TEMISTh has launched the manufacture of DESOLINATION heat exchanger core!

TEMISTh has launched the manufacture of DESOLINATION heat exchanger core!

von | 9. November 2023 | Milestones, Results - Combination of CSP pland and forward osmosis desalination

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!

Wärmetauscher 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.

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Baker Hughes stellt auf der ADIPEC 2023 seine führende Rolle im Bereich Nachhaltigkeit vor

Baker Hughes stellt auf der ADIPEC 2023 seine führende Rolle im Bereich Nachhaltigkeit vor

von | Okt. 24, 2023 | Events

Unter der Schirmherrschaft von H.H. Sheikh Mohamed Bin Zayed Al Nahyan, ADIPEC 2023 diente als globale Plattform für transformative Lösungen im Bereich Energie und Nachhaltigkeit. Zu den Beiträgen gehörte die Präsentation von Baker Hughes über seine Rolle im DESOLINATION-Projekt.

Zu den wichtigsten Höhepunkten der Präsentation von Baker Hughes gehörten:

  • Fortschrittliche Lösungen für Turbomaschinen: Baker Hughes präsentierte Innovationen bei Axialexpandern und Zentrifugalpumpen, die für sCO₂-Rankine-Zyklen optimiert sind und eine effiziente Energierückgewinnung in CSP-betriebenen Entsalzungsanlagen ermöglichen.
  • Materialwissenschaftliche Exzellenz: Das Unternehmen hat strenge Test- und Optimierungsverfahren eingeführt, um die chemische Kompatibilität und Haltbarkeit der in seinen innovativen Zyklen verwendeten CO₂-Mischungen sicherzustellen.
  • Nachhaltige Leistung: Baker Hughes präsentierte Lösungen, mit denen die CO₂-Emissionen im Vergleich zu konventionellen Entsalzungsmethoden um bis zu 70% gesenkt werden können, während gleichzeitig Zykluseffizienzen von über 42% erreicht werden.
Siehe BH-Präsentation

Baker Hughes hob seine entscheidenden Beiträge zu DESOLINATION hervor, einem internationalen Projekt von 19 Partnern, bei dem konzentrierte Solarenergie (Concentrated Solar Power, CSP) mit Vorwärts-Osmose-Entsalzung (Forward Osmosis, FO) kombiniert werden soll. Das Projekt zielt darauf ab, drängende globale Herausforderungen wie Wasserknappheit und Kohlenstoffemissionen zu bewältigen, wobei eine Pilotanlage in Saudi-Arabien für 2025 geplant ist.

Die Beteiligung von Baker Hughes an DESOLINATION unterstreicht sein Engagement für die Förderung von Innovationen im Bereich Wasser-Energie-Nexus. Durch die Nutzung seines Fachwissens in den Bereichen Turbomaschinen, Materialwissenschaft und Integration erneuerbarer Energien treibt das Unternehmen Lösungen für wichtige globale Herausforderungen voran.

Die Teilnehmer der ADIPEC 2023 ließen sich von der Vision von Baker Hughes für eine nachhaltige Zukunft inspirieren - eine Zukunft, in der fortschrittliche Technologie die wachsende Nachfrage nach energieeffizienten, kohlenstoffarmen Wasserentsalzungsanlagen erfüllt.
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Authors:

DOI: https://doi.org/10.2118/215993-MS

Soós Ernő International Scientific Conference (VSZI’23)

Soós Ernő International Scientific Conference (VSZI’23)

von | Okt. 20, 2023 | Events, News, Results - Draw solution

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,

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Ein fortschrittliches Entsalzungssystem mit einem innovativen CO2-Stromkreislauf, der mit erneuerbaren Energiequellen integriert ist

Ein fortschrittliches Entsalzungssystem mit einem innovativen CO2-Stromkreislauf, der mit erneuerbaren Energiequellen integriert ist

von | Okt. 18, 2023 | Publications, Results - CO2 Mixtures in thermodynamic cycles

Der Anstieg der CO2-Emissionen verursacht große Probleme wie das Abschmelzen der Gletscher und den Anstieg des Meeresspiegels. Um zur Lösung dieser Probleme beizutragen, stellt das Projekt DESOLINATION einen hochmodernen Energiekreislauf für Entsalzungsanlagen vor, bei dem innovative CO2-basierte Mischungen als nächste Generation von Arbeitsflüssigkeiten verwendet werden. In diesem Beitrag werden die Vorteile des Projekts und die technischen Hürden, die bei der Entwicklung der erforderlichen Maschinen überwunden wurden, vorgestellt.
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Bei der Entwicklung des thermischen Kreislaufs und der Wahl des Arbeitsmittels wurden wichtige Faktoren berücksichtigt, darunter Sicherheit, Umweltverträglichkeit, Materialverträglichkeit und Effizienz.

Das System stützt sich auf eine Turbomaschine, insbesondere eine Pumpe und einen Expander, um Wärme aus einem primären Solarkreislauf zu gewinnen. Dieser Aufbau ermöglicht eine flexible Wärmeerzeugung bei gleichzeitiger Simulation unterschiedlicher Sonnenverhältnisse.

Eine große Herausforderung war die Wahl der richtigen CO2-Mischung, um ein Gleichgewicht zwischen Effizienz und Zweckmäßigkeit zu finden. Durch die Zugabe eines “Dotierstoffs” zum CO2 konnten die Eigenschaften der Flüssigkeit angepasst werden, so dass das System eine Pumpe statt eines Kompressors verwenden kann. Dadurch wird der Wärmeaustausch effizienter, da die Flüssigkeit auf einer für die Solarwärmequelle geeigneten Temperatur gehalten wird. Es wurden mehrere Dotierstoffe getestet, um den besten für Effizienz und Kompatibilität zu finden.

Eine weitere Herausforderung war die Materialkompatibilität, da die Geräte Temperaturen von bis zu 550 °C standhalten müssen, die für die solarthermische Energietechnik typisch sind. Die endgültige Wahl des Dotierstoffs war ein Kompromiss zwischen der Verringerung der Korrosion und der Maximierung der Leistung.

Im Rahmen des DESOLINATION-Projekts soll 2025 die erste Pilotanlage in Betrieb genommen werden, die wettbewerbsfähige Lösungen mit einem solarthermischen Wirkungsgrad von über 42%, einer effizienten Süßwasserproduktion und bis zu 70% geringeren CO2-Emissionen pro Kubikmeter entsalztem Wasser im Vergleich zu den derzeitigen Systemen bietet.

Authors:

DOI: https://doi.org/10.2118/215993-MS

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

von | Okt. 16, 2023 | Publications, Results - Draw solution

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.

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Authors:

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