Optimización de sistemas de enfriamiento con agua de mar y agua de mar profunda

Abstract

The exponential population growth has promoted the increase in the consumption of fossil fuels to satisfy the also increasing life standards; on the info:eu-repo/semantics/other hand, it has also promoted the increase in the low salinity water consumption. Both situations have become in sustainability issues that have to be faced using different approaches in order to generate sustainable processes that allow the development of future generations. In this context, process integration (thermal and mass integration) have become one of the most used strategies to reduce fossil fuels consumption (thus the reduction of greenhouse gass emissions) and also to reduce fresh water consumption. In this work a sequential approach is proposed, the proposed methodology considers the heat integration of the processes and the substitution of low salinity water with sea water and deep sea water. Results show the advantages of performing the heat integration, which help reduce the energy consumption and also the greenhouse gass emissions. Finally, the feasibility of using sea water and deep seawater as cooling utility has been shown, and optimal planning schemes for the operation of such systems were proposed. Despite the fact that using water with high salinity content represents important challenges form the operational point of view, such systems result attractive in zones with low availability of water for human consumption.

El crecimiento exponencial de la población ha propiciado el aumento en los consumos de energéticos para satisfacer los también crecientes estándares de vida, por otro lado, también ha generado un aumento en el consumo de agua con bajo contenido salino. Ambas situaciones se han convertido en problemas de sustentabilidad que tienen que ser abordados desde diferentes perspectivas con la finalidad de generar procesos sustentables que permitan el desarrollo de futuras generaciones. En este contexto la integración de procesos (térmica y másica) se ha afianzado como una de las estrategias más utilizadas en el medio industrial para reducir los consumos de combustibles fósiles (y por consiguiente de gases de efecto invernadero), así como para minimizar los consumos de corrientes frescas. Por lo tanto, en este trabajo se propone una estrategia secuencial que considera la integración térmica de procesos y la sustitución de agua de baja salinidad por agua de mar y agua de mar profunda como medio de enfriamiento a temperaturas moderadamente bajas. Además, se presenta un modelo matemático formal para la planeación de mantenimiento y dosificación de biosidas en plantas industriales con uso de agua de mar como medio de enfriamiento. Los resultados muestran las ventajas desde el punto de vista energético de realizar la integración térmica, con lo cual se reducen también las emisiones de gases de efecto invernadero. Finalmente, se muestra también la factibilidad de utilizar agua de mar y agua de mar profunda como medio de enfriamiento, empleando esquemas óptimos de planeación para la operación de dichos sistemas. A pesar de que utilizar agua de alto contenido salino representa retos importantes en el aspecto operacional, dichos sistemas resultan atractivos en zonas con baja disponibilidad de agua para consumo humano.