Около двух пятых всей воды, забираемой из озер и рек в США, используется не для сельского хозяйства, питья или санитарии, а для охлаждения электростанций, которые вырабатывают электроэнергию из ископаемого топлива или ядерной энергии. Более 65 % этих заводов используют испарительное охлаждение, что приводит к появлению огромных белых шлейфов пара, который поднимается из их градирен.

Небольшая компания, создавшая технологию, разработанную в Массачусетском технологическом институте Исследовательской группой Варанаси, надеется сократить как потребности в воде на этих предприятиях, так и образующиеся шлейфы пара, а также помочь уменьшить нехватку воды.

Технология удивительно проста, теперь ее можно будет испытать в полном объеме на промышленных предприятиях. Для этого потребуется реальный опыт, который основатели компании получили при установке прототипов систем сначала на ТЭЦ MIT, работающей на природном газе, а затем на исследовательском ядерном реакторе MIT.

В испытаниях, которые включали воздействие не только тепла и вибрации работающего промышленного предприятия, но и суровых зим Новой Англии, система доказала свою эффективность как в устранении парового шлейфа, так и в улавливании воды. В настоящее время система готовится к полномасштабным испытаниям на коммерческой электростанции.

«Кампус как живая лаборатория»

Первоначально эта технология была задумана профессором машиностроения Крипа Варанаси для разработки эффективных систем рекуперации воды путем улавливания капель воды как из естественного тумана, так и из шлейфов из градирен электростанций. Проект начался как часть исследования докторской диссертации Махера Дамака, для повышения эффективности систем сбора тумана, подобных тем, которые используются в некоторых засушливых прибрежных регионах в качестве источника энергии. 

Эти системы, которые обычно состоят из пластиковых или металлических сеток, подвешенных вертикально на пути туманов, чрезвычайно неэффективны, улавливая лишь от 1 до 3 процентов капель воды, которые проходят через них.

Варанаси и Дамак обнаружили, что улавливание паров может быть намного более эффективным, если сначала нанести удар по крошечным каплям воды пучком электрически заряженных частиц или ионов, чтобы дать каждой капле небольшой электрический заряд. Затем поток капель проходит через проволочную сетку, подобную оконному экрану, которая имеет противоположный электрический заряд. Это приводит к тому, что капли сильно притягиваются к сетке, где они падают под действием силы тяжести и могут собираться в лотки, расположенные под сеткой.

Лабораторные тесты показали, что концепция работает, и исследователи выиграли конкурс предпринимательства MIT на сумму 100 тысяч долларов за базовую концепцию. Возникшая компания, которую они назвали Infinite Cooling, с Дамаком в качестве генерального директора, Халилом в качестве технического директора и Варанаси в качестве председателя, немедленно приступила к разработке испытательной установки на одной из градирен Центральной коммунальной станции, работающей на природном газе Массачусетского технологического института. при финансовой поддержке Управления устойчивого развития Массачусетского технологического института. После экспериментов с различными конфигурациями они смогли показать, что система действительно может устранить шлейф пара и производить воду высокой чистоты.

После того, как система была установлена ​​над одной из четырех градирен завода, испытания показали, что собираемая вода была более чем в 100 раз чище, чем вода, поступающая в систему охлаждения. Также было доказано, что установка, в которой, в отличие от более ранней версии, сетчатые экраны устанавливались вертикально, параллельно потоку пара, вообще не влияла на работу установки. 

Преимущества технологии

«Возможность удалять шлейфы пара может быть важным преимуществом, позволяя высаживат растения в местах, где раньше это было бы сделать невозможно», - говорит Буонджорно. В то же время система могла бы устранить значительное количество воды, используемой растениями, а затем теряемой в небе, потенциально снижая нагрузку на местные водные системы, что может быть особенно полезно в засушливых регионах.

Система представляет собой процесс дистилляции, и производимая ею чистая вода может поступать в котлы электростанции, которые отделены от системы охлаждения, для которых требуется вода высокой чистоты. Это может снизить потребность как в пресной воде, так и в системах очистки для котлов.

Более того, во многих засушливых прибрежных районах электростанции охлаждаются непосредственно морской водой. Эта система по существу добавила бы к установке возможность опреснения воды за небольшую часть стоимости строительства новой автономной опреснительной установки и за еще меньшую часть ее эксплуатационных расходов, поскольку тепло по существу предоставлялось бы бесплатно.