ارائه‌کننده: لؤى جواد بهلول الابراهيمى
استاد راهنما: دکتر علی جعفریان دهکردی
استاد ناظر داخلی اول: دکتر محمد مهدی هیهات
استاد ناظر داخلی دوم: دکتر مهدی معرفت
استاد ناظر خارجی اول: دکتر امیررضا قهرمانی
استاد ناظر خارجی دوم: دکتر بهرنک سجادی
تاریخ: 1403/08/05
ساعت: 9:15
مکان: دانشگده مهندسی و فنی، بلوک 3،طبقه دوم، کلاس 154

چکیده:
نیاز و ضرورت بازچرخانی و استفاده دوباره از پساب‌های صنایع با توجه به کمبود آب و معضلات زیست محیطی همواره یکی از مسائل اصلی جوامع انسانی تلقی می‌گردد که امروزه با توجه به رشد روز افزون جمعیت و به تبع آن افزایش صنایع، این نیاز بیش از پیش احساس می‌شود. علاوه بر این بالا بودن میزان انرژی مصرفی در طرح‌های شیرین سازی و تولید آب،  یکی از مهم ترین دلایل محدود کردن استفاده از فناوری‌های تولید آب از پساب‌های صنعتی می‌باشد. لذا ارائه یک روش تامین انرژی کارآمد می‌تواند موجب رفع این محدودیت گردد.
در این پژوهش یک مجموعه جهت تولید هم‌زمان آب و برق مورد مطالعه قرار گرفته است که  به طور کلی می‌توان آن را به سه بخش اصلی نیروگاه سیکل ترکیبی، جمع‌کننده‌های خورشیدی و واحد تصفیه پساب تقسیم بندی نمود. در این سیستم جمع­کننده­های خورشیدی عمده انرژی مورد نیاز برای بخش تصفیه پساب را تامین می‌کند؛ این در حالی است که بخش سیکل ترکیبی که شامل توربین‌های بخار و گاز است وظیفه تولید برق را بر عهده دارند. لازم به ذکر است ضمن ارائه یک پیکربندی جدید و کارآمد به منظور تامین انرژی، از فناوری تخلیه کمینه مایع (Minimum Liquid Dischagre) به عنوان یک فناوری جدید در تولید آب شیرین در قسمت تصفیه پساب این طرح استفاده شده است. جهت ارزیابی عملکرد این طرح، سیستم ارائه شده از نظر شاخص‌های ترمودینامیکی و اقتصادی مورد بررسی قرار گرفته است و بدین منظور در چهار حالت طراحی فصلی، مشخصات بخش جمع‌کننده­های خورشیدی تحت عنوان طراحی زمستانه، بهاره، تابستانه و پاییزه در دو سناریو مختلف بر اساس شرایط اقلیمی شهر بندر عباس، واقع در نواحی جنوبی کشور ایران، مورد ارزیابی قرار گرفته است. در سناریوی اول، بخار مورد نیاز سیستم تغلیظ‌کننده پساب (Brine Concentrator)، جهت تولید آب شیرین، به صورت ترکیبی از زیرکش توربین بخار در نیروگاه سیکل ترکیبی و بخار به دست آمده از خروجی جمع‌کننده‌های خورشیدی فراهم می‌گردد.
این درحالی است که در سناریو دوم جمع‌کننده­های خورشیدی به تانک‌های ذخیره انرژی مجهز شده­اند تا در ساعاتی از شبانه روز که ظرفیت تولید بخار بیشتر از حد موردنیاز سیستم تغلیظ‌کننده پساب است به صورت انرژی حرارتی در تانک­ها ذخیره گردد و در مواقعی مانند شب که انرژی خورشیدی به میزان کافی جهت تولید بخار وجود ندارد به سیستم تزریق گردد و بدین ترتیب بر خلاف سناریو اول، سیستم تغلیظ پساب را از بخش سیکل ترکیبی مستقل سازد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که در سناریو اول بیشترین میزان تولید آب و برق مربوط به طراحی زمستانه به ترتیب با مقادیر [MTon/Year] 2.87 و [GWh/Year]  427.7 می‌باشد. از نظر اقتصادی در سناریو اول کمترین و بیشترین میزان دوره برگشت سرمایه به ترتیب با مقادیر 6 و 10 سال مربوط به طراحی تابستانه و زمستانه می‌باشد. در این سناریو نرخ بازگشت داخلی سرمایه (Internal Rate of Return) نیز در طراحی تابستانه و زمستانه به ترتیب برابر با 21.99 و 11.30 درصد می‌باشد.
در سناریو دوم همانند سناریو اول کمترین و بیشترین میزان دوره برگشت سرمایه به ترتیب مربوط به طراحی تابستانه و زمستانه است و مقادیر آنها 9 و 11 سال می‌باشد. این در حالی است که کمترین و بیشترین نرخ بازگشت داخلی سرمایه مربوط به طراحی زمستانه و تابستانه با مقادیر 11.77 و 15.55 درصد می‌باشد. لازم به ذکر است در هر دو سناریو مقادیر تولید آب و برق و شاخص­های اقتصادی طراحی‌های انجام شده بر اساس فصول پاییز و بهار در میانه مقادیر ارائه شده برای طراحی‌های تابستانه و زمستانه قرار می‌گیرد. در نهایت با توجه به تحلیل اقتصادی انجام شده سناریو دوم مقرون به صرفه نمی‌باشد و طراحی بهاره در سناریو اول بهترین حالت طراحی این سیستم قلمداد می‌گردد.