Puesta en funcionamiento, control regulatorio y modelado de métricas de rendimiento de un sistema de destilación por membranas a escala comercial
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
La destilación por membranas es un método de desalación térmica con diferentes nichos de aplicación potenciales, como es el tratamiento de salmueras de los sistemas de ósmosis inversa. Este trabajo presenta la puesta en funcionamiento, control y modelado preliminar de un sistema de destilación por membranas a escala comercial, localizado en las instalaciones de la infraestructura Agroconnect de la Universidad de Almería. En concreto, se diseña e implementa un sistema de control directo con fines de regulación de caudal y temperatura. Posteriormente, haciendo uso de este sistema de control directo, se presentan diferentes resultados de control en torno a puntos de operación estáticos de la unidad de destilación por membranas, los cuales se usan para caracterizar de forma preliminar su producción de permeado y eficiencia térmica usando la metodología de superficie de respuesta. Los modelos resultantes de esta caracterización se presentan como herramientas fundamentales para la optimización en tiempo real del sistema a través de estrategias de control jerárquico adecuadas.
Palabras clave:
Detalles del artículo
Citas
Åström, K. J., H ̈agglund, T., 2006. Advanced PID control. Vol. 461. ISA-The Instrumentation, Systems, and Automation Society Research Triangle.
Francis, L., Ahmed, F. E., Hilal, N., 2022. Advances in membrane distillation module configurations. Membranes 12 (1), 81. DOI: https://doi.org/10.3390/membranes12010081
Gil, J. D., 2023. Hierarchical control and optimization strategies applied to solar membrane distillation facilities. Springer Nature. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-24900-6
Gil, J. D., Gonz ́alez, R. A., S ́anchez-Molina, J., Berenguel, M., Rodr ́ıguez, F., 2024. Reverse osmosis desalination for greenhouse irrigation: Experimental characterization and economic evaluation based on energy hubs. Desalination 574, 117281. DOI: https://doi.org/10.1016/j.desal.2023.117281
Gil, J. D., Roca, L., Berenguel, M., 2020. Modelling and automatic control in solar membrane distillation: Fundamentals and proposals for its technological development. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial 17, 329–343. DOI: https://doi.org/10.4995/riai.2020.13122
Gil, J. D., Roca, L., Ruiz-Aguirre, A., Zaragoza, G., Berenguel, M., 2018. Optimal operation of a solar membrane distillation pilot plant via nonlinear model predictive control. Computers & Chemical Engineering 109, 151–165. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2017.11.012
Khayet, M., Matsuura, T., 2011. Membrane distillation: principles and applications. Elsevier. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-444-53126-1.10013-2
Poirier, K., Lotfi, M., Garg, K., Patchigolla, K., Anthony, E. J., Faisal, N. H., Mulgundmath, V., Sahith, J. K., Jadhawar, P., Koh, L., et al., 2023. A comprehensive review of pre-and post-treatment approaches to achieve sustainable desalination for different water streams. Desalination, 116944. DOI: https://doi.org/10.1016/j.desal.2023.116944
Viader, G., Casal, O., Lef`evre, B., de Arespacochaga, N., Echevarr ́ıa, C., L ópez, J., Valderrama, C., Cortina, J., 2021. Integration of membrane distillation as volume reduction technology for in-land desalination brines management: Pre-treatments and scaling limitations. Journal of Environmental Management 289, 112549. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112549
Yadav, A., Labhasetwar, P. K., Shahi, V. K., 2021. Membrane distillation using low-grade energy for desalination: A review. Journal of Environmental Chemical Engineering 9 (5), 105818. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.105818