¿Los cruceros utilizan desalinización de agua de mar?
Los viajes en crucero siempre han sido una opción popular para que la gente disfrute de unas vacaciones y explore el océano. Sin embargo, la gente puede sentir curiosidad: ¿cómo se suministra el agua en los cruceros? ¿Se utiliza tecnología de desalinización de agua de mar? Este artículo profundizará en este tema. Primero, echemos un vistazo a las principales fuentes de agua dulce a bordo y la historia del desarrollo deEquipos de desalinización a bordo.
Introducción
Los barcos oceánicos navegan en el vasto océano y tardan entre 5 y 7 días y entre 30 y 40 días en atracar. El agua potable para las personas a bordo se ha convertido en un problema importante que debe solucionarse. La máquina desalinizadora a bordo (comúnmente conocida como generador de agua dulce) es un equipo desalinizador de agua de mar diseñado de acuerdo a la aplicación particular de barcos, yates y plataformas de perforación petrolera, y se ha convertido en una solución a este problema.
Hay dos fuentes principales de agua dulce en los barcos
1. Suministro costero continental
2. Equipo de desalinización de agua de mar proporcionado
Debido a las diferencias en los hábitos de vida personales, si utiliza el método de transportarla desde tierra, no solo necesita invertir en el desarrollo de equipos de almacenamiento de agua higiénicos y seguros, sino también controlar con precisión el consumo de agua de cada persona para garantizar suficientes fuentes de agua y seguridad higiénica. Evidentemente, este método no es fiable. Por ello, los equipos de desalinización a bordo se han convertido en una buena opción.
La historia del desarrollo de los equipos de desalinización a bordo
En el siglo XIX, es decir, después de 1800, la aparición de las máquinas de vapor, así como el desarrollo de la navegación y las necesidades prácticas de la colonización oceánica, promovieron el desarrollo de la destilación y la aparición de los evaporadores sumergidos, que pueden considerarse como el Inicio del desarrollo de la tecnología de desalinización de agua de mar. De 1812 a 1840, se desarrolló la evaporación de efecto único y de efecto múltiple al vacío, y se iniciaron trabajos de investigación y diseño sobre la evaporación instantánea. En 1852, el evaporador de agua de mar con tubo vertical patentado por los británicos se utilizó rápidamente en los barcos, y más tarde se propuso la evaporación con película de pulverización de tubo horizontal. , compresión de vapor y otras patentes. En 1872 apareció en Chile la primera desalinizadora solar del mundo, con una producción diaria de 2 toneladas de agua desalinizada. En 1884, el Reino Unido construyó el primer desalinizador oceánico para resolver el problema del agua potable para el transporte marítimo.
Contenido de sal del agua de mar
● El agua de mar es una solución acuosa que contiene más de 80 tipos de sales, de las cuales 11 tienen concentraciones superiores a 1 mg/L. Los más abundantes son NaCI y MgCL2.
● El contenido medio de sal del agua de mar en el océano es de unos 35 g/l, pero el contenido de sal del agua de mar en diferentes zonas marinas es diferente. El contenido de sal del agua de mar está relacionado con la geología de la zona del mar, las precipitaciones, el flujo de los ríos hacia el mar y la evaporación del agua de mar.
● Algunos mares interiores están cerca de estuarios y tienen baja evaporación. Por ejemplo, el contenido de sal del Mar Báltico es de sólo 2~6,7 g/L, y el contenido de sal del Mar Negro es de 17~18,5 g/L. En algunos mares interiores con gran capacidad de evaporación, como el Mar Rojo y el Mar Mediterráneo, el contenido de sal puede llegar a 40 g/L o más.
Uso y requisitos de agua dulce a bordo de los buques
El agua dulce a bordo se utiliza principalmente para agua de refrigeración de motores diésel, agua de alimentación de calderas, agua de lavado y agua potable.
● El agua de refrigeración del motor diésel sólo debe ser agua dulce (310 kg/1000 kw).
● El agua de lavado generalmente requiere que la concentración de iones cloruro no sea superior a 200 mg/L (Cl⁻) y la dureza no sea superior a 7 miliequivalentes/L.
● El agua potable debe estar libre de impurezas, gérmenes y olores nocivos para la salud, con un contenido de sal no superior a 500~1000 mg/L, una concentración de iones cloruro no superior a 250~500 mg/L (Cl⁻) y un pH valor de 6,5~8,5. (El agua destilada producida por el generador de agua contiene muy pocos minerales y no puede matar los gérmenes, por lo que debe mineralizarse y esterilizarse cuando se usa como agua potable).
● Los requisitos de calidad del agua de alimentación de calderas son los más altos. Generalmente, los requisitos para el contenido de salinidad del agua dulce producida por los dispositivos de desalinización de agua de mar se basan en los estándares del agua de alimentación de las calderas. Los estándares chinos para el agua de alimentación de calderas marinas estipulan que el contenido de sal del agua destilada de alimentación debe ser inferior a 10 mg/L. (NaCl).
La demanda de agua dulce de los barcos
● El consumo doméstico de agua por persona es de aproximadamente 150~250 litros/día.
● El agua utilizada en la central eléctrica se mide por la potencia del motor principal:
★ Los barcos con motor diésel requieren entre 0,2 y 0,3 litros/día por kilovatio.
★ Los barcos con turbinas de vapor requieren entre 0,5 y 1,4 litros/día por kilovatio.
● La cantidad de suministro de agua para calderas auxiliares se puede estimar entre el 1% y el 5% de la capacidad de evaporación, y para las calderas de media y alta presión entre el 1% y el 3% de la capacidad de evaporación.
Generalmente, la capacidad de los cargueros con motor diésel con una potencia de motor principal de aproximadamente 7500 kW no supera los 20 ~ 25 m/día.
Equipos de desalinización para cruceros
Después de conocer la historia del desarrollo de los equipos de desalinización a bordo y la demanda de agua dulce, ahora discutiremos la aplicación de la tecnología de desalinización en los cruceros.
1. Utilización de los recursos hídricos en cruceros:
La mayoría de los cruceros utilizanagua de mar desalinizadacomo su principal fuente de agua. Este proceso generalmente ocurre mediante evaporación de vapor, lo que significa que el crucero convierte el agua de mar en agua destilada, eliminando la sal y las impurezas. Luego, el crucero mineraliza el agua destilada para mejorar su sabor y la clora para garantizar que el agua sea segura. En la actualidad, la tecnología de desalinización de cruceros ha madurado en la práctica. Los cruceros que navegan mar adentro tienen condiciones convenientes para utilizar la desalinización del agua de mar. La ingesta de agua es cómoda y rápida y las fuentes de agua son suficientes. Sólo se necesita equipo técnico profesional para proporcionar una fuente estable de agua dulce para las personas a bordo. Incluso en viajes ultralargos a través del océano, beber agua a bordo no supone un problema.
2. La aplicación de la tecnología de desalinización por ósmosis inversa en cruceros:
Además de la evaporación del vapor, algunos cruceros están equipados con sistemas de ósmosis inversa para filtrar y desalinizar el agua de mar. Estos sistemas crean agua desalinizada forzando el agua de mar a través de una membrana semipermeable a alta presión, dejando sales e impurezas en un lado de la membrana. Si bien garantiza la calidad del agua, esta tecnología también ahorra más energía y es más eficiente, lo que la convierte en la elección de algunos cruceros modernos. Entre ellos, el equipo de desalinización para cruceros pequeños es de tamaño pequeño, está altamente integrado y tiene un rendimiento operativo estable, lo que lo hace muy adecuado para su uso en cruceros marítimos. El equipo de desalinización de cruceros consta principalmente de un sistema de toma de agua, un sistema de pretratamiento, un sistema de desalinización de agua de mar, un sistema de limpieza química y un sistema de control inteligente. Su tecnología principal radica en su tecnología de membrana de ósmosis inversa cargada internamente. La membrana de ósmosis inversa puede realizar la separación y filtración de sustancias a nanoescala y puede eliminar eficazmente sales disueltas, materia orgánica, coloides, microorganismos y otras sustancias en el agua de mar. Funciona de manera estable y no se ve afectado por el complejo y cambiante clima del mar. Es un producto de desarrollo de recursos de agua dulce confiable, seguro y de alta calidad que puede resolver eficazmente el problema del agua del personal de los cruceros que salen al mar.
3. Desafíos de la gestión del agua en los cruceros:
Aunque los cruceros utilizan tecnología de desalinización de agua de mar para obtener recursos de agua dulce, la gestión del agua todavía enfrenta algunos desafíos. Los cruceros requieren una gran cantidad de agua durante los viajes largos, por lo que cómo gestionar y ahorrar agua de forma eficaz se ha convertido en una tarea importante. Además, la operación y mantenimiento de la tecnología de desalinización de agua de mar también requiere personal profesional y soporte de equipos, lo que aumenta el costo y la complejidad de la gestión de los recursos hídricos.
Pasos detallados de desalinización para equipos de desalinización de cruceros
1. Pretratamiento del agua de mar:
En el proceso de desalinización de cruceros, el pretratamiento es la clave para garantizar el funcionamiento estable a largo plazo del sistema de ósmosis inversa. Al formular un plan de pretratamiento del agua de mar, se debe tener plenamente en cuenta la presencia de una gran cantidad de microorganismos, bacterias y algas en el agua de mar. La reproducción de bacterias, algas y el crecimiento de microorganismos en el agua de mar no sólo traerá muchos problemas a las instalaciones de toma de agua, sino que también afectará directamente el funcionamiento normal de los equipos de desalinización de agua de mar y las tuberías de proceso. Al mismo tiempo, el agua de mar es altamente corrosiva, por lo que los materiales de los equipos, válvulas y accesorios de tuberías utilizados en el sistema deben protegerse para garantizar una buena resistencia a la corrosión.
2. Esterilización de agua de mar y eliminación de algas:
Los proyectos de desalinización de agua de mar suelen utilizar reactivos químicos como cloro líquido, NaClO y CuSO4 para esterilizar y matar las algas. Teniendo en cuenta diversos factores como el transporte, resulta difícil añadir reactivos químicos para esterilizar y matar las algas. Generalmente se utiliza un generador de hipoclorito de sodio de agua de mar. Una pequeña corriente de agua de mar presurizada se separa de la bomba de agua de mar y entra al generador de hipoclorito de sodio. NaClO se genera bajo la acción del campo eléctrico de CC y se inyecta directamente en el cajón de la playa según la diferencia de posición para matar bacterias, algas y microorganismos en el agua de mar.
Debido a la alta dureza del agua de mar, la electrólisis directa del agua de mar para producir NaClO debe superar el problema de la incrustación de los electrodos. Durante el proceso de desarrollo, se utilizó como referencia la tecnología de inversión de polos frecuentes (EDR) de electrodiálisis, es decir, la polaridad del electrodo se cambia cada 5 a 10 minutos, lo que resolvió eficazmente el problema de incrustaciones y precipitación en el generador de hipoclorito de sodio.
3. Coagulación y Filtración:
La filtración por coagulación está diseñada para eliminar coloides e impurezas suspendidas en el agua de mar y reducir la turbidez. En proyectos de separación de membranas de ósmosis inversa, el índice de contaminación (FI) generalmente se usa para medir, y el valor de FI del agua de alimentación que ingresa alequipo de osmosis inversase requiere que sea <4. Debido a la gran gravedad específica del agua de mar, el alto valor del pH y los grandes cambios estacionales en la temperatura del agua, el sistema utiliza FeCl3 como coagulante, que tiene las ventajas de no verse afectado por la temperatura, flores de alumbre grandes y fuertes y rápida velocidad de asentamiento.
4. Desalinización osmótica de agua de mar:
El agua de mar tiene un alto contenido de sal y dureza, lo que es altamente corrosivo para los equipos, y los cambios estacionales en la temperatura del agua hacen que el sistema de desalinización de agua de mar por ósmosis inversa sea mucho más complejo que el sistema de desalinización de agua salobre convencional, y la inversión en ingeniería y el consumo de energía también son mucho más alto. . Por lo tanto, es particularmente importante reducir la inversión en ingeniería y el consumo de energía mediante un diseño cuidadoso del proceso y una configuración razonable del equipo, reduciendo así los costos unitarios de producción de agua y garantizando un funcionamiento estable del sistema.
5. Tratamiento de acondicionamiento químico:
Para evitar que se produzcan sales inorgánicas insolubles, como CaCO3 y CaSO4, debido a la concentración de agua de mar durante el proceso de desalinización, y la incrustación y precipitación en la superficie de la membrana de ósmosis inversa y los accesorios de tubería del sistema, se utiliza un agente antical. debe agregarse antes de que el agua de mar ingrese al sistema de desalinización por ósmosis inversa.
Agregar H2SO4 para ajustar el valor del pH del agua de mar para descomponer el HCO-3 en el agua de mar y evitar la precipitación de CaCO3 es el método más comúnmente utilizado y económico en la desalinización de agua de mar. Agregar (NaPO3) 6 (SHMP) es un método eficaz para prevenir la precipitación de CaSO4, pero el subproducto fosfato producido por (NaPO3) 6, aunque inhibe las incrustaciones, fomentará el crecimiento de microorganismos, bacterias y algas, y su uso tiene ciertas limitaciones.
6. Elimina la materia orgánica y los olores del agua de mar:
El agua de mar alrededor de la isla se ve muy afectada por el medio ambiente circundante. La demanda química de oxígeno (DQO) del agua de mar es de 1,7 a 2,5 mg/l. Especialmente en verano y otoño, el agua de mar a veces tiene un olor fuerte. Por ello, además de añadir NaClO para la oxidación, se añade un filtro de carbón activado. El carbón activado granular en forma de fruta con alta resistencia mecánica puede absorber eficazmente la materia orgánica y los olores, mejorar la calidad del agua de ósmosis inversa y al mismo tiempo reducir la contaminación de la superficie de la membrana de ósmosis inversa. , prolonga la vida útil de la membrana.
Introducción al flujo de proceso de los equipos de desalinización de cruceros
Bomba de agua de mar para sala de máquinas de cruceros → sistema de esterilización → bomba de presión de tubería → filtro de bolsa → filtro de precisión → sistema de ultrafiltración → bomba de alta presión sistema de ósmosis inversa → esterilizador UV → bomba de presión intermedia → filtración primaria → filtración secundaria → interruptor de presión alta y baja → alta presión bomba → pequeño sistema de ósmosis inversa → filtro de carbón activado → esterilizador UV → agua potable directa.
● El proceso anterior se divide en tres partes:
1. Parte previa al tratamiento:la bomba de agua de mar, el sistema de esterilización, la bomba de presión de la tubería y el filtro de bolsa en la sala de máquinas se pueden organizar razonablemente de acuerdo con la posición del espacio en el barco.
2. Parte principal:filtro de precisión, ultrafiltración, bomba de alta presión, sistema de ósmosis inversa, esterilizador ultravioleta. Esta parte se considera temporalmente como una estructura integrada. Si el espacio en el barco es limitado, también se puede instalar como una estructura separada.
3. Parte Agua Potable Directa:filtración primaria, filtración secundaria, presostatos de alta y baja presión, bomba de alta presión, pequeño sistema de ósmosis inversa, filtro de carbón activado, esterilizador UV. La parte de agua potable directa se puede colgar en la pared ocupando aproximadamente 600mm×500mm×400mm.
¿Qué tan eficiente es la tecnología de desalinización de agua de mar en cruceros?
Ahora que entendemos el uso de la tecnología de desalinización de agua de mar en los cruceros, profundicemos en la eficiencia de estas tecnologías.
1. Ventajas de la tecnología de evaporación de vapor:
La evaporación de vapor es una de las tecnologías más utilizadas para la desalinización del agua de mar en los cruceros. Aunque este método es relativamente tradicional, es simple, confiable y puede convertir el agua de mar en agua destilada en un período de tiempo relativamente corto. Las ventajas de esta tecnología son su funcionamiento sencillo y su bajo coste, y es adecuada para algunos cruceros pequeños y medianos.
2. La eficiencia de la tecnología de ósmosis inversa:
En comparación,tecnología de ósmosis inversaes más avanzado y eficiente. Esta tecnología elimina de forma más completa la sal y las impurezas del agua de mar, produciendo agua desalinizada de mayor calidad. Aunque la inversión en equipos y los costos operativos son altos, su eficiencia de desalinización y confiabilidad de la calidad del agua son mayores, por lo que cada vez más cruceros lo prefieren.
3. Actualizaciones y mejoras técnicas:
Con el avance continuo de la ciencia y la tecnología y la innovación continua de la tecnología de desalinización de agua de mar, la tecnología de desalinización de agua de mar de los cruceros también se actualiza y mejora constantemente. En el futuro, con la aplicación de nuevos materiales y tecnologías, se mejorará aún más la eficiencia de la desalinización del agua de mar y el ahorro de energía de los cruceros, brindando a los turistas una mejor experiencia en el agua.
Factores que afectan la producción de agua dulce de los equipos de desalinización de cruceros
La cantidad de agua producida (evaporación) del equipo de desalinización de cruceros depende principalmente de la cantidad de calor transferido del agua calentada al agua de mar.
● La superficie de intercambio de calor está sucia y con incrustaciones, lo que reduce el coeficiente de transferencia de calor del evaporador.
● A"cerradura de gas"Ocurre en el lado de calefacción y el gas del interior afectará el flujo del medio de calentamiento y dificultará el intercambio de calor. El aire puede salir a través de la llave de desinflado.
● El nivel de agua en el evaporador es demasiado bajo, lo que reduce el área real de intercambio de calor entre el agua de calefacción y el agua de mar calentada. El nivel de agua más adecuado en el evaporador es llegar justo a la posición de la placa de tubos superior.
● Un vacío insuficiente hará que aumente el punto de ebullición del agua de mar.
● El caudal del agua calentada es insuficiente o la temperatura es demasiado baja, lo que hace que la temperatura media del agua calentada baje.
● A medida que aumenta el volumen del suministro de agua (aumenta la tasa de suministro de agua) o disminuye la temperatura del suministro de agua, se consume más calor en el precalentamiento o se lo quita el agua salada.
● La válvula solenoide de retorno de condensado no está bien cerrada, lo que provoca que parte del agua dulce producida regrese al destilador.
En la gestión diaria, si el equipo de desalinización del crucero produce agua dulce y la cantidad de agua producida tienen el mayor impacto en si se puede establecer y mantener el vacío adecuado. Sin embargo, la producción de agua de los equipos de desalinización de cruceros disminuirá gradualmente después de un uso prolongado, lo que a menudo se debe a la suciedad y las incrustaciones en la superficie de calentamiento.
¿Es la tecnología de desalinización de agua de mar en los cruceros respetuosa con el medio ambiente?
Impacto ambiental de la tecnología de desalinización de agua de mar en cruceros
La aplicación de tecnología de desalinización de agua de mar en los cruceros garantiza la seguridad y la suficiente cantidad de agua para los turistas, pero también genera preocupaciones sobre el impacto ambiental. El proceso de desalinización de agua de mar consume mucha energía, especialmente el método de evaporación de vapor, lo que aumentará las emisiones de carbono de los cruceros. Además, las aguas residuales vertidas por las plantas desalinizadoras de agua de mar también pueden tener ciertos impactos en el ecosistema marino.
Reducir el impacto ambiental de la desalación de agua de mar
Para reducir el impacto negativo de la tecnología de desalinización de agua de mar en el medio ambiente, algunas líneas de cruceros están investigando y adoptando tecnologías de desalinización de agua de mar más respetuosas con el medio ambiente, como sistemas solares de desalinización de agua de mar y tecnología de ósmosis inversa más eficiente. Además, las líneas de cruceros también están fortaleciendo el tratamiento y reciclaje de aguas residuales para reducir el impacto en el ecosistema marino y promover el desarrollo sostenible.
¿Cuáles son las tendencias futuras en la gestión del agua de los cruceros?
Ahora que entendemos la eficiencia de la tecnología de desalinización de agua de mar de cruceros, exploremos las tendencias de desarrollo futuras de la gestión del agua de cruceros.
1. Aplicación del sistema inteligente de gestión de recursos hídricos:
En el futuro, con el desarrollo de la tecnología inteligente, los crucerossistemas de gestión del aguase volverá más inteligente. Al introducir sensores avanzados y tecnología de análisis de datos, los cruceros pueden lograr un monitoreo en tiempo real y un control preciso de los recursos hídricos, gestionando y utilizando así los recursos hídricos de manera más eficiente.
2. Introducción del concepto de desarrollo sostenible:
La gestión del agua de los cruceros evolucionará gradualmente hacia el desarrollo sostenible. En el futuro, los cruceros prestarán más atención a la conservación del agua y la reutilización de los recursos hídricos, adoptarán una tecnología de desalinización de agua de mar más respetuosa con el medio ambiente, reducirán la dependencia de las fuentes naturales de agua y lograrán la utilización y el reciclaje sostenibles de los recursos hídricos.
3. Cooperación internacional e intercambio de experiencias:
Finalmente, la industria de cruceros fortalecerá la cooperación internacional y el intercambio de experiencias para abordar conjuntamente los desafíos que enfrenta la gestión de los recursos hídricos. A través de la cooperación con otros países y regiones, la industria de cruceros puede aprender de las experiencias y tecnologías avanzadas de gestión de recursos hídricos en otras regiones y promover el desarrollo común de la gestión global de recursos hídricos.