MED SYSTEM INTEGRATED WITH TWIN-SCREW COMPRESSOR. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF OSMAN SHAMET THESIS - e-print.pdf Restricted to Repository staff only until 24 December 2024. Download (2MB)

Arabic Abstract

يقدم هذا العمل مراجعة شاملة ومقارنة لأداء أنظمة التحلية متعددة التأثيرات (MED) التي تعمل بالضغط الميكانيكي للبخار، باستخدام مصادر طاقة وأنواع ضواغط مختلفة. تظهر المنشورات السابقة أن تكلفة المياه تتراوح بين 0.842 و 10 دولارات / م 3، بينما يتراوح استهلاك الطاقة النوعي من 3.6 إلى 193 كيلووات ساعة / م 3. تشير الدراسة إلى الحاجة إلى مزيد من البحث في مجالات مثل قدرات تصريف السوائل الصفرية وتشغيل طاقة الرياح ومواد مكونات المبادل الحراري. علاوة على ذلك، يقدم العمل استخدام نظام تغذية متعدد التأثيرات متقاطع موازٍ مع ضاغط مزدوج اللولب وحقن الماء لتحسين أداء النظام. ينتج عن النظام استهلاك أقل للطاقة النوعية (انخفاض بنسبة 15٪ في SPC عند درجة حرارة بخار 70 درجة مئوية)، وكفاءة إكسرجي أكبر (بمتوسط 16.3٪ أعلى)، وانخفاض تكاليف إنتاج المياه العذبة (3.14 دولار / م 3 لضبط ضاغط مزدوج اللولب عند 8 عدد من التأثيرات). بالإضافة إلى ذلك، يقدم العمل نموذجًا لنظام تغذية أمامية متعدد التأثيرات يستخدم ضاغط مزدوج اللولب مع حقن الماء لتعزيز الكفاءة الأيزنتروبية للنظام. تقارن الدراسة نظام MED-MVC بضاغط عادي وضغط مزدوج اللولب مع حقن الماء. يؤدي استخدام ضاغط المسمار المزدوج إلى انخفاض تكاليف وحدة إنتاج المياه العذبة (4.23 دولار / م 3 لتكوين الضواغط العادي مقابل 3.14 دولار / م 3 لتكوين ضاغط المسمار المزدوج عند 8 عدد من التأثيرات) وكفاءة إكسيرجية أعلى (بمتوسط 16.3٪ أعلى). تدرس الدراسة كيف تؤثر ظروف التشغيل والعوامل الخارجية مثل أسعار الفائدة وتكاليف الكهرباء على تكلفة المنتج النهائي.

English Abstract

This work presents a comprehensive review and comparison of the performance of multi-effect desalination systems (MED) operated by mechanical vapor compression, using different energy sources and compressor types. The literature shows that the unit cost varies between 0.842 and 10 $/m3, while the specific power consumption ranges from 3.6 to 193 kWh/m3. The study suggests further research is needed in areas such as zero liquid discharge capabilities, wind energy operation, and heat exchanger component materials. Furthermore, the work proposes the use of a parallel cross feed multi-effect system with a twin-screw compressor and water injection to improve system performance. The system results in less specific power consumption (15% reduction in SPC at 70 °C steam temperature), greater exergy efficiency (16.3% higher on average), and lower freshwater production costs ($3.14/m3 for twin-screw compressor configuration at 8 number of effects). Additionally, the work presents a model for a forward feed multi-effect system that utilizes a twin-screw compressor with water injection to enhance the isentropic efficiency of the system. The study compares the MED-MVC system with a normal compressor and a twin-screw compressor with water injection. Using the twin-screw compressor results in lower unit costs of freshwater production ($4.23/m3 for the normal compressor configuration vs. $3.14/m3 for the twin-screw compressor configuration at 8 number of effects) and higher exergy efficiency (16.3% higher on average). The study examines how operating conditions and external factors such as interest rates and electricity costs affect the final product cost.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering Research
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	Antar, Mohamed Abdelkarim Mohamed
Committee Members:	ZUBAIR, SYED M. and lawal, Dahiru U.
Depositing User:	OSMAN SHAMET (g202103490)
Date Deposited:	25 Dec 2023 08:40
Last Modified:	25 Dec 2023 08:40
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142679