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Industrie de courant électrique : Disponibilité de l'eau, solutions avancées de traitement d'entraînement de règlements, nouvelles approches

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Dans les prochaines décennies, on s'attend à ce que de l'énergie globale montante axée sur les besoins croissance démographique éclatante et en augmentant l'activité commerciale et industrielle crée un besoin primordialement d'approvisionnements en eau. En effet, l'agence internationale de l'énergie a signalé que la quantité de d'eau douce consommé pour la production d'énergie mondiale est sur la voie à doubler dans les 25 années à venir.

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Avec de l'eau les retraits se sont associés à la production de courant électrique -- principalement pour des procédés de refroidissement -- expliquant une des plus grandes utilisations de l'eau aux États-Unis et mondial, les nouvelles stratégies de réduction de l'eau et les solutions plus soutenables de traitement de l'eau sont de plus en plus nécessaires dans l'industrie énergétique pour conserver les ressources d'eau douce.

Comme industrie, les producteurs de puissance se rendent très compte des défis entourant des conditions de disponibilité et de futur de l'eau liées à la génération thermoélectrique, et en particulier, comment atténuer l'utilisation de l'eau, ont dit Rick Higginbotham, responsable de budget de corporation avec l'eau de GE et des technologies transformatrices de la transformation.

« Nous voyons le mouvement significatif vers les solutions soutenables, y compris l'étude de la réutilisation de l'eau ou l'exécution réelle, » il a dit. « Ce n'est pas simplement intérêt, mais beaucoup de temps et les ressources entrent dans la recherche et développement de nouvelles technologies ou vers améliorer des processus existants pour réduire au minimum l'utilisation de l'eau. »

En termes d'eau a besoin pour l'industrie énergétique, Higginbotham croit qu'un plus grand arrangement doit être établi au sujet de la différence entre l'utilisation d'eau et la consommation pendant qu'elle se rapporte à la production d'énergie thermoélectrique. « Il y a une quantité significative de l'eau qui est exigée pour produire de l'énergie, mais moins de 3 pour cent de l'eau qui est employée sont consommés ou évaporés réellement, » il ont dit. « Qui est pourquoi comparé à réduire l'utilisation de l'eau, il y a encore une plus grande emphase sur la consommation de découpage. »

L'eau de refroidissement par évaporation

Avec la plus grande attribution de l'eau dans la production énergétique exigée pour se refroidir, de plus en plus plus d'attention est concentrée sur des améliorations et des innovations dans des processus de tour de refroidissement.

Brent Giles, un analyste senior à Boston, le Massachusetts - la recherche basée de lux, a indiqué le courant, la tendance actuelle dans l'industrie énergétique est vers les tours de refroidissement qui incorporent l'eau réutilisant et se refroidissant en circuit fermé. « Les systèmes de refroidissement de passe simple sont tombés hors de la faveur, quoique ces unités soient toujours tout à fait terrain communal à beaucoup d'usines existantes, » il ont dit.

Une autre tendance est l'adoption des systèmes de refroidissement à sec, Giles a noté, qui offrent l'épargne considérable de l'eau mais doit être équilibré contre les différences qui incluent l'efficacité inférieure de transfert de chaleur, et donc, une plus haute opération et des frais financiers.

Un potentiel de possession de technologie est une innovation développée par l'eau moderne Royaume-basée unie qui utilise la technologie vers l'avant d'osmose pour produire l'eau de maquillage de refroidissement par évaporation à partir d'altérer, l'eau très de basse qualité de source, Giles a indiqué.

Selon l'eau moderne, le processus vers l'avant de l'osmose de la compagnie utilise un système de recyclage « d'agent osmotique » qui transfère l'eau pure à partir d'une eau d'alimentation (telle que l'eau de mer) au système de régénération (extraction perméable), permettant pour la production de l'eau de processus de haute qualité aux économies significatives.

L'eau municipale de source

Une autre tendance se développante dans l'industrie énergétique -- en grande partie conduit par les coûts réglementaires et actuels -- inclut se tourner vers l'eau usagée municipale comme matière de base pour des centrales.

« Plus peut une usine n'être construite à côté d'un lac ou un fleuve et pouvoir accéder à l'eau libre, » Higginbotham a indiqué. « Le coût de l'eau est devenu une considération motrice. »

Mais avec l'utilisation de l'eau usagée municipale viennent les nouveaux défis, en particulier par rapport aux niveaux élevés de salinité. « Quand cette eau est réutilisée maintes et maintes fois, les sels deviennent très concentrés, » il a dit. « Ces sels peuvent précipiter dehors sur les surfaces en métal, ayant pour résultat une perte de transfert de chaleur et d'exécution réduite. »

GE a développé récemment haut-soumettent à une contrainte/polymères résistants à la haute température -- effort appelé polymère tolérant (STP) -- quelles aides augmentent considérablement la gamme dans laquelle difficile-à-traitez les eaux peut être contrôlée et de manière rentable traitée.

« Avant le développement de ce polymère, l'industrie était limitée en termes d'index de saturation de sel et la charge thermique, » Higginbotham a indiqué. « Notre STP fournit une flexibilité plus élevée dans la conception d'un programme de traitement pour de grands systèmes de refroidissement et augmente considérablement les occasions d'employer le maquillage gris de l'eau -- une source qui n'était jamais avant considéré en raison des limitations de traitement ou des coûts globaux. »

Solutions avancées

Sur l'arrière saison des processus, le progrès significatif dans des solutions de traitement des eaux résiduaires permet à des producteurs de puissance de traiter des jets tous les deux d'eau usagée plus efficace et décisif. Avec la purge de tour de refroidissement, les solutions améliorées de traitement tiennent compte des niveaux plus élevés de rétablissement de l'eau, maximisant finalement des occasions de réutilisation. Les avancements en technologies de traitement fournissent également à des usines les solutions principales pour se conformer à de nouveaux et de plus en plus rigoureux règlements.

Patrick Randall, directeur pour le marché nord-américain avec Aquatech, a dit que les limites strictes de décharge d'eau usagée conduisent une plus grande adoption de la technologie liquide nulle de la décharge (ZLD), qui dans certains cas est maintenant exigée par règlement.

« Dans notre processus de ZLD, ultra-filtration est un grand secteur de foyer pour nous, » il a dit. « Nous travaillons activement aux améliorations aux membranes d'ultra-filtration qui mèneront le rétablissement augmenté d'exécution et d'eau de ZLD au-dessus de 90 pour cent. »

Une autre innovation de processus de ZLD d'Aquatech inclut l'electrodeionization partiel, qui est employé pour produire l'eau polie finale qui est introduite dans des chaudières.

« Electrodeionization est une technologie commune, mais nous pouvions améliorer l'exécution par la fabrication de elle ce que nous appelons que partielle, » Randall a dit. « Ceci implique de couper le processus en deux cellules différentes dans l'unité, permettant à cette technologie d'être plus pardonnante pour différents différents feedwaters. »

En plus de la purge de tour de refroidissement, la technologie de ZLD également est utilisée pour traiter la désulfuration des gaz de fumée (FGD) -- ou épurateur -- eau usagée. Ces dernières années, des normes d'émission plus dures d'air ont exigé de nouvelles et existantes centrales thermiques au charbon d'installer des systèmes de FGD pour enlever des émissions d'oxyde de soufre. Ces systèmes enlèvent effectivement ces contaminants des émissions mais produisent les jets de rebut difficiles et de haute résistance qui sont caractérisés avec le contenu élevé de chlorure en plus des métaux et des solides en suspension.

« L'EPA a sorti avec les nouvelles directives de courant électrique qui limitent la décharge de FGD, conduisant le traitement dans ce secteur, » Randall a indiqué. « Récemment, dans New Hampshire, l'EPA a déterminé que ZLD a représenté la meilleure technologie disponible pour traiter que le jet de rebut. »

Une approche plus holistique

En conformité avec la variation plus grande dans l'industrie énergétique vers l'adoption de plus de solutions soutenable-focalisées de l'eau et d'eau usagée, plus d'intérêt également est montré dans des défis de approche plus holistique, préparant le terrain pour une prise de décision plus futée et une intégration plus efficace des technologies.

« En évaluant une conception ou une suite des options, tout le équilibre d'eau de l'usine devrait être factorisé dedans -- chaque point dedans et chaque précisent, incluant comment ces points mettent en corrélation et affectent le système dans son ensemble, » a dit Higginbotham. « La plus grande consommation d'utiliser-et de l'eau dans un service de puissance est consacrée vers le refroidissement, mais si nous pouvons développer et mettre en application les solutions qui sont intégrées et mieux visées pour une plus haute performance dans ce processus, nous pouvons effectivement réduire la quantité de l'eau priée pour la génération électrique. »

Compatible à cette approche est l'utilisation croissant des données et de l'analytics avec des systèmes de traitement pour conduire un rendement plus élevé et une plus grande connectivité en termes de prise de décision.

« Une avance signicative dans l'industrie est d'employer l'instrumentation et les données qui sont disponibles non seulement pour la surveillance mais pour analyser le système d'une manière prédictive, » Higginbotham a dit. « Les systèmes futés nous permettent de modeler les eaux, les concentrations en sel et les cycles thermiques à un degré où nous pouvons prévoir nos paramètres critiques exactement et ce qui spécifiquement les besoins d'être fait à un système afin d'augmenter l'exécution pour manipuler difficile ou dur-à-traitent l'eau usagée. »

Au sujet de l'auteur : Jeff Gunderson est un correspondant pour WaterWorld industriel. Il est un auteur professionnel avec sur 10 ans d'expérience, se spécialisant dans les secteurs reliés à l'eau, à l'environnement et au bâtiment, y compris l'eau usagée, la précipitation exceptionnelle, l'infrastructure, les ressources naturelles, et la conception soutenable. Il tient une maîtrise en science environnementale et technologie de l'école du Colorado des mines et une science de la licence en général de l'université de l'Orégon.

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