PleatEvapRoKS 23-25. Robuste, kompakte og smarte evaporatorer; norsk bretteteknologi for avsalting og rensing av industrielt avfallsvann

In Norway we get clean drinking water straight from the tap, but billions of people don't have it that way. According to UN, 1 in 4 people lack access to safe drinking water, and the growth in the worlds water production must quadruple to reach the goal of safe drinking water for all in 2030. UN also says that over 80% of the world's wastewater is released without treatment - a huge burden on nature and environment. Pleat can contribute to both areas. We purify water by boiling it, and our contribution is "a pot" that is more efficient than those used today. Purification by boiling is an old and well-known principle, normally done at vacuum conditions, often in several stages (for larger plants), usually from around 70° and below. The produced vapor is pure and condenses back into pure water. Boiling is energy-intensive, but the energy released when the steam condenses is equal and is reused in the process. This is where this "pot" comes in, the base component of the cleaning process. Its thermal efficiency is crucial for energy and economy for the overall system. In Pleat, we zig-zag fold titanium sheets. These become slits for boiling and condensation. The boiling is driven by condensing steam on the opposite side. With wall height only a few centimetres, we can boil with minimal temperature difference from the condensing steam, reducing both energy consumption and the tendency for the pot to stick. Initial tests with simple equipment showed high thermal efficiency, but with the Research Council's support we can for the first time carry out tests in a laboratory, with equipment adapted to the Pleat technology. Epcon in Trondheim has knowledge, lab and equipment for thermal water purification, and together we’ll find out how effective the Pleat pot is compared to today's technologies. These performance figures will be important reference when building two compact pilot models later in the project, one for desalination and one for cleaning industrial wastewater.

Verdens behov for rent vann er stort - og stigende, både til personlig forbruk og til utallige industrielle prosesser. En evaporator kan bidra med vannproduksjon ved at den trekker ut rent vann fra forurenset vann gjennom først å fordampe vann og deretter kondensere denne dampen – på hver sin side av en varmeoverførende metallflate. Jo mer effektiv metallflate, jo mer produserer evaporatoren, eventuelt reduseres energiforbruk eller produktstørrelse. Pleat bretter metallplate kontinuerlig sikk-sakk, og danner dermed spalter med lav høyde for koking og kondensering. Dette gir et grunt, turbulent og effektivt kokebad der metallflaten aldri tørrkoker, og temperaturforskjellen mellom de to sidene kan holdes på et minimum. Innledende tester og analyser antyder at bretteteknologien kan gi økt ytelse og redusert beleggdannelse (scaling). Prosjektets innledende labtest hos Epcon (Trondheim) skal gi referansetall for ytelse, som vi senere vil prøve å gjenskape i 2 pilotmodeller; en for industrielt avfallsvann og en for avsalting. Med disse vil vi også evaluere ulike termodynamiske systemer, idet førstnevnte vil drives av dampkompresjon og sistnevnte av strøm og varme fra en geotermisk brønn. Industrielle testpartnere blir SAR, Norsk Overflate Teknologi og Nortuna. Det er ikke lett å lage en brukervennlig, smart og kompakt evaporator på kort tid. Væske- og dampstrømmer må beregnes, CFD-simuleres og optimaliseres for være effektive, men uten hastighetstopper som kan gi større trykkfall og forringe dampkvalitet. Ikke-kondenserbare gasser må ventileres med minimalt energitap. Tørrstoffer og brine må kunne sirkuleres og fjernes med minimalt arbeid, selv med med saline og oljeholdige væsker. Prosjektpartnerne Epcon og Universitetet i Bremen bidrar med viktig kompetanse innen prosess og evaluering mot eksisterende teknologier. Nortuna kan mye relevant IKT, og våre samarbeidspartnere innen varmevekslere, Hydroniq og Norsk PU-Coating blir viktige for produksjon av pilotmodellene.