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!

Lämmönvaihtimet 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.

Baker Hughes esittelee kestävän kehityksen johtajuutta ADIPEC 2023 -tapahtumassa.

Baker Hughes esittelee kestävän kehityksen johtajuutta ADIPEC 2023 -tapahtumassa.

S.H. sheikki Mohamed Bin Zayed Al Nahyanin suojeluksessa, ADIPEC 2023 toimi maailmanlaajuisena foorumina energia- ja kestävyysalojen transformatiivisille ratkaisuille. Baker Hughes esitteli muun muassa rooliaan DESOLINATION-hankkeessa.

Baker Hughesin esityksen tärkeimpiä kohokohtia olivat:

  • Kehittyneet turbokoneiden ratkaisut: Baker Hughes esitteli aksiaalipaisuttimia ja keskipakopumppuja koskevia innovaatioita, jotka on optimoitu sCO₂-Rankine-sykleille ja jotka mahdollistavat tehokkaan energian talteenoton CSP-käyttöisissä suolanpoistojärjestelmissä.
  • Materiaalitieteen huippuosaaminen: Yritys on testannut ja optimoinut tarkoin, mikä takaa sen innovatiivisissa sykleissä käytettävien CO₂-sekoitusten kemiallisen yhteensopivuuden ja kestävyyden.
  • Kestävä suorituskyky: Baker Hughes esitteli ratkaisuja, joilla voidaan vähentää CO₂-päästöjä jopa 70% tavanomaisiin suolanpoistomenetelmiin verrattuna ja saavuttaa yli 42%:n syklitehokkuus.

Baker Hughes toi esiin ratkaisevan tärkeän panoksensa DESOLINATIONiin, 19 kumppanin kansainväliseen yhteistyöhankkeeseen, jonka tarkoituksena on yhdistää aurinkoenergian keskitetty tuotanto (CSP) ja suolanpoisto (Forward Osmosis, FO). Hankkeella pyritään vastaamaan kiireellisiin maailmanlaajuisiin haasteisiin, kuten veden niukkuuteen ja hiilidioksidipäästöihin, ja Saudi-Arabiaan suunnitellaan pilottilaitosta vuonna 2025.

Baker Hughesin osallistuminen DESOLINATION-ohjelmaan korostaa sen sitoutumista innovaatioiden edistämiseen veden ja energian välisessä yhteydessä. Hyödyntämällä asiantuntemustaan turbokoneiden, materiaalitutkimuksen ja uusiutuvien energialähteiden integroinnin alalla yhtiö edistää ratkaisuja, joilla vastataan kriittisiin maailmanlaajuisiin haasteisiin.

ADIPEC 2023 -tapahtuman osallistujat saivat inspiraatiota Baker Hughesin visiosta kestävästä tulevaisuudesta, jossa kehittynyt teknologia vastaa energiatehokkaiden ja vähähiilisten veden suolanpoistojärjestelmien kasvavaan kysyntään.

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,

Edistyksellinen suolanpoistojärjestelmä, jossa on innovatiivinen CO2-virtakierto, joka on integroitu uusiutuviin energialähteisiin.

Edistyksellinen suolanpoistojärjestelmä, jossa on innovatiivinen CO2-virtakierto, joka on integroitu uusiutuviin energialähteisiin.

Hiilidioksidipäästöjen kasvu aiheuttaa suuria ongelmia, kuten jäätiköiden sulamista ja merenpinnan nousua. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi DESOLINATION-hankkeessa esitellään suolanpoistojärjestelmien huippuluokan energiakierto, jossa käytetään innovatiivisia hiilidioksidipohjaisia seoksia seuraavan sukupolven nesteenä. Tässä asiakirjassa tuodaan esiin hankkeen hyödyt ja tarvittavat tekniset esteet, jotka on voitettu tarvittavan koneiston suunnittelussa.

Lämpökiertoa kehitettäessä ja työstönestettä valittaessa otettiin huomioon keskeisiä tekijöitä, kuten turvallisuus, ympäristövaikutukset, materiaalien yhteensopivuus ja tehokkuus.

Järjestelmä perustuu turbokoneistoon - erityisesti pumppuun ja paisuttimeen - lämmön talteenottamiseksi ensisijaisesta aurinkoenergialla toimivasta kierrosta. Tämä järjestely mahdollistaa joustavan lämmöntuotannon simuloidessaan erilaisia aurinko-olosuhteita.

Yksi suurimmista haasteista oli oikean hiilidioksidiseoksen valinta tehokkuuden ja käytännöllisyyden tasapainottamiseksi. Lisäämällä hiilidioksidiin “dopingainetta” voitiin säätää nesteen ominaisuuksia, jolloin järjestelmässä voitiin käyttää pumppua kompressorin sijasta. Tämä tehostaa lämmönvaihtoa pitämällä nesteen lämpötilan sopivana aurinkolämmönlähteelle. Tehokkuuden ja yhteensopivuuden kannalta parhaan dopingaineen löytämiseksi testattiin useita dopingaineita.

Materiaalien yhteensopivuus oli toinen haaste, sillä laitteiden on kestettävä jopa 550 °C:n lämpötiloja, jotka ovat tyypillisiä aurinkolämpövoimateknologiassa. Lopullinen dopingainevalinta oli kompromissi korroosion vähentämisen ja suorituskyvyn maksimoinnin välillä.

DESOLINATION-hankkeen tavoitteena on käynnistää ensimmäinen pilottilaitos vuonna 2025 ja tarjota kilpailukykyisiä ratkaisuja, joiden aurinkolämpötehokkuus on yli 42%, tehokas makean veden tuotanto ja jopa 70% alhaisemmat hiilidioksidipäästöt kuutiometriä kohti suolanpoistettua vettä verrattuna nykyisiin järjestelmiin.
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:

, , , , , , , , ,