Ósmosis inversa y destilación: análisis comparativo de la integración en plantas de potencia
Resumen
La creciente escasez del agua, sobrepoblación mundial y el aumento en la demanda de energía eléctrica han promovido que los procesos energéticos sean más eficientes, por lo que en este documento se plantea un análisis comparativo de dos tecnologías de desalación de agua de mar que proveen agua y consumen grandes cantidades de energía. El artículo tiene como objetivo realizar una comparación energética de las tecnologías con la mayor capacidad de contratación a nivel global como lo son la destilación y la ósmosis inversa e integrarlas al bloque de potencia y comparar que tecnología se ve favorecida en lo que respecta a impactos sobre el rendimiento global del ciclo de potencia. El estudio evalúa los consumos energéticos de la destilación y la ósmosis inversa (OI) teniendo como parámetro de diseño el agua de alimentación. Para la tecnología de destilación el proceso es insensible a la salinidad, por lo tanto, da igual seleccionar cualquier agua de alimentación. En cambio, para la OI factores como la temperatura y la salinidad hacen que los consumos energéticos se eleven. También cabe destacar que se evalúan tecnologías convencionales (temperatura de operación $< 70°C$)y no convencionales (temperatura de operación $>70°C$) de destilación que puedan competir con una tecnología convencional (un solo paso, una etapa) de ósmosis inversa con recuperación de energía de la salmuera. Como resultado, se observa que, aunque se haya elevado la eficiencia térmica del proceso de destilación e incluyendo un termocompresor esta tecnología no puede competir con la ósmosis inversa
Descargas
Citas
UNESCO (2019). Informe Mundial de las Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos 2019: No dejar a nadie atrás. Desalination [En línea]. Disponible en: https://es.unesco.org/water-security/wwap/wwdr/2019#download
ARSHAD HASSAN, Khan. Desalination Processes and Multistage Flash Distillation Practice. Elsevier, 1986. N.o v. 1. ISBN 9780444425638. Disponible en: https://books.google.com.ec/books?id=JmapQgAACAAJ
HELAL, A.M.; AL-JAFRI, A. y AL-YAFEAI, A. (2012). Enhancement of existing MSF plant productivity through design modification and change of operating conditions. Desalination [En línea]. 307, 76-86.ISSN: 0011-9164. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.desal.2012.08.027
AMY, Gary; GHAFFOUR, Noreddine; LI, Zhenyu; FRANCIS, Lijo; VALLADARES, Rodrigo; MISSIMER, Thomas y LATTEMANN, Sabine (2017). Membrane-based seawater desalination: Present and future prospects. Desalination [En línea]. 401, 16-21. ISSN: 0011-9164. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.desal.2016.10.002
QASIM, Muhammad; BADRELZAMAN, Mohamed; DARWISH, Noora; DARWISH, Naif e HILAL, Nidal (2019). Reverse osmosis desalination: A state-of-the-art review. Desalination [En línea]. 459, 59-104. ISSN: 0011-9164, Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.desal.2019.02.008
PEÑATE, Baltasar y GARCÍA-RODRÍGUEZ, Lourdes (2012). Current trends and future prospects in the design of seawater reverse osmosis desalination technology. Desalination [En línea]. 284, 1-8. ISSN: 0011-9164, Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.09.010
GLOBAL WATER INTELLIGENCE, GWI e INTERNATIONAL DESALINATION ASSOCIATION, IDA. IDA Desalination Yearbook 2016-2017. GWI, Global Water Intelligence, 2016. Disponible en: https://www.environmental-expert.com/books/ida-desalination-yearbook-2016-2017-47595
VEZA, José Miguel. Introducción a la desalación de aguas. Servicio de Publicaciones y Difusión Científica de la ULPGC, 2002. ISBN 8495792982. Disponible en: https://www.amazon.com.mx/Introducci%5C%C3%5C%B3n-desalaci%5C%C3%5C%B3n-aguas-Jos%5C%C3%5C%A9-Miguel/dp/8495792982
AL-SHAMMIRI, M. y SSFAR, M. (1999). Multi-effect distillation plants: state of the art. Desalination [En línea]. 126(1-3), 45-59. ISSN: 0011-9164, Disponible en: https://doi.org/10.1016/S0011-9164(99)00154-X
ORTEGA-DELGADO, Bartolomé; GARCÍA-RODRÍGUEZ, Lourdes y ALARCÓN-PADILLA, Diego (2017). Opportunities of improvement of the MED seawater desalination process by pretreatments allowing high-temperature operation. Desalination and water treatment [En línea]. 97, 94–108. Disponible en: https://doi.org/10.5004/dwt.2017.21679
GLOBAL WATER INTELLIGENCE, GWI e INTERNATIONAL DESALINATION ASSOCIATION, IDA. IDA Desalination Yearbook 2009-2010. GWI, Global Water Intelligence, 2010.
Central térmica Esmeraldas I [En línea]. CORPORACIÓN ELÉCTRICA DEL ECUADOR, CELEC, Disponible en: https://www.celec.gob.ec/termoesmeraldas/index.php/central-termica-esmeraldas-i
MOSTAFA, Sharqawy y SYED, Zubair (2010). Thermophysical properties of seawater: A review of existing correlations and data. Desalination and Water Treatment - DESALIN WATER TREAT [En línea]. 16(1-3), 354-380. Disponible en: https://doi.org/10.5004/dwt.2010.1079
ANDREWS, Brett; DAVÉ, Bhasker; LÓPEZ-SERRANO, Paloma; TSAI, Shih-Perng; FRANK, Rich; WILF, Mark y KOUTSAKOS, Erineos (2008). Effective scale control for seawater RO operating with high feed water pH and temperature. Desalination [En línea]. 220(1), 295-304. ISSN: 0011-9164 Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.02.041
WILF, Mark; AWERBUCH, Leon; BARTELS, Craig; MICKLEY, Mike; PEARCE, Graeme y VOUTCHKOV, Nikolay. The Guidebook to Membrane Desalination Technology Reverse Osmosis, Nanofiltration and Hybrid Systems Process, Design, Applications and Economics. Balaban Publishers, 2007. N.o First edition. ISBN 0-86689-065-3. Disponible en: https://www.book-info.com/isbn/0-86689-065-3.htm
GARCÍA, Sabugal; GÓMEZ, Santiago y MOÑUX, Florentino. Fundamentos termodinámicos de los ciclos combinados gas-vapor. En: Centrales térmicas de ciclo combinado: teoría y proyecto. Ediciones Díaz de Santos, 2006. p. 323. ISBN 9788499699332. Disponible en: https://books.google.com.ec/books?hl=es&id=KCG5BgAAQBAJ&q=
BURNETT, J. Wesley y KIESLING, L. Lynne (2019). Power plant heat-rate efficiency as a regulatory mechanism: Implications for emission rates and levels. Energy Policy [En línea]. 134, 110980. ISSN: 0301-4215 Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2019.110980
MILLERO, Frank; FEISTEL, Rainer; WRIGHT, Daniel y MCDOUGALL, Trevor (2008). The composition of Standard Seawater and the definition of the Reference-Composition Salinity Scale. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers [En línea]. 55(1), 50-72. ISSN: 0967-06375 Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.dsr.2007.10.001
AMERI, Mohammad; MOHAMMADI, Saeed; HOSSEINI, Mehdi y SEIFI, Maryam (2009). Effect of design parameters on multi-effect desalinationsystem specifications. Desalination [En línea]. 245(1), 266-283. ISSN: 0011-9164 Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.desal.2008.07.012
ORTEGA-DELGADO, Bartolomé; CORNALI, Matteo; PALENZUELA, Patricia y ALARCÓN-PADILLA, Diego (2017). Operational analysis of the coupling between a multi-effect distillation unit with thermal vapor compression and a Rankine cycle power block using variable nozzle thermocompressors. Applied Energy [En línea]. 204, 690-701. ISSN: 0306-2619. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.07.062
HANAFI, A.; MOSTAFA, G.; WAHEED, A. y FATHY, A. (2015). 1-D Mathematical Modeling and CFD Investigation on Supersonic Steam Ejector in MED-TVC. Energy Procedia [En línea]. 75, 3239-3252. ISSN: 1876-6102. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.07.690
KOUHIKAMALI, R.; SANAEI, M. y MEHDIZADEH, M. (2011). Process investigation of different locations of thermo-compressor suction in MED–TVC plants. Desalination [En línea]. 280(1), 134-138. ISSN: 0011-9164 Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.06.070
MACHARG, John P. (2003). Retro-fitting existing SWRO systems with a new energy recovery device. Desalination [En línea]. 153(1), 253-264. ISSN: 0011-9164 Disponible en: https://doi.org/10.1016/S0011-9164(02)01144-X
Energy Recovery, Inc. ERI Technical Bulletin Flow in PX Device Arrays. Doc. No. 80074-01. Making Desalination Affordable, 2006-2007. Disponible en: https://ro-blog.com/wp-content/uploads/2018/04/80074-01-1-Flow-Technical-Bulletin.pdf
LENNTECH. DOW FILMTECTM SW30HRLE–440i. Form No. 609-03001-1009. DOW. Disponible en: https://www.lenntech.com/Data-sheets/Dow-Filmtec-SW30HRLE-440i.pdf
Derechos de autor 2022 Eduardo Vladimir Azanza Lutsak; Alvaro Miguel Remache

Esta obra está bajo licencia internacional Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
El titular de los derechos de autor de la obra, otorga derechos de uso a los lectores mediante la licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional. Esto permite el acceso gratuito inmediato a la obra y permite a cualquier usuario leer, descargar, copiar, distribuir, imprimir, buscar o vincular a los textos completos de los artículos, rastrearlos para su indexación, pasarlos como datos al software o usarlos para cualquier otro propósito legal.
Cuando la obra es aprobada y aceptada para su publicación, los autores conservan los derechos de autor sin restricciones, cediendo únicamente los derechos de reproducción, distribución para su explotación en formato de papel, así como en cualquier otro soporte magnético, óptico y digital.