Bachelorarbeit : Integration einer Meerwasserentsalzungsanlage in
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Bachelorarbeit :: Bachelorarbeit Integration einer einer Meerwasserentsalzungsanlage Meerwasserentsalzungsanlage in in ein ein Integration Solarkraftwerk Solarkraftwerk Firma: INVEN Engineering GmbH Haager Straße 2 D-85435 Erding Verfasser: Alicia DESPORTES Studiengang: PAB7, Produktion und Automatisierung International Abgabetermin: 31.01.2010 Firmenbetreuer : Dr. Jürgen Scharfe Hochschulbetreuer : Prof. Dr. Hans Christian Alt Hochschule München Fachbereich 06, Feinwerk- und Mikrotechnik / Physikalische Technik Lothstr. 34 D-80335 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Danksagung An dieser Stelle möchte ich Dr. Jürgen Scharfe für das interessante und anspruchsvolle Thema, sowie für das Vertrauen und die freundliche und tatkräftige Unterstützung während meiner Bachelorarbeit, danken. Bedanken möchte ich mich auch bei Marie-Luise Tomasek für die Zeit und Mühe, die sie sich zur Erstellung meiner Bachelorarbeit genommen hat, und für die gute und angenehme Zusammenarbeit. Zuletzt möchte ich noch Prof. Dr. Hans Christian Alt für die Betreuung meiner Bachelorarbeit danken. 1 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Einleitung Die Mittelmeerländer werden mit einer Entwicklung des Energiebedarfs konfrontiert, einhergehend mit raschem Bevölkerungswachstum und erhöhter Urbanisierung. Als Folge wird der Energiebedarf in den nächsten Jahrzehnten wahrscheinlich einen bedeutsamen Anstieg verzeichnen. Während sich die Ausstattung mit konventionellen Energieträgern nach den Ländern unterscheidet, müssen sich alle mit den lokalen und globalen Umweltgegebenheiten arrangieren. Neben Energie und Umwelt wird auch Wasser ein Problem in den meisten Mittelmeerländern. Die Trinkwasserquellen sind nämlich in vielen Regionen übernutzt. Deshalb müssen neue und unkonventionelle Wasserquellen gefunden werden. Leider verbrauchen diese Lösungen oft eine Menge Energie. Und eine nachhaltige Wasserversorgung braucht nachhaltige Energiequellen, die möglichst kostengünstig, sicher und gesellschafts- und umweltgerecht sind. In diesem Kontext und mit den hohen Solarressourcen in der Mittelmeerregion wurde das MED-CSD Projekt gestartet. Das Ziel dieses Projekts, von der Forschungsabteilung der EU-Kommission gestaltet, ist Machbarkeitsstudien von Kraftwerken mit geeigneter Kombination von Solarenergie und Meerwasserentsalzungstechnologie durchzuführen. In diesem Rahmen soll analysiert werden, welches Verfahren an unterschiedlichen Orten die optimale Lösung darstellt. Zwei Hauptverfahren werden hier verglichen: Mehrstufige Verdampfungsentsalzung, die sogenannte MED, und Umkehrosmose (RO). Um zu bestimmen, welche Technologie interessanter ist, soll ein Programm entwickelt werden, das beide berechnet und miteinander vergleicht. In dieser Bachelorarbeit wird der MED-Teil dieses Programms entwickelt, der diesen Vergleich ermöglicht und konkrete Ergebnisse bereitstellt. Zuerst wird ein Basiskraftwerk als Referenz berechnet, dann unterschiedliche MED-Anlagen. Durch sinnvolle Zahlen und Schemata soll sich am Ende herausstellen, wie eine MED-Anlage ein Dampfkraftwerk beeinflusst. Besonders von Interesse sind der Wirkungsgrad der Anlage, der Stromverlust pro erzeugte Destillatmenge und der Wärmeverbrauch für eine Tonne Destillat. 2 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Inhaltsverzeichnis Danksagung ................................................................................................................................ 1 Einleitung ................................................................................................................................... 2 Inhaltverzeichnis ........................................................................................................................ 3 Nomenklatur ............................................................................................................................... 4 1. Physikalische Grundlagen .................................................................................................. 5 1.1. 1.2. 1.3. 2. Grundprinzip der Verdampfung .................................................................................. 5 Das Mollier h,s-Diagramm .......................................................................................... 6 Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik ................................................................. 7 Die Technologie ................................................................................................................. 9 2.1. Die Meerwasserentsalzung .......................................................................................... 9 2.1.1. Die Multi-Effekt-Destillation (MED) ................................................................ 10 2.1.2. Die Umkehrosmose (engl. Reverse osmosis, RO) ............................................. 14 2.1.3. Allgemeiner Vergleich von MED und RO ......................................................... 17 2.2. 3. Das Dampfkraftwerk ................................................................................................. 19 Berechnungen ................................................................................................................... 21 3.1. Das Basiskraftwerk .................................................................................................... 21 3.1.1. Die Methodik...................................................................................................... 22 3.1.2. Das Mollier-Diagramm ...................................................................................... 22 3.1.3. Basis Kraftwerk-Ergebnisse ............................................................................... 23 3.2. Kraftwerk mit MED - Ergebnisse .............................................................................. 26 3.2.1. Kraftwerk mit einer 12 Stufen-MED ................................................................. 26 3.2.2. 4. Kraftwerk mit einer MED-6 Stufen verknüpft ................................................... 29 Zusammenfassung ............................................................................................................ 31 Bildverzeichnis ......................................................................................................................... 32 Literaturverzeichnis .................................................................................................................. 33 Anhänge ................................................................................................................................... 34 Anhang 1 : Vorstellung der Firma Anhang 2 : Mollier-Diagramm Anhang 3 : Das MED-CSD Projek 3 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Nomenklatur m [kg/s] [t/h] [t/d] Massenstrom T [°C] [K] Temperatur T_eq [°C] Gleichgewichtstemperatur p [bar] [Pa] Druck h [kJ/kg] Enthalpie s [kJ/kgK] Entropie x % Dampf Dampfgehalt (0 = nur Flüssigkeit, 1 = nur Dampf) h_liq [kJ/kg] Enthalpie des flüssigen Teils h_vap [kJ/kg] Enthalpie des gasförmigen Teils C [ppm] Konzentration ρ [kg/m³] Dichte cp [J/mol K] Spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck cv [J/mol K] Spezifische Wärmekapazität bei konstantem Volumen Q [kW] [MW] Erzeugter (wenn positiv) oder verbrauchter (wenn negativ) Strom R [J/mol K] Allgemeine Gaskonstante R = 8,314472 kJ/kmol K V [m³] Volumen P [kW] Elektrische Leistung η % Wirkungsgrad A [m²] Fläche n [mol] mol Anzahl MED eng. Multi Effect Distillation, Multi Effekt Destillation Mehrstufige Verdampfungsentsalzung RO eng. Reverse Osmosis, Umkehrosmose Membranprozess für Meerwasserentsalzung CSP eng. Concentrated Solar Power CSD eng. Concentrated Solar Desalination GOR eng. Gained Output Ratio Verhältnis von dem erzeugten Destillat durch den Dampfverbrauch SW eng. seawater, Meerwasser HP eng. High Pressure, Hochdruck LP eng. Low Pressure, niedriger Druck Brine eng. Brine, Salzlösung konzentrierter als Meerwasser (z. B. nach Entsalzung) 4 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 1. Physikalische Grundlagen 1.1. Grundprinzip der Verdampfung Die Umwandlung gasförmig – flüssig ist isotherm und isobar. Die Enthalpiedifferenz Δh macht die Erwärmung vom Meerwasser und seine Teilverdampfung möglich (siehe auch, die Beschreibung der ersten Stufe). Bild 1: P/h Diagramm 5 Alicia DESPORTES 1.2. Bachelorarbeit Januar 2010 Das Mollier h,s-Diagramm Bild 2: Das Mollier h,s-Diagramm Die Berechnung von Dampfkraftprozessen kann, mit Hilfe des h,s-Diagramms1 von Mollier, welches auch das Mollier-Diagramm genannt wird, ganz wesentlich vereinfacht und veranschaulicht werden. Es wird für die Auswertung von adiabatischen Turbinen und Kompressoren häufig genutzt. Bei einem Mollier-Diagramm wird die Entropie des Dampfes auf der x-Achse und die zugehörige Enthalpie auf der y-Achse aufgetragen. Dazu sind auch isotherme und isobare Linien dargestellt: die Isothermen ungefähr horizontal (rot auf dem Diagramm) und die Isobaren ungefähr vertikal (blau auf dem Diagramm). Die horizontale schwarze Linie in der Mitte trennt den Dampfbereich (oben) von dem Nassdampfbereich (unten), wo Gas und Flüssigkeit gemischt werden. Der Prozentgehalt zeigt dann die Dampfmenge. 1 Literaturquelle : Fran Bosnjakovic, Technische Thermodynamik Teil I 6 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Bild 3: Darstellung des Mollier h,s-Diagramms Ein wichtiges Merkmal des Mollier-Diagramms ist, dass eine ideale adiabatische Turbine mit einer vertikalen Linie gezeichnet wird (1 zu 2s auf dem Bild 18). Der reale Punkt befindet sich immer auf der Isobaren, jedoch mit einer höheren Entropie (2a auf dem Bild 18). 1.3. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik2 Die Thermodynamik stützt sich auf vier Hauptsätze. Der nullte Hauptsatz sagt aus, dass zwei Systeme oder zwei Teile desselben Systems sich bei gleicher Temperatur im thermischen Gleichgewicht befinden. Der erste Hauptsatz, auch Energieerhaltungssatz genannt, gilt für alle Energienformen. Er besagt, dass die eintretende Energiemenge gleich der austretenden Energiemenge ist: ∑Q = 0. Der zweite Hauptsatz formuliert die Erfahrung, dass alle in der Natur freiwillig ablaufenden Prozesse irreversibel sind. Sie wurde in verschiedenen, jeweils auf bestimmte Vorgänge bezogenen Formulierungen, festgelegt, die in ihrer Gesamtheit als zweiter Hauptsatz der Thermodynamik bezeichnet werden. Wärme geht nie von allein von einem Körper mit niedriger Temperatur auf einen Körper mit höherer Temperatur über. Eine Maschine, die nur durch Abkühlung eines Körpers Arbeit erzeugt, ohne dass im beteiligten System noch weitere Veränderungen auftreten, ist unmöglich. Irreversible Vorgänge sind u.a. die Erzeugung von Reibungswärme, die Drosselung und Mischung von Gasen, sowie die Wärmeübertragung unter Temperaturgefälle. Nichtumkehrbare Ausgleichsvorgänge werden auch als Dissipationsprozesse bezeichnet. Zweiter Hauptsatz: Dieser Hauptsatz dient als Kriterium für die Optimierung unseres Systems. In Kreisprozessen erfährt ein Gas eine in sich geschlossene Folge von Zustandsänderungen, wobei es wieder in den Ausgangszustand zurückkehrt. Jeder Kreisprozess umfasst deshalb außer arbeitsliefernden Expansionsvorgängen auch arbeitsverbrauchende Kompressionsvorgänge. 2 Literaturquelle: Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau 7 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Bild 4: Theoretischer Kreisprozess idealer Gase nach Carnot Der Carnot-Prozess erreicht den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad zwischen gegebenen Temperaturgrenzen (T1 und T3) und wird deshalb oft zur Beurteilung der Güte anderer Kreisprozesse benutzt, obwohl er in der Praxis nicht durchführbar ist. 1-2: Isotherme Kompression bei der Temperatur T1 (=T2) 2-3: Isentrope Kompression. Temperaturanstieg von T1 auf T3 3-4: Isotherme Expansion bei der Temperatur T3 (=T4) 3-4: Isentrope Expansion. Temperaturabfall von T3 auf T1 Der Carnot-Wirkungsgrad berechnet sich aus dem Verhältnis der höchsten (T3) und der niedrigsten (T1) Temperaturen des Prozesses nach der Formel: ηcarnot = T3 − T1 T1 =1− T3 T3 Der Carnot-Wirkungsgrad ist umso höher, je grösser das Temperaturgefälle zwischen T3 und T1 und je kleiner die niedrigere Temperatur T1 ist. Dieser Wirkungsgrad wird in der Praxis jedoch nie erreicht und liegt, je nach dem Kreisprozess, bei einem Drittel bis etwa zwei Drittel des CarnotWirkungsgrades. 8 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 2. Die Technologie In diesem Teil werden die Meerwasserentsalzungsprozesse, zur Trinkwassererzeugung und das Prinzip eines Dampfkraftwerks, zur Stromerzeugung, erklärt. 2.1. Die Meerwasserentsalzung3 Unter Meerwasserentsalzung versteht man die verschiedenen Prozesse zur Gewinnung von Trinkwasser oder Betriebswasser aus Meerwasser. Es gibt zwei Hauptprozesse: Verdampfung und Trennung durch Membrane. Für beide Prozesse können elektrische oder thermische Energie als Antriebsenergie genutzt werden. Die thermische Entsalzung nutzt Abwärme in Form von Heißwasser oder Dampf als Energiequelle. Die Meerwasserentsalzung benötigt immer eine Vor- und eine Nachbehandlung, je nach Verfahren unterschiedlich. Bild 5: 3 Hauptetappe der Meerwasserentsalzung 3 Die Informationen über die Meerwasserentsalzung stammen teilweise aus dem UE-Bericht von Marie-Luise Tomasek. 9 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Praktisch alle Entsalzungsanlagen enthalten folgende Verfahrensschritte: Vorbehandlung: - Chlorierung (Cl2 oder ClO2) - Rechen (>8-10 mm) - Vorfilterung (8 mm) - Feinfilterung (ca. 3 mm) - Dosierung von Härtestabilisator Nur MED: - Entschäumer Nur RO: - Dechlorierung (da freies Chlor Membrane zerstört) - Filterung Ultrafiltration, Nanofiltration - Biozide (Dosierung von Formaldehyd) - Entfernung von Elementen, z.B. Bor, Arsen... - Chlorierung für Tanks Nachbehandlung: - Dechlorierung - Nur MED: Mineralisierung für Trinkwasser (Kalkstein), Dosierung von CO2 und Ca(Mg)CO3 2.1.1. Die Multi-Effekt-Destillation (MED) Eine MED wird durch seine Stufenzahl charakterisiert, die aus mehreren Verdampfern und einem Kondensator besteht, jeweils in einer Zelle. Die erste Zelle ist die erste Stufe, die zweite Zelle die zweite Stufe und so weiter. Die letzte Zelle ist der Kondensator. Eine 12-Stufen-MED hat also 13 interne Zellen. Die meisten MED-Anlagen besitzen 8, 10 oder 12 Stufen. Ab 14-15 Stufen wird die Anlage sehr teuer. 10 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Bild 6: Aufbau eines Verdampfers Bild 7: Schema einer MED In die erste Stufe kommt heißer Dampf (70°C) hinein, der aus der Energiequelle stammt. Darin wird er verflüssigt, die reine Flüssigkeit verlässt die Zelle mit 70°C. Dieser Kreislauf wird „tubeside“ genannt. Aus der letzten Stufe kommt Meerwasser (hellgrün im Schema Bild 7) mit maximal 65°C, das auf die Rohre der tubeside gesprüht wird. Das auf die warmen Rohre tropfende Wasser verursacht die 11 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Teilverdampfung des Meerwassers und die Verflüssigung des Dampfes. Aus dem Meerwasser enstehen ab der ersten Zelle reiner Dampf (hellblau im Schema Bild 7) und flüssiges Konzentrat (engl.Brine) (dunkelgrün im Schema Bild 7), die in die folgende Zelle geleitet werden. Um die Effizienz der Reaktion zu vergrößern, wird die Temperaturdifferenz ΔT zwischen Dampf und Meerwasser so klein wie möglich gehalten. Bild 8: Schema der ersten Zelle einer MED Die Zahlen in dem Schema sind ein Beispiel für einen typischen Verdampfer. Die Randbedingungen sind: - Dampf aus der Turbine < 73°C wegen Kalk auf den Rohren - Brine < 50000 ppm wegen Gips in den Rohren In den nächsten Stufen wird der Dampf aus den vorherigen Zellen als Erwärmungsfluid benutzt. Die Brinemenge bis zur vorletzten Zelle wird immer grösser. Ab der zweiten Zelle wird das Destillat aus dem hindurchtretenden Dampf gewonnen. In jeder Zelle wird die Temperatur niedriger und deshalb die Reaktion immer weniger effizient. Bild 9: Schema der letzten Zelle einer MED 12 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 In der letzten Stufe, dem Kondensator, wird der Dampf verflüssigt und dem Destillat zugefügt. Dafür wird das Meerwasser als Kühlwasser benutzt. Während der Wasserdampf kondensiert wird, wird das Meerwasser erwärmt. Nach dem Austritt wird es verteilt, ein Teil als Feed (Futter) in die Verdampfer geleitet, der Rest geht zurück ins Meer. Nach dem Kondensator wird das erwärmte Meerwasser in die einzelnen Verdampfer bis zur ersten Zelle geleitet. Unterwegs kann es durch mehrere Vorwärmer erwärmt werden, um in der ersten Zelle eine Temperatur nahe der Dampftemperatur zu erreichen und die Effizienz zu verbessern. Diese Vorwärmer sind allerdings nicht obligatorisch, denn sie bedeuten Zusatzkosten. Das Brine wird nach der vorletzten Stufe dem abgehenden Meerwasser zugefügt und ebenfalls zurück ins Meer geleitet. Das Destillat wird danach chemisch behandelt, um als Trinkwasser verwendet werden zu können. Eine wichtige Kenngrösse für die Güte eines thermischen Entsalzungsprozesses ist die Gain Output Ration (GOR), das Verhältnis von erzeugtem Destillat zum Dampfverbrauch: Der GOR bewegt sich zwischen ca. 5 und 10 und stellt die Effizienz einer Anlage dar. Je höher der GOR ist, desto besser ist die Anlage. Beispiel von MED-Anlage Die Layyah Power Station ist eine Meerwasserentsalzungsanlage in den UAE. Sie hat eine Kapazität von 2 x 36 368 m3/Tag und besitzt 5 Zellen. Bild 10: Modellierung der Layyah-Anlage 13 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Bild 11: Layyah Power Station (Quelle: Sidem) 2.1.2. Die Umkehrosmose (engl. Reverse osmosis, RO) Osmose bezeichnet den Prozess des Konzentrationsausgleichs zweier, durch eine semipermeable Membran getrennte, Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Ionen-Konzentration. Ionen von der hochkonzentrierten Seite wollen auf die Seite der niedrigeren Konzentration gelangen. Da die Membran eine Barriere darstellt, die die Ionen aufgrund ihrer molekularen Größe nicht ohne weiteres durchdringen können, strömen stattdessen die kleineren Wassermoleküle von der niedrig konzentrierten auf die höher konzentrierte Seite. Dabei fließen die Wassermoleküle so lange, bis entweder die Ionen-Konzentration der beiden Seiten ausgeglichen, oder ein Druck auf der hochkonzentrierten Seite aufgebaut worden ist – der sogenannte osmotische Druck. Bei der Umkehrosmosetechnik wird das Osmose-Prinzip umgekehrt. Auf der Seite mit den hohen IonenKonzentrationen (Meerwasser) wird ein Druck angelegt, der das Wasser in die andere Richtung zwingt, nämlich auf die Reinwasserseite mit der niedrigeren Konzentration. Die unerwünschten gelösten Stoffe (Salz und andere Mineralien) können aufgrund ihrer molekularen Größe nicht durch die ultrafeine Membran gelangen. Für die Umkehrosmose funktioniert die Membran wie ein Filter und auf der Reinwasserseite ist somit fast ausschließlich Wasser. Bild 12: Schema des Prinzips der Umkehrosmose 14 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Bild 13: Prinzip der Osmose und Umkehrosmose Erklärung des Schemas: Bei normalen Bedingungen (A) strömt das reine Wasser in die salzigere Lösung bis der hydrostatische Druck auf beiden Seiten gleich ist. Die Druckdifferenz zwischen reinem und salzigem Wasser ist, wenn der Wasserfluss in beiden Richtungen identisch ist, gleich dem osmotischen Druck der Lösung (B). Die Umkehrosmose wird ermöglicht, wenn ein externer Druck auf die salzige Lösung angesetzt wird (C). Dieser externe Druck ist höher als der osmotische Druck und verursacht den Wasserfluss aus der salzigen zu der reinen Lösung durch die Membran. Berechnung des osmotischen Drucks: Die salzigen Partikel sind hier als Gaspartikel angesehen. Damit gilt das ideale Gasgesetz und kann benutzt werden, um den osmotischen Druck abzuschätzen: p∙V = n∙R∙T Die Temperatur T bleibt während der Reaktion konstant, auch die Molanzahl n ändert sich nicht. Der rechte Teil der Gleichung ist also konstant. Der osmotische Druck kann jetzt aus dem Volumen V berechnet werden. Da tatsächlich das Volumen kleiner wird, erhöht sich der Druck p bis zum osmotischen Wert. Der osmotische Druck steigt proportional zum Salzgehalt und zur Temperatur. Zahlenbeispiel: Molmasse : mNaCl = 58,5 g/mol Salzkonzentration Meerwasser : 35 g/l = 35/58 mol/l = 0,60 mol/l Temperatur : T = 300 K Gaskonstante : R = 8,314472 kJ/molK Osmotischer Druck: p = 0,60 mol / 10-3 m³ * 8,31 kJ/molK * 300 K p = 1,50.10-7 Pa = 15,0 MPa Bei diesem Beispiel ist allerdings nicht berücksichtigt, dass NaCl nahezu vollständig dissoziert. Der reale osmotische Druck ist daher höher, ca. 30 MPa. Na+ + Cl- . Sie ist vollständig abgelaufen wenn Dissoziation bezeichnet die Reaktion: NaCl alle Moleküle in Ionen dissoziert worden sind. 15 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Beispiel von RO-Anlage Bild 14: RO-Anlage in Grenod (Israel) – Photo privat Bild 15: Aufbau einer Umkehrosmose-Einheit 16 Alicia DESPORTES 2.1.3. Bachelorarbeit Januar 2010 Allgemeiner Vergleich von MED und RO Bild 16: Integration einer MED oder einer RO in ein Basis Kraftwerk Eingänge : - Qfuel Wärmeversorgung (aus dem Dampfkessel) - Qsw Meerwasser als Kühlung Ausgänge : - P Erzeugter Strom aus dem Kraftwerk - Destillat Aus der MED oder RO - SW Brine und Meerwasser von Abkühlung MED und RO funktionieren anders und haben unterschiedliche Einflüsse auf das Kraftwerk. Die MED benutzt die Wärme aus der Turbine, die RO nur den Strom. Beide benötigen allerdings Strom für die Pumpen. Beispielweise erzeugt ein Basiskraftwerk Strom bis16MW. Eine MED verbraucht ca. 1MW. Jedoch wird die Temperatur der Turbine und folglich auch ihr Druck erhöht und es wird weniger Strom erzeugt. Eine RO dagegen braucht keine Wärme, dafür mehr Strom, ca. 2-3MW. 17 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 MED RO Qualität Meerwasser Nicht kritisch Vorbehandlung nötig Filterung < 3 mm < 50 μm Qualität Destillat 1-10 mg Salz/l 1. Stufe 300 mg/l 2. Stufe 10-50 mg/l Wärmeverbrauch 60-100 kWh/t @ 70°C -- Stromverbrauch < 0,5 kWh/t 3-6 kWh/t Tabelle 1: Vergleich der Merkmalen von MED und RO Wann wird eine MED bzw. eine RO benutzt? Die RO wird oft bei kleinem Bedarf oder für Brackwasser genutzt. Brackwasser (eng. brackish water) ist Wasser, dessen Salzgehalt geringer als der vom Meerwasser ist. Brackwasser ist häufig eine Mischung von Meerwasser und Süßwasser, zum Beispiel an einer Flussmündung oder in einer Lagune. Hingegen wird MED für große Mengen und Meerwasser benutzt, aber auch für einen höheren Reinheitsgrad. Die MED macht tatsächlich eine komplette Entsalzung, während bei RO, wegen dem hohen Druck, einige Salzpartikel durch die Membrane hindurchgehen können. Deshalb sind die RO oft mit zwei Stufen gebaut. Für andere Entsalzungsanlagen wird die MED benutzt. Das neue Programm soll helfen, die Wahl zu begründen. 18 Alicia DESPORTES 2.2. Bachelorarbeit Januar 2010 Das Dampfkraftwerk Ein Dampfkraftwerk ist die vorherrschende Bauart eines Kraftwerks zur konventionellen Erzeugung elektrischer Energie aus fossilen Brennstoffen. Die thermische Energie von Wasserdampf wird in einer Dampfturbine genutzt. Bild 17: Schema des Kreislaufprozesses Wärme wird dem Verdampfer zugeführt. Der Dampf wird dann in die Turbine geleitet, um elektrische Energie zu erzeugen. Mit niedrigem Druck erreicht er den Kondensator, wo der Dampf kondensiert und verflüssigt wird. Bei dieser Reaktion entsteht Wärme, die für Kühlwasser oder Luft benutzt wird. Der verflüssige Dampf geht in eine Pumpe, die seinen Druck wieder erhöht. Danach erreicht die Flüssigkeit den Verdampfer, wo sie in Dampf umgewandelt wird und der Zyklus beginnt von vorn. Der Wirkungsgrad ist allgemein das Verhältnis von abgegebener Leistung (Pab = Nutzleistung) zu zugeführter Leistung (Pzu). Die dabei entstehende Differenz von zugeführter und abgegebener Leistung bezeichnet man als Verluste. In unserem Fall lautet der innere Wirkungsgrad einer Dampfturbine: h0 − hreal η= h0 − hideal Mit h0 die eintretende Enthalpie, hideal die ideale Enthalpie und hreal die reale Enthalpie. Ein normaler, realistischer Wert ist z. B. η = 0,8. 19 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Der thermische Wirkungsgrad des Kraftwerkes ist: Pmech < ηcarnot Q zu (siehe 1.3 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik) Ein Solarfeld kann einen Teil der Energieversorgung ersetzen. Die meisten Kraftwerke werden mit Gas oder Öl versorgt, manchmal mit Kohle, Holz oder Biomasse. Um den Prozess ökologischer zu machen, kann, wenn möglich, ein Solarfeld eingesetzt werden, das im Durchschnitt 20% bis zu 25% der Energie bereitstellen kann. Wie für eine MED-Anlage, funktioniert es effizienter im Winter, wenn der Himmel besonders wolkenlos und klar ist. Obwohl Solarfelder keine Energiekosten haben, benötigen sie ein breites Gelände, haben hohe Baukosten und sind von den Wetterbedingungen abhängig. 20 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 3. Berechnungen 3.1. Das Basiskraftwerk Ein Basiskraftwerk besitzt: - Eine Turbine - Einen Kondensator - Die Peripherie (Pumpen, Vorwärmer, Entgaser) Wärmequelle Bild 18: Schema eines Basiskraftwerks Da sich das Kraftwerk am Meer befindet, kann Meerwasser zur Kühlung des Kondensators verwendet werden. Außerdem eignet es sich als Standort für eine Entsalzungsanlage. Entgaser sind in Kraftwerken und Heißwassersystemen eine Anlagenkomponente, mit denen im Zusatz- und Kreislaufwasser oder in den Kondensaten gelöste Gase entfernt werden. Im Wasser gelöste Gase, wie Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid, verursachen besonders für Werkstoffe aus Eisen Korrosionen in den Anlagen. Daher ist neben der Entsalzung auch die Entgasung des Trinkwassers und des Umlaufwassers wichtig. Die beiden Vorwärmer haben die Funktion, den Dampf in Richtung der Wärmequelle vorzuwärmen. Dieser Prozess ermöglicht, Energie und Arbeit an der Wärmequelle zu sparen, denn der Dampf muss weniger erwärmt werden, da bereits die Wärme aus den verschiedenen Stufen der Turbine genutzt wird. Neben dem Basiskraftwerk gibt es auch eine Wärmequelle, die aus einem Dampfkessel, Solarenergie, Öl, manchmal Kohle, Holz oder Biomasse bestehen kann, welche die Turbine mit heißem Dampf versorgt. 21 Alicia DESPORTES 3.1.1. Bachelorarbeit Januar 2010 Die Methodik Um kein komplett neues Programm zu schreiben, wird ein bestehendes Programm weiterentwickelt. Das Programm arbeitet mit Excel und besitzt 14 Blätter. Oben auf allen Blättern steht ein Feld mit den wichtigen Parametern. Die Eingaben sind: - Der Dampf in die Turbine : 100 t/h und 45 bar - Der Wirkungsgrad der Pumpen: η = 0,8 oder 0,76 je nach Pumpe Die berechneten Parameter sind: - m (kg/s), Massenstrom - T (°C), Temperatur - T_eq (°C), Gleichgewichtstemperatur - p (bar), Druck - h (kJ/kg), Enthalpie - s (kJ/kgK), Entropie - x, Dampfgehalt (0 = nur Flüssigkeit, 1 = nur Dampf) - h_liq, Enthalpie des flüssigen Teils - h_vap, Enthalpie des gasförmigen Teils - cp, spezifische Wärme - Q (kW), erzeugter (wenn positiv) oder verbrauchter (wenn negativ) Strom Die Simulationsrechnungen werden in Abhängigkeit von der Meerwassertemperatur durchgeführt. Diese verändert sich im Lauf des Jahres. Obwohl es mit Excel ein leistungsstarkes Programm zu erzeugen, können tausend mögliche Fehler geschehen, manche leicht erkennbar, andere versteckt, manche unlogisch, usw. Hierauf müssen die Ingenieure immer achten und die Werte mit Hilfe anderer Mittel nachprüfen. 3.1.2. Das Mollier-Diagramm Als Beispiel ist auf Bild 19 (siehe Anhang 3 eine Vergrößerung) eine 4-stufige Turbine dargestellt. Die Parameter stammen aus einer Berechnung der Bachelorarbeit für eine MED-Anlage: - Meerwassereintrittstemperatur, t = 27°C Turbinendruck in, p = 45 bar Turbinendampfmassenfluss, m = 23,69 kg/s Effektivität jeder Stufe der Turbine, η = 0,76 22 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Reale Expansion Ideale Expansion Bild 19: Mollier-Diagramm mit den Parametern einer Turbine Der Turbineneintritt stimmt mit dem höchsten Punkt des Diagramms überein. Idealerweise, das heißt ohne Entropieänderung, würde die Turbine nach der ersten Stufe gerade nach unten, bis 20 bar gehen. Da sie aber nicht perfekt ist, wird die Entropie erhöht und der folgende Punkt findet sich auf der 20 bar-Linie mit höherer Enthalpie und Temperatur als der ideale Punkt. Dies setzt sich fort bis zum Austrittpunkt, der vierten Stufe der Turbine. Das Mollier-Diagramm hilft, um Fehler in einer Berechnung zu finden. Bei falschen Ergebnissen können Punkte keinen geeigneten Platz finden: Enthalpie, Entropie, Temperatur, Druck und Dampfgehalt müssen alle stimmen. 3.1.3. Basis Kraftwerk-Ergebnisse Als Referenz dient ein Excel-Programm, welches für die Berechnungen eines Basis Kraftwerkes entwickelt wurde. Die Berechnungen wurden für acht verschiedenen Meerwassertemperaturen, von 15°C bis zu 35°C, mit folgenden Eingaben durchgeführt: - Dampfmassenstrom in die Turbine = 100 t/h - Druck beim Eintritt in die Turbine = 45 bar Das erzeugte Diagramm zeigt die Kurve des gesamten Wirkungsgrads des Kraftwerks abhängig von der Meerwassereintrittstemperatur (Tin SW). 23 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Wirkungsgrad des Kraftwerks 31.00% 30.50% ηeff 30.00% 29.50% 29.00% 28.50% 15 20 25 30 35 Tin SW (°C) Bild 20: Wirkungsgrad des Kraftwerks in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur Je kälter das Meerwasser ist, desto effizienter ist das Kraftwerk. Mit einer Eintrittstemperatur von 15°C beträgt der Wirkungsgrad bis zu 30,76%, während mit 35°C nur bis zu 28,68% erreicht werden. Ein Parameter muss jedoch berücksichtig werden und zwar die Meerwasseraustrittstemperatur. Das Meerwasser wird im Kondensator (letzte Zelle) benutzt, um das Destillat zu kondensieren und wird folglich erwärmt. Das Meerwasser geht also wärmer zurück ins Meer. Aus Umweltschutzgründen ist manchmal eine Begrenzung der Meerwasseraustrittstemperatur erforderlich. Auf dem vorherigen Diagramm wurde keine Begrenzung angenommen. Das Ergebnis zeigt, dass die Effizienz linear ist. Das nächste Diagramm zeigt die Meerwasseraustrittstemperatur, sowie die Kondensationstemperatur abhängig von der Meerwassereintrittstemperatur. Der Meerwasserstrom, m_sw in, das heißt die Meerwassereintrittsmenge, bleibt in diesem Fall konstant: 1412 kg/s. Ohne Temperaturbegrenzung T (°C) 45,00 1450 1400 1350 1300 1250 1200 1150 1100 1050 1000 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15 20 25 30 m (kg/s) T_sw out T_cond m_sw in 35 Tin SW (°C) Bild 21: Meerwasseraustrittstemperatur, Kondensationstemperatur und Meerwassermenge in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur 24 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 In der Wirklichkeit wäre das Meerwasser zum Beispiel mit 38°C begrenzt. Für diesen Fall ergeben sich folgende Diagramme: Wirkungsgrad des Kraftwerks 31.00% 30.50% 30.00% ηeff 29.50% 29.00% 28.50% 28.00% 15 20 25 30 35 Tin SW (°C) Bild 22: Wirkungsgrad des Kraftwerks in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur mit einer 38°CBegrenzung Ab einer Meerwassereintrittstemperatur von 30°C kommt das Meerwasser aus dem Kondensator mit 38°C heraus. Es darf also nicht wärmer werden und, um die Temperatur auszugleichen, wird die Meerwassereintrittsmenge erhöht. Deswegen wird jetzt eine Biegung in 33°C dargestellt: die Meerwasseraustrittstemperatur und die Kondensationstemperatur bleiben konstant und im Gegensatz steigt der Massenstrom des Meerwassers stark, von 1412 kg/s bis zu 1993 kg/s bei 33°C und 3322 kg/s bei 35°C (siehe Bild 23). Mit Temperaturbegrenzung 38°C T (°C) 45.00 3500 m (kg/s) 40.00 3000 35.00 2500 30.00 2000 25.00 1500 T_sw out T_cond m_sw in 20.00 1000 15 20 25 30 35 T sw in (°C) Bild 23: Meerwasseraustrittstemperatur, Kondensationstemperatur und Meerwassermenge in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur mit einer 38°C-Begrenzung 25 Alicia DESPORTES 3.2. Bachelorarbeit Januar 2010 Kraftwerk mit MED - Ergebnisse Die MED-Anlage ersetzt den Kondensator im Basiskraftwerk. Mehrere zusätzliche Parameter werden jetzt berücksichtigt: - Die Grenzdrücke in der Turbine: 0,37 bar, da ab 70°C die Rohren zu verkalken anfangen - Die Destillatmenge: 15000 t/d (Tonnen/Tag) - GOR: 10,20 Bild 24: Parameter und Variablen von dem Kraftwerk und der MED Auf Bild 24 sind die Parameter für das Kraftwerk, die Parameter für die MED und die Variablen zwischen diesen dargestellt. All diese Parameter müssen in den Berechnungen berücksichtigt werden. 3.2.1. Kraftwerk mit einer 12 Stufen-MED Ein zweites Programm wurde für ein Kraftwerk mit einer MED-Anlage statt dem Kondensator entwickelt. Mit denselben Meerwassertemperaturen wie oben, wurde der Wirkungsgrad der Anlage mit folgenden Eingaben berechnet: - Druck am Eintritt in die Turbine = 45 bar - Stufenzahl der MED = 12 Die Kurve des Wirkungsgrads, in Abhängigkeit von der Meerwassertemperatur, stellt sich wie folgt dar: 26 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Meerwassertemperatur 20,90% 20,70% 20,50% 20,30% ηeff 20,10% 19,90% 19,70% 19,50% 15 20 25 30 35 Tin SW (°C) Bild 25: Wirkungsgrad des 12 Stufen-MED-Kraftwerks in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur Wie für das Basiskraftwerk gilt: Je kälter das Meerwasser ist, desto effizienter ist das Kraftwerk. Der Wirkungsgrad bleibt jedoch viel niedriger, bei 15°C bestenfalls 20,70 %. Bei 35°C werden nur 19,90% erreicht. Um den Einfluss der MED-Anlage auf das Kraftwerk zu ermessen, sind zwei anderen Auswertungen möglich: - Der Stromverlust pro Destillatmenge: ΔPel Pel − 0Pel 0 = mdest mdest Dieser Wert zeigt wie viel Strom durch die Turbine weniger produziert wird. - Der Wärmeverbrauch bei einer Tonne Destillat: ΔQ Q’ − Q 0 = mdest mdest Diese Zahl ist noch interessanter, da sie den Bedarf an Wärmemenge für eine Tonne erzeugtes Destillat quantifiziert. Die folgende Kurve stellt den Stromverlust pro Destillatmenge dar: 27 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Stromverlust je Destillatmenge 23,5 21,5 19,5 17,5 ΔP/m 15,5 (kWh/t) 13,5 11,5 9,5 7,5 15 20 25 Tin SW (°C) 30 35 Bild 26: Stromverlust je Destillatmenge mit einer 12 Stufen-MED Der Stromverlust ist relativ klein bei niedrigen Temperaturen, 8,9 kWh/t bei 15°C, und steigt stetig bis 22,3 kWh/t bei 35°C. Die Kurve des Wärmeverbrauchs für eine Tonne Destillat in Abhängigkeit von der Meerwassertemperatur wird auch dargestellt: Wärmeverbrauch für eine Tonne Destillat mit einer 12 Stufen-MED 65,00 60,00 55,00 Spezifische Wärmeverbrauch 50,00 ΔQ/mD (MWh/t) 45,00 40,00 15 20 Tin SW (°C) 25 30 35 Bild 27: Wärmeverbrauchs für eine Tonne Destillat in Abhängigkeit von der Meerwassertemperatur mit einer 12 StufenMED Wie bei den anderen Diagrammen werden die besten Ergebnisse mit kalten Temperaturen erreicht. Mit 15°C werden 43,0 kWh/tDestillatverbraucht. Je wärmer das Meerwasser wird, desto höher wird der Wärmeverbrauch, bis 62,0 kWh/t bei 35°C. 28 Alicia DESPORTES 3.2.2. Bachelorarbeit Januar 2010 Kraftwerk mit einer MED-6 Stufen verknüpft Da es sich um eine kleinere Anlage handelt, ist die Destillatproduktion nur 5000 t/d und der GOR 4,95. Meerwassertemperatur 22,00% 20,00% 18,00% ηeff 16,00% 14,00% 12,00% 10,00% 15 20 25 30 35 Tin SW (°C) Bild 28: Wirkungsgrad des 6 Stufen-MED-Kraftwerks in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur Der Wirkungsgrad des Kraftwerks, abhängig von der Meerwassertemperatur, ändert sich fast nicht im Vergleich zu den Ergebnissen einer 12 Stufen-MED-Anlage. Stromverlust je Destillatmenge 23,5 21,5 19,5 17,5 ΔP/m 15,5 (kWh/t) 13,5 11,5 9,5 7,5 15 20 25 Tin SW (°C) Bild 29: Stromverlust je Destillatmenge mit einer 6-Stufen-MED-Anlage 29 30 35 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Wärmeverbrauch für eine Tonne Destillat mit einer 6 Stufen-MED 0,50 0,45 0,40 0,35 Spezifische Wärmeverbrauch ΔQ/mD (MWh/t) 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 Meerwassertemperatur (°C) Bild 30: Wärmeverbrauchs für eine Tonne Destillat in Abhängigkeit von der Meerwassertemperatur mit einer 6 StufenMED Der Wärmeverbrauch einer 6 Stufen-MED hat einen ähnlichen Kurvenverlauf, ist aber viel größer als der einer 12 Stufen-MED und steigt schnell mit der Meerwassertemperatur. Bei 15°C werden 117,9kWh/tDestillat verbraucht, bei 35°C 488,8 kWh/tDestillat. Je mehr Stufen die MED besitzt, desto effizienter ist sie. Mehr Stufen und/oder mehr Vorwärmer erhöhen den Wirkungsgrad der Anlage, aber auch ihren Baupreis. In den berechneten Fällen ist die 12 Stufen-MED Anlage viel effizienter als die 6 StufenMED Anlage. Der globale Wirkungsgrad eines Kraftwerks hängt von der Meerwassertemperatur ab. Mit oder ohne MED ist die Anlageneffizienz von der Meerwassertemperatur abhängig. Je kälter das Wasser ist, desto effizienter arbeitet das Kraftwerk. Deswegen braucht das Kraftwerk im Winter weniger Energie. 30 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 4. Zusammenfassung Ziel dieser Bachelorarbeit war es, ein Programm zu entwickeln, das zwei Meerwasserentsalzungstechnologien, MED und RO, vergleichen konnte. In diesem Programm sollte zunächst die MED Berechnungen ausgeführt und behandelt werden. Wenn der RO Teil fertig wird, können die Ergebnisse von RO und MED übereinandergelegt werden, um den Vergleich vollständig zu machen. Als Referenz für den Vergleich dient ein, mit dem Programm berechnetes, Basiskraftwerk mit dem der Effekt der Entsalzungsanlage bewertet werden kann. Wichtig für diese Berechnung waren der Wirkungsgrad der Anlage in Abhängigkeit von der Meerwassertemperatur, die verbrauchte Energie und der erzeugte Strom. Als MED wurden zwei Anlagen mit unterschiedlichen Parametern berechnet, deren bedeutendster Unterschied die Stufenzahl war. Interessante Vergleichselemente sind nun der Wirkungsgrad der Anlage, der Stromverlust je Destillatmenge und der Wärmeverbrauch für eine Tonne Destillat jeweils in Abhängigkeit von der Meerwassertemperatur. Mit oder ohne MED ist die Anlageneffizienz von der Meerwassertemperatur abhängig - je kälter das Wasser, desto effizienter arbeitet das Kraftwerk. Ebenso erhöhen mehr Stufen und/oder mehr Vorwärmer in der MED den Wirkungsgrad der Anlage, aber auch ihren Baupreis. Nur einen technischen Vergleich von Meerwasserentsalzungsanlagen vorzunehmen, wäre für einen Kunde sinnlos. Interessant wäre im Gegensatz, die Kosten der Anlage nach deren Effizienz und Gewinn zu vergleichen. 31 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Bildverzeichnis Bild 1: P/h Diagramm ................................................................................................................ 5 Bild 2: Das Mollier h,s-Diagramm ............................................................................................. 6 Bild 3: Darstellung des Mollier h,s-Diagramms ........................................................................ 7 Bild 4: Theoretischer Kreisprozess idealer Gase nach Carnot ................................................... 8 Bild 5: 3 Hauptetappe der Meerwasserentsalzung ..................................................................... 9 Bild 6: Aufbau eines Verdampfers ........................................................................................... 11 Bild 7: Schema einer MED ...................................................................................................... 11 Bild 8: Schema der ersten Zelle einer MED ............................................................................ 12 Bild 9: Schema der letzten Zelle einer MED ........................................................................... 12 Bild 10: Modellierung der Layyah-Anlage .............................................................................. 13 Bild 11: Layyah Power Station (Quelle: Sidem) ...................................................................... 14 Bild 12: Schema des Prinzips der Umkehrosmose................................................................... 14 Bild 13: Prinzip der Osmose und Umkehrosmose ................................................................... 15 Bild 14: RO-Anlage in Grenod (Israel) – Photo privat ............................................................ 16 Bild 15: Aufbau einer Umkehrosmose-Einheit ........................................................................ 16 Bild 16: Integration einer MED oder einer RO in ein Basis Kraftwerk ................................... 17 Bild 17: Schema des Kreislaufprozesses .................................................................................. 19 Bild 18: Schema eines Basiskraftwerks ................................................................................... 21 Bild 19: Mollier-Diagramm mit den Parametern einer Turbine............................................... 23 Bild 20: Wirkungsgrad des Kraftwerks in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur ................................................................................... 24 Bild 21: Meerwasseraustrittstemperatur, Kondensationstemperatur und Meerwassermenge in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur ............................................... 24 Bild 22: Wirkungsgrad des Kraftwerks in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur mit einer 38°C-Begrenzung...................................... 25 Bild 23: Meerwasseraustrittstemperatur, Kondensationstemperatur und Meerwassermenge in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur mit einer 38°C-Begrenzung .. 25 Bild 24: Parameter und Variablen von dem Kraftwerk und der MED ..................................... 26 Bild 25: Wirkungsgrad des 12 Stufen-MED-Kraftwerks in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur ................................................................................... 27 Bild 26: Stromverlust je Destillatmenge mit einer 12 Stufen-MED ........................................ 28 Bild 27: Wärmeverbrauchs für eine Tonne Destillat in Abhängigkeit von der Meerwassertemperatur mit einer 12 Stufen-MED ..................................................... 28 Bild 28: Wirkungsgrad des 6 Stufen-MED-Kraftwerks in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur ................................................................................... 29 Bild 29: Stromverlust je Destillatmenge mit einer 6-Stufen-MED-Anlage ............................. 29 Bild 30: Wärmeverbrauchs für eine Tonne Destillat in Abhängigkeit von der Meerwassertemperatur mit einer 6 Stufen-MED ....................................................... 30 Tabelle 1: Vergleich der Merkmalen von MED und RO ......................................................... 18 32 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Literaturverzeichnis Bücher: - Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik, Recknagel/Sprenger/Hönmann Technische Thermodynamik Teil 1, Bosnjakovic Physik IV – Physik der Atome und Moleküle, Physik der Wärme, Kalvius/Luchner/Vonach Physik, Gerthsen/Kneser/Vogel Taschenbuch für den Maschinenbau, Dubbel Thermische Trennverfahren, K. Sattler Energie – Ein Lehrbuch der physikalischen Grundlagen, Fricke/Borst Desalination, T. Pankratz/ J. Tonner Einführung in die Thermodynamik, Cerbel/Hoffmann Technische Thermodynamik, Cerbel/Wilhelms Fundamentals of Engineering Thermodynamics, Moran/Shapiro Thermodynamik, Lucas Grundzüge der Thermodynamik, Müller Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences, Cengel/Turner/Cimbala Thermodynamik, neunte Auflage, H. D. Baer DIN-Normen in der Verfahrenstechnik, Graßmuck/Houben/Zollinger Thermodynamics, Cengel/Boles Technische Thermodynamik, E. Becker Membranverfahren, R. Rautenbach Membrantrennverfahren, Ultrafiltration und Umkehrosmose, R. Rautenbach/ R. Albrecht Wasserversorgung, R. Karger/ K. Cord-Landwehr/ F. Hoffmann Technik der Wasserversorgung, G. Merkl Websites: - www.med-csd-ec.eu/eng www.entropie.com www.iea.org www.techno-science.net Technische Dokumente: - - - MED-CSD, Desalination Technology Review, Marie-Luise Tomasek, Dr. Jürgen Scharfe, Inbal david, Dr. Pinhas Glueckstern, Menahem Priel Berechnung und Planung einer Absorptionswärmepumpe mit inverser Rektifikation, Diplomarbeit, Marie-Luise Tomasek Techno-economic Evaluation of the Cogeneration of Solar Electricity and Desalinated Water, Kai-Dieter Schmitz, Klaus-Jürgen Riffelmann, Thomas Thaufelder Absorption Refrigeration and Heat Pumps, INVEN Absorption 33 Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Anhänge Anhang 1 : Vorstellung der Firma Anhang 2 : Mollier-Diagramm mit Werten einer Turbine, deren Eintrittsdruck p = 45 bar und Eintrittstemperatur t = 410°C Referenz: Mollier-Diagramm p 17 Anhang 3 : Das MED-CSD Projekt 34
