Concepts and economic analysis of a crystallizer for a solar thermal powered desalination plant

Abstract

This Bachelor’s thesis deals with the physical and economic examination of different concepts to implement it in a modular constructed solar thermal powered desalination plant to reduce the waste of it. During this analysis the concepts are developed and compared to each other via a scoring model. Here, two different concepts are selected. The first concept consists of a direct solar thermal heated crystallizer and the second concept is an industrial crystallizer. The following step is a physical and thermodynamic analysis. This shows the probable scale and the required heat flow to run the concepts. Furthermore, the concepts are analysed in an economic way. The result of this is a diagram where the costs are as a function of the scale of the desalination plant. Here, it is shown, that the direct crystallizer is much cheaper in a scale of 1 to 60 desalination applications but becomes more expensive above 60.

In dieser Bachelorarbeit werden verschiedene Konzepte zur Reduzierung des Abfalls einer modular aufgebauten und solarthermisch betriebenen Entsalzungsanlage untersucht. Hierzu werden die Konzepte zuerst entworfen und im Anschluss untereinander verglichen. Dies geschieht mit Hilfe einer Nutzwertanalyse. Zwei Konzepte werden ausgewählt. Eines der Konzepte ist ein direkt solarbetriebener Verdampfer und das Zweite ein industrieller Verdampfer. Als Nächstes werden die Konzepte physikalisch und thermodynamisch untersucht. Hier werden die Abmessungen grob dargestellt und die benötigte Wärmemenge berechnet. Darauf folgt die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung, welche ein Diagramm aufzeigt, in welchem die Kosten der Konzepte in Abhängigkeit zur Größe der Entsalzungsanlage dargestellt sind. Das Ergebnis zeigt, dass der direkte Verdampfer bei einem Maßstab der Entsalzungsanlage zwischen 1 und 60 Modulen günstiger zu betreiben ist als der industrielle Verdampfer. Bei über 60 Modulen wird jedoch der industrielle Verdampfer günstiger.