heat recovery

استغلال الحرارة المهدرة: استعادة الحرارة في معالجة البيئة والمياه

في عالم يركز بشكل متزايد على الاستدامة، أصبح تقليل النفايات وتعظيم كفاءة الموارد أمراً بالغ الأهمية. وهذا ينطبق بشكل خاص على قطاعي معالجة البيئة والمياه، حيث غالباً ما يكون استهلاك الطاقة وتوليد الحرارة المهدرة كبيرين. هنا، تظهر **استعادة الحرارة** كأداة قوية، تقدم طريقة فعالة من حيث التكلفة وصديقة للبيئة لاستعادة الطاقة القيمة.

ما هي استعادة الحرارة؟

في جوهرها، استعادة الحرارة هي **التقاط واستخدام الحرارة التي تُفقد عادةً كحرارة مهدرة**. عادةً ما يتم توليد هذه الحرارة أثناء العمليات الصناعية المختلفة، مثل:

• معالجة المياه: على سبيل المثال، تنتج محطات معالجة مياه الصرف الصحي حرارة أثناء عمليات مثل هضم الحمأة والتهوية.
• العمليات الصناعية: غالبًا ما تولد منشآت التصنيع حرارة أثناء الاحتراق والتجفيف والعمليات الأخرى.
• توليد الطاقة: تطلق محطات توليد الطاقة، وخاصة تلك التي تستخدم الوقود الأحفوري، كميات كبيرة من الحرارة أثناء توليد الكهرباء.

كيف تعمل؟

تستخدم أنظمة استعادة الحرارة تقنيات مختلفة لالتقاط ونقل الحرارة المهدرة. تشمل الطرق الشائعة:

• مبادلات الحرارة: تنقل هذه الأجهزة الحرارة من تيار ساخن (مثل مياه الصرف الصحي) إلى تيار بارد (مثل الماء الداخل)، مما يرفع درجة حرارته.
• غلايات الحرارة المهدرة: تستخدم هذه الغلايات غازات العادم من عمليات الاحتراق لتوليد البخار، والذي يمكن استخدامه بعد ذلك للتدفئة أو توليد الطاقة.
• دورات رانكين العضوية (ORC): تحول ORCs الحرارة المنخفضة إلى كهرباء باستخدام سائل عمل ذو نقطة غليان منخفضة.

فوائد استعادة الحرارة:

تعدد فوائد استعادة الحرارة:

• انخفاض تكاليف الطاقة: يقلل إعادة استخدام الحرارة المهدرة بشكل كبير من الحاجة إلى مصادر طاقة خارجية، مما يؤدي إلى انخفاض فواتير الطاقة.
• حماية البيئة: من خلال تقليل استهلاك الطاقة وانبعاثات غازات الدفيئة، تعزز استعادة الحرارة بيئة أنظف.
• زيادة الكفاءة: يُحسّن استخدام الحرارة المهدرة كفاءة العملية الإجمالية، مما يُحسّن استخدام الموارد.
• إطالة عمر المعدات: يمكن أن يؤدي خفض درجات الحرارة التشغيلية إلى إطالة عمر المعدات.
• تعزيز الاستدامة: تساهم استعادة الحرارة في نهج أكثر استدامة لإدارة الصناعة والبيئة.

التطبيقات في معالجة البيئة والمياه:

تجد استعادة الحرارة تطبيقات متنوعة في معالجة البيئة والمياه:

• التسخين المسبق للماء الداخل: يمكن استخدام الحرارة المهدرة من مياه الصرف الصحي المعالجة لتسخين الماء الداخل مسبقًا، مما يقلل من الطاقة اللازمة للتسخين.
• هضم الحمأة: يمكن استخدام الحرارة المهدرة من هضم الحمأة للحفاظ على درجات الحرارة المثلى للهضم اللاهوائي، مما يعزز إنتاج الغاز الحيوي.
• التهوية: يمكن أن تقلل استعادة الحرارة من الطاقة اللازمة لعمليات التهوية في معالجة مياه الصرف الصحي.
• تحلية المياه: يمكن استخدام الحرارة المهدرة من محطات الطاقة أو العمليات الصناعية لدفع عمليات تحلية المياه، مما ينتج المياه العذبة من مياه البحر.

الاستنتاج:

تُعدّ استعادة الحرارة أداة حيوية في قطاعي معالجة البيئة والمياه. من خلال الاستفادة بكفاءة من الحرارة المهدرة، تساهم في توفير الطاقة وحماية البيئة وزيادة كفاءة العملية. مع تزايد الدفع العالمي نحو الاستدامة، من المقرر أن تلعب استعادة الحرارة دورًا أكثر أهمية في بناء مستقبل أخضر وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة.