ABSTRACT

The scope of the present paper is to perform a thermodynamic analysis for a reverse osmosis desalination plant, in order for physical and chemical exergy to be calculated at all plant states. The analysis shows that the amount of the chemical exergy is very small compared with the physical exergy. It is found that 74.07% (122.77 kW) of the plant incoming exergy is destroyed in the membrane, the two throttling valves and all other components destroy 12.73% (21.10 kW) and 8.92% (14.78 kW) of the incoming exergy, respectively. The total amount of exergy which is destroyed at all plant's component is 158.65 kW of the 165.75 kW incoming exergy, and hence the plant effectiveness is found to be 4.2821%. The plant effectiveness could be raised to 4.8642% and an amount of 173,773 kW. hr per year of the electrical exergy could be saved, if a hydraulic turbine were implemented to save 94% of the destroyed exergy at the two throttling valves.

الملخص

تهدف هذه الورقة إلى إجراء تحليل ديناميكي حراري لمحطة تحلية مياه بالتناضح العكسي، حيث تم حساب الإكسيرجي الطبيعية والكيميائية عند جميع نقاط المحطة. بيّن التحليل أن مقدار الإكسيرجي الكيميائية صغيرة جداً مقارنة بالإكسيرجي الطبيعية، وبحساب اللاإنعكاسية الناتجة في جميع عناصر المحطة، وُجد أن الغشاء يسهم بتحطيم كيلووات أي بنسبة 74.07% من الإكسيرجي الداخلة للمحطة عن طريق المضخات، وأن صمامي الخنق يسهما بتحطيم كيلووات أي بنسبة 12.73% من الإكسيرجي الداخلة، أما بقية العناصر فتسهم بتحطيم كيلووات من الإكسيرجي أي بنسبة 8.92% من الإكسيرجي الداخلة، بذلك تكون محصلة الإكسيرجي المُحطمة في جميع عناصر المحطة كيلووات من الإكسيرجي الداخلة البالغة كيلووات، وبلغت فاعلية المحطة 4.2821%. باستخدام تربينة هيدروليكية لغرض استرجاع 94% من الاكسيرجي المُحطمة في صمامي الخنق، تم تحسين الفاعلية لتصبح 4.8642%، بذلك يمكن توفير كيلووات-ساعة من الطاقة الكهربائية سنوياً.