Dissalazione industriale a basso consumo energetico

DANFOSS 05/10/2018 1222

Le soluzioni tecnologicamente avanzate di Danfoss hanno permesso ad Acciona di realizzare un innovativo impianto di dissalazione modulare a osmosi inversa per la raffineria di Sarlux, in Sardegna, abbattendo i consumi energetici rispetto alle soluzioni tradizionali

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Vista panoramica della più grande raffineria del Mediterraneo, situata a Sarroch, che è integrata con una centrale elettrica a ciclo combinato IGCC. Gli impianti sono gestiti da Sarlux, società controllata interamente dal Gruppo Saras.

Il processo di dissalazione dell’acqua marina è intrinsecamente energivoro. Pertanto, i costi di esercizio legati ai consumi elettrici sono molto significativi e impattano direttamente sulla sostenibilità e la redditività di un impianto di dissalazione.

Tuttavia, l’evoluzione tecnologica nel campo delle pompe ad alta pressione, l’introduzione di sistemi isobarici per il recupero dell’energia più evoluti rispetto alle tradizionali turbine Pelton, l’impiego delle nuove membrane osmotiche Low Energy e del controllo elettronico tramite inverter VLT®, ha permesso di cambiare le regole del gioco, rendendo economicamente sostenibili impianti modulari a osmosi inversa di nuova generazione per applicazioni industriali, come dimostra l’applicazione di successo realizzata da Acciona per conto di Sarlux nel sito della raffineria e centrale di produzione elettrica di Sarroch in Sardegna.

Approvvigionamento di acqua per uso industriale, garantito e a costi certi

Come racconta Pietro Tota, D&C Manager di Acciona Agua, “facendo seguito a una manifestazione di interesse di Sarlux per rinnovare l’esistente processo di approvvigionamento di acqua ultrapura destinata ai suoi impianti industriali, abbiamo proposto una soluzione modulare innovativa realizzabile in container basata sulla dissalazione a osmosi inversa, che prevedeva l’adozione di tecnologie di ultima generazione capaci di offrire al cliente un elevato tasso di disponibilità, flessibilità, bassi consumi energetici ed economicità di esercizio.

Per il funzionamento della raffineria e dell’annessa centrale di generazione elettrica di Sarroch sono necessari mediamente circa 1.000 m3 di acqua all’ora, che precedentemente venivano approvvigionati da Sarlux tramite prelievi dall’acquedotto locale e da diversi impianti di dissalazione esistenti basati sulla tecnologia tradizionale di tipo multiflash a evaporazione per fasi, caratterizzati da un elevato assorbimento energetico, dell’ordine dei 20 kWh per m3 di acqua prodotta.

Forte della sua lunghissima esperienza nel campo della dissalazione a osmosi inversa, maturata nella realizzazione di impianti di ogni taglia e dimensione in tutto il mondo, Acciona ha proposto a Sarlux una soluzione innovativa, sollevando il cliente di ogni tipo di rischio tecnologico e finanziario, tramite un contratto di fornitura ‘chiavi-in-mano’ della durata di sei anni, prorogabili di altri tre, per un servizio di approvvigionamento di acqua ultrapura basato su una tariffa omnicomprensiva ed economicamente competitiva rispetto alle alternative esistenti.

Continua Tota: “Ci siamo occupati di tutto, dall’ideazione della proposta progettuale al suo finanziamento, dal progetto esecutivo alla realizzazione dell’impianto, e ora della sua gestione e della manutenzione ordinaria e straordinaria.

La soluzione ideata a realizzata da Acciona prevede quattro linee di dissalazione modulari a osmosi inversa, capaci di fornire complessivamente 12.000 m3 di acqua pura al giorno con una disponibilità garantita del 97% sull’intero anno. La struttura di ciascuna linea modulare dell’impianto è analoga e si compone di quattro sezioni principali: pretrattamento con membrane a ultrafiltrazione, primo stadio a osmosi inversa con pressioni di lavoro di circa 60 bar, secondo stadio a osmosi inversa per l’affinazione dell’acqua e ultimo stadio con membrane a scambio ionico.

L’intero impianto modulare è ospitato all’interno di 17 container, compreso quello dedicato alla sottostazione elettrica di media tensione, il che ne ha facilitato enormemente la realizzazione in loco, senza la necessità di costruire particolari strutture dedicate e, soprattutto, con una drastica riduzione dei tempi di costruzione. Infatti, Acciona è riuscita a completare l’intero impianto di Sarroch in soli sei mesi che, dopo le consuete certificazioni e verifiche da parte delle autorità competenti, è entrato pienamente in esercizio all’inizio del 2018 garantendo a Sarlux l’acqua ultra pura necessaria alla conduzione dei suoi impianti produttivi.

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Le pompe ad alte pressione e i dispositivi di recupero dell’energia iSave di Danfoss consentono di abbattere i consumi energetici legati al processo di dissalazione e osmosi inversa

La tecnologia innovativa Danfoss fa la differenza

In un impianto dissalazione a osmosi inversa, la sezione più energivora è quella del primo stadio di osmosi, dove viene vinta la pressione osmotica dovuta alla salinità dell’acqua mediante la circolazione ad alta pressione.

Le innovative pompe ad alta pressione Danfoss a pistoni assiali, abbinate ai dispositivi di recupero energetico isobarici Danfoss iSave, si sono rivelate ideali per realizzare un impianto modulare in container della taglia prevista da Acciona per la raffineria di Sarroch.

Spiega Tota: “La tecnologia volumetrica delle pompe ad alta pressione di Danfoss consente di realizzare impianti non solo energeticamente efficienti, ma anche estremamente compatti e inseribili in un container. Grazie alle loro dimensioni ridotte e al design interno semplificato, possono essere quindi installate anche quando lo spazio è limitato e, fattore altrettanto importante, richiedono un’attività di manutenzione periodica davvero minima. I dispositivi iSave, che recuperano l’energia idraulica del flusso di scarico del processo di osmosi inversa, riducendone drasticamente il consumo di energia, sono anch’essi estremamente compatti e integrabili con le pompe ad alte pressione di Danfoss.

Un altro componente fondamentale per minimizzare i consumi energetici è costituito dagli inverter utilizzati per la regolazione della portata. Anche in questo caso, l’adozione di prodotti tecnologicamente avanzati, come quelli della famiglia Danfoss VLT® AQUA Drive, ha permesso ad Acciona di ottimizzare il rendimento complessivo dell’impianto e lo spazio occupato all’interno dei container, grazie alla particolare compattezza dei drives, unica nella categoria.

Si tratta infatti della famiglia di inverter VLT® AQUA Drive, frame tipo D, da 200 kW di potenza, estremamente potenti e compatti.
Fino al 68% più compatti rispetto alle precedenti versioni, per potenze da 90 a 315 kW, integrano di serie filtro RFI e induttanze sul circuito intermedio.
Aggiunge l’Ing. Tota “E’ evidente che il VLT® AQUA Drive è stato progettato in modo specifico per il controllo pompe, per le quali integra di serie funzionalità ad hoc, che lo rendono semplice ed intuitivo nell’utilizzo”.

Grazie alla progettazione combinata del sistema di controllo e di regolazione della portata effettuato congiuntamente da Acciona e Danfoss, si è ottenuta una soluzione capace di migliorare significativamente l’efficienza energetica in ogni condizione di esercizio, in funzione della portata, delle condizioni ambientali e del livello di salinità dell’acqua di mare.

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Convertitori di frequenza VLT® AQUA Drive in frame D da 200 kW, estremamente compatti. Componente fondamentale per minimizzare il consumo energetico

Flessibilità, affidabilità ed economicità di gestione

La realizzazione dell’impianto di dissalazione in formato modulare consente di ottenere degli evidenti vantaggi in termini di flessibilità di esercizio e affidabilità. Infatti, quanto è necessario effettuare delle attività di manutenzione preventiva o correttiva, non è necessario interrompere totalmente l’erogazione di acqua, con possibili conseguenze critiche sui carichi utilizzatori, bensì si può intervenire su uno solo dei moduli, lasciando attivi gli altri. Inoltre, le quattro linee realizzata da Acciona per Sarlux hanno anche al loro interno una struttura ridondata, che consente di mantenere l’erogazione di acqua, a portata ridotta, anche quando si ...

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Danfoss Drives, 50 anni di esperienza, passione, innovazione, qualità

Danfoss Drives è la prima azienda ad aver introdotto sul mercato produzione in serie di inverter.
Dal 1968 Danfoss fornisce prodotti tecnologicamente avanzati, affidabili e facili da utilizzare.
Con gamma di potenza da 0,18 a 5,3 MW i convertitori di frequenza Danfoss Drives VLT® e VACON® garantiscono un rendimento energetico del 98%. Ciò significa che solo il 2% dell’energia viene dissipata sottoforma di calore.  
Il risultato è un elevato risparmio di energia con meno costi operativi. 
Il “cuore” degli azionamenti Danfoss, ovvero gli IGBT degli stadi di potenza, vengono prodotti direttamente da un’azienda appartenente al Gruppo, la Danfoss Silicon Power, rendendo ancora più elevate le prestazioni dell’intera gamma VLT®, e aumentandone l’affidabilità. L’esperienza maturata in questi 50 anni ha permesso a Danfoss Drives di sviluppare azionamenti dedicati, con funzioni specifiche per i principali settori industriali.
A tal proposito la gamma prodotti VLT® comprende la serie VLT® FC HVAC Drive, VLT® Refrigeration Drive, VLT® AQUA Drive, VLT® AutomationDrive, quest’ultima serie rappresenta il top di gamma VLT® e trova la sua principale applicazione nel settore del Food & Beverage e nel Packaging.
Grazie all’estensione della gamma prodotti, che oggi include anche la famiglia di convertitori di frequenza VACON®, Danfoss è diventata ancora più competitiva nell’industria pesante e nei complessi sistemi di processo.

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