核能和化石燃料發電廠需要消耗大量的水來冷卻,這些水隨后會以水蒸氣的形式浪費掉。現在,麻省理工學院(MIT)的工程師們研發出了一種新系統,可以回收再利用這些流失的水。
巨大的白色“蒸汽柱”是發電廠周圍常見的景象。在美國,從湖泊、河流和井中抽取的所有水中,約有五分之二不是用于農業、飲用或衛生,而是用于冷卻以化石燃料或核能發電的發電廠。蒸發制冷所產生的白色氣體有時會成為一種滋擾,在某些情況下甚至會產生危險。
因此,為了減少這些發電廠的用水需求及浪費問題,科學家們也一直在致力于開發一種回收系統。以前的技術旨在從霧或蒸汽中擠出水,通常依賴于高表面積的材料,水滴可以附著。據了解,MIT此次開發的技術有一定程度上的相似之處,但比前者效率更高。
根據MIT的說法,該系統可以收集這些水蒸氣,隨后將其凈化并循環到其他需要用水的系統中去。
具體而言,研究人員首先通過用一束帶電粒子或離子擊打微小的水滴,使每個水滴帶上輕微的電荷,可以使蒸汽收集更加有效。然后,液滴流通過帶有相反電荷的金屬絲網,如窗紗。這會導致液滴被強烈地吸引到網格上,在那里它們由于重力而掉落并可以收集在放置在網格下方的托盤中。
在一系列的實驗室測試表明這一概念是可行的之后,該團隊在麻省理工學院的兩個研究電廠設施中測試了該系統,一個由天然氣供電,另一個由核能供電。在這兩種情況下,白色氣體幾乎都消失了,捕獲的水非常純凈——比進入發電廠冷卻系統的水的純度高60倍,比普通飲用水的純度還高10倍左右。
研究人員指出,該系統應該能夠減少20%的水消耗。它的純度意味著它也可以通過管道回到一般的供水系統中。此外,兩項大規模測試將于今年在商業運營的工廠開始:一個是900兆瓦的發電廠,另一個是化學制造工廠。