive with other affirmed technologies. One of these aspects is the selection of the draw agent, i.e., a polymeric solution that has to fulfill different requirements to guarantee both high membrane performances and good regeneration process. Previous studies have identified a thermoresponsive copolymer known as PAGB2000 as potential draw agent. However, in the open literature there is no information on the thermo-physical properties required for a fully characterization of the polymer itself, hence, different experimental campaigns have been conducted to quantify: phase behavior, osmotic pressure, density, dynamic viscosity, thermal conductivity, thermal diffusivity and isobaric specific heat capacity. These properties were then used in a computational model to simulate the whole desalination process. Recovery ratio, specific electric consumption and specific thermal consumption were compared with the ones obtained in a previous work, showing that a detailed characterization of the thermo-physical properties is required to get accurate and realistic predictions of the system performance.

Keywords: Polymer, Draw agent, Forward osmosis, Desalination.

Authors:

, , , , , , , , ,