הנדסת מים

38 149 | מגזין המים הישראלי הנדסת מים | מגדלי קירור אוופורטיביים (באידוי) הם אמצעי מקובל לפינוי חום מתהליכים בתעשייה. אחד היישומים הנפוצים למגדלי קירור הוא בתחנות כוח. בתחנות כוח תרמו-אלקטריות החום משמש לייצור קיטור שמניע טורבינה ומפיק חשמל. את הקיטור שנפלט מהטורבינה מעבים כדי שניתן יהיה להחזירו למחזור הייצור. את פעולת העיבוי מבצע מעבה, המשתמש במי קירור כדי לפנות את החום מהקיטור. כתוצאה מכך טמפרטורת מי הקירור עולה ויש לקרר אותם מחדש כך שאפשר יהיה להמשיך את סחרורם במערך מי הקירור ) Closed - loop cooling במחזור סגור ( או לפלוט אותם לסביבה במחזור פתוח ), כפי שמתואר Once - through cooling ( .1 באיור במגדל קירור אוופורטיבי, מי קירור חמים מותזים בחלקו העליון של המגדל ומחלחלים מטה דרך חומר מילוי נקבובי בתוך המגדל. במקביל מוזרם אוויר סביבתי בכיוון ההפוך דרך המגדל, ובמפגש בין האוויר הקר למים החמים, המים מתקררים בזכות הסעת החום לאוויר, כשאחוז מסוים מהם מתאדה ונפלט לאטמוספירה כאדי מים. המים שהתקררו מתנקזים לבריכת המים להפחתת אובדן מים MOF- על השימוש ב במערכות קירור אוופורטיביות צביאל גל תהליכים של אידוי וניקוז מאולץ 1%- מסתכמים באובדן של כ מסך כל כמות המים 2% עד המסתחררת במערכת, לכאורה אחוז קטן אך הדבר מצטבר בסופו של דבר לצריכת מים משמעותית של מגדלי הקירור הקרים בתחתית המגדל ומשם נשאבים חזרה שוב אל המעבים. כיוון שהמלחים המומסים במים אינם מתאדים, הם נותרים במים במגדל וגורמים לעלייה בריכוז המלחים במי הקירור. כדי למנוע ריכוז מלח גבוה מדי במי הקירור (העלול ליצור נזקים למגדל, לצנרת ולמעבים), מבוצע ניקוז מנתי של מים מבריכת מגדל הקירור והשלמה של נפח המים שנוקז במי רשת. במגל קירור אוופורטיבי, תהליכים של אידוי וניקוז מאולץ מסך כל 2% עד 1%- מסתכמיםבאובדן של כ כמות המים המסתחררת במערכת, לכאורה אחוז קטן אך הדבר מצטבר בסופו של דבר לצריכת מים משמעותיתשל מגדלי הקירור. בארצות הברית, לדוגמה, צריכת המים טריליון גלונים 47.7- בתחנות הכוח היא כ לשנה, כשרוב הצריכה מיוחסת למגדלי הקירור שבתחנות הכוח. כיצד ניתן למזער צריכת המים של מגדלי קירור באופן ידידותי לסביבה? לפני כשלוש שנים, במסגרת ניסיון להקמת חברת סטארט אפ, עבדתי על פיתוח של מערכת ידידותית לסביבה, שמטרתה צמצום משמעותי בצריכת המים של מגדלי קירור. הרעיון היה לאפשר קצירה של אדי המים מזרם האידוי של מגדלי קירור אוופורטיביים והשבתם לבריכת מגדל הקירור לשימוש חוזר, ובכך לצמצם את צריכת המים של מגדלי הקירור. לטובת קצירת המים מזרם האידוי של מגדלי הקירור תכננתי לעשות שימוש במשפחה Metal Organic או MOF של חומרים בשם . חומרים אלו מגיעים מתחום Framewaok הכימיה הרטיקולרית, שעוסקת בסינתיזה של חומרים בעלי מבנה גבישי. המבנה הוא יוני מתכת אשר MOF המאפיין את ה- קשורים זה לזה באמצעותמקשריםאורגניים השבת מי קירור