OMiUP t2 Gorski6

5.5. OSMOTYCZNE URZĄDZENIA DO ODSALANIA WODY MORSKIEJ

Osmotyczne urządzenia odsalające wodę morską nie są wymiennikami ciepła, ale cel ich eksploatacji, tj. produkcja „wody słodkiej" z wody morskiej uzasadnia ich omówienie w rozdziale traktującym o wyparownikach.

5.5.1. ZASADA DZIAŁANIA ODSALAREK OSMOTYCZNYCH

W urządzeniach osmotycznych wykorzystuje się zjawisko osmozy, tj. procesu przenikania cieczy przez błonę (membranę) półprzepuszczalną. Jeżeli błona półprzepuszczalna oddziela w naczyniu dwa roztwory o różnym stężeniu, następuje samoistne przenikanie (osmoza) rozpuszczalnika przez błonę, od roztworu o stężeniu niższym do roztworu o stężeniu wyższym powodując zmniejszenie tego stężenia. Proces ten wywołany jest istnieniem tzw. ciśnienia osmo-tycznego, które jest wyższe po stronie roztworu o niższym stężeniu. Osmoza zanika po pewnym czasie, gdy rosnący poziom cieczy w części naczynia, do której przenika rozpuszczalnik wytworzy nadwyżkę ciśnienia hydrostatycznego równą ciśnieniu osmotycznemu, wynikającemu z różnych ciśnień.

Odsalarki osmotyczne działają na zasadzie procesu odwrotnego do zjawiska naturalnego opisanego powyżej. W sposób sztuczny zwiększa się ciśnienie roztworu o wyższym stężeniu do wartości wyższej niż ciśnienie osmotyczne, a wówczas przepływ rozpuszczalnika odbywa się w kierunku części naczynia o stężeniu niższym. Można powiedzieć, że tym sposobem, tj. drogą odwróconej osmozy, otrzymuje się czysty rozpuszczalnik (filtrat), a stężenie roztworu o podwyższonym ciśnieniu rośnie. Jeżeli proces odwróconej osmozy zastosuje się do wody morskiej, to filtratem będzie woda o niskim stężeniu soli, popularnie zwana „wodą słodką", a rosnące stężenie wody morskiej pozwoli nazwać ją solanką.

W urządzeniach, które stosuje się do produkcji wody słodkiej, np. wody pitnej z wody morskiej na skalę przemysłową, odpowiednia pompa tłoczy pod wysokim ciśnieniem (5-^10 MPa) wodę morską do komory zwanej modułem os-motycznym, gdzie przepływa ona wzdłuż błony osmotycznej, półprzepuszczal-nej, o dużej powierzchni. Część wody morskiej, około 10-fl5 % ilości dostarczonej do modułu, przenika przez błonę i w postaci produktu finalnego (wody słodkiej) odprowadzana jest do zbiornika. Woda morska o zwiększonym podczas procesu stężeniu, czyli solanka, odprowadzana jest na powrót do morza. Energia potrzebna do zainicjowania i podtrzymywania procesu odwróconej osmozy jest więc energią mechaniczną potrzebną do napędu pompy, a nie energią cieplną, jak w wyparowniku, konieczną do odparowania wody zasilającej.

166