各种海水淡化方法经济技术分析与比较20091230
热法及膜法海水淡化经济性分析

膜法热法海水淡化技术经济分析大连海水淡化工程研究中心华维国一、海水淡化方法概述:海水淡化是指从海水中获取淡水的技术和过程,通过脱除海水中的大部分盐类,使处理后的海水达到生活和生产用水标准的水处理技术,目前淡化方法已达数十种,达到商业化规模的主要有反渗透法和蒸馏法,也就是常说的“膜法”和“热法”,蒸馏淡化技术又分成多级闪蒸、多效蒸馏和压汽蒸馏三种。
1、蒸馏法淡化技术蒸馏法又称蒸发法,是最早采用的淡化技术。
早期主要用于少量蒸馏水的生产和制糖工业的料液浓缩,近代工业逐渐用于电厂和大型工业锅炉供水。
蒸馏法与膜法不同,经蒸发所得的水就是蒸馏水,水质较高,产品水的含盐量(总固溶物)可以降到5ppm以下。
蒸馏法所能处理的原料水比其它方法更加广泛,原水含盐量从几百毫克/升到几万毫克/升都可适应。
蒸馏法海水淡化的装置类型较多,主要的有:多级闪蒸海水淡化、多效蒸发海水淡化和压汽蒸馏海水淡化。
以下对各种方法进行简介:(1)多级闪蒸技术(MSF)● 基本原理多级闪蒸是将海水加热到一定温度后,引入到一个闪蒸室,其室内的压力低于海水所对应的饱和蒸汽压,部分海水迅速汽化,冷凝后即为所需淡水;另一部分海水温度降低,流入另一个压力较低的闪蒸室,又重复蒸发和降温的过程。
将多个闪蒸室串联起来,室内压力逐级降低,海水逐级降温,连续产出淡化水。
● 工艺流程经过澄清和加氯消毒处理的海水,首先送入排热段作为冷却水。
离开排热段的大部分冷却海水又排回海中,小部分作为进料海水(补给海水),经预处理后,从排热段末级闪蒸室流入第一级闪蒸室,如技术原理所说明的那样,逐级降压,海水逐级降温,连续产出淡化水。
见图1-1。
多级闪蒸的造水比是指生产的淡水(蒸馏水)的重量与所消耗的加热蒸汽之比,是淡化厂经济效益的直接体现,通常小型装置的造水比较小,大型装置的造水比较高,如日产淡水几百吨或四、五千吨的装置,造水比一般为5-8左右;日产淡水万吨级的装置,造水比多在10以上,日产淡水四~五万吨的装置造水比可达到13-14。
海水淡化技术产业化的技术经济
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海水淡化技术产业化的技术经济分析引言随着全球水资源日益紧缺,海水淡化技术成为解决淡水短缺问题的重要手段。
海水淡化技术的发展与应用对于维持社会生产生活的正常运行具有重要意义,同时也对技术经济产生了巨大影响。
本文将对海水淡化技术的产业化以及技术经济进行分析和探讨。
1. 海水淡化技术的产业化现状海水淡化技术是指利用各种方法将海水中的盐分和杂质去除,转变为适用于人类生产和生活的淡水。
目前海水淡化技术已经逐步实现产业化,并得到广泛应用。
其中常见的海水淡化技术主要包括膜法、热法和化学法等。
1.1 膜法海水淡化技术膜法海水淡化技术是目前应用最为广泛的海水淡化方法之一。
其通过使用特殊膜层,利用渗透性的差异将盐分和杂质从海水中分离出来。
膜法海水淡化技术具有能耗低、稳定性高、适用范围广等优点,已经在海水淡化领域取得了显著的成果。
1.2 热法海水淡化技术热法海水淡化技术是利用蒸发和冷凝原理,通过热能输入将海水蒸发,然后再使蒸汽冷凝成淡水。
这种方法虽然能够快速分离盐分,但能耗较高,运行成本相对较高,在实际应用中受到一定限制。
1.3 化学法海水淡化技术化学法海水淡化技术主要包括电渗析、异相电解和化学沉淀等方法。
这些方法往往与其他技术结合使用,能够有效地去除海水中的盐分和杂质。
化学法海水淡化技术在工业生产领域和紧急灾害救援方面具有重要应用前景。
2. 海水淡化技术产业化的意义海水淡化技术产业化对社会的可持续发展具有重要意义。
以下列举了海水淡化技术产业化的几个重要意义:2.1 解决淡水资源短缺问题全球淡水资源短缺已成为一个普遍问题,而大量的海水资源却未得到有效利用。
海水淡化技术的产业化将有助于满足日益增长的淡水需求,缓解淡水资源紧缺的问题。
2.2 促进海水资源的可持续利用海水淡化技术的产业化可以有效促进海水资源的可持续利用。
通过将海水转化为淡水,可以大大减少对淡水资源的依赖,并实现海水资源的循环利用,减少对环境的负面影响。
2.3 推动相关技术的研发与创新海水淡化技术的产业化将促进相关技术的研发与创新。
海水淡化知识点总结
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海水淡化知识点总结一、海水淡化的技术方法1. 蒸馏法蒸馏法是最早被应用于海水淡化的方法之一。
通过加热海水,使其蒸发后再将蒸汽冷凝成为淡水。
常见的蒸馏法包括多效蒸馏法、多级闪蒸法和多级凝固法等。
蒸馏法的优点是能够产生高纯度的淡水,但能耗较高,成本较为昂贵。
2. 膜分离法膜分离法是通过半透膜使盐分不能通过,而水分子可以通过的方法。
目前应用较为广泛的是反渗透法,即利用高压将海水压力通过半透膜,使盐分无法通过,从而得到淡水。
膜分离法的优点是能够高效地产生淡水,并且耗能较少,适用于小规模海水淡化设备。
3. 冷冻法冷冻法是通过将海水冷却至冰点以下,从中分离出淡水。
在冷冻过程中,盐分和其他杂质会结晶成冰,而淡水则会被分离出来。
冷冻法的优点是操作简单,设备维护成本低,但能耗较高。
4. 电渗析法电渗析法是通过电场作用加速盐分在半透膜上的迁移,从而分离出淡水。
这种方法通常需要在半透膜两端施加电压以实现盐分的迁移,是一种较为高效的海水淡化方法。
5. 太阳能海水淡化太阳能海水淡化是利用太阳能提供能源进行海水淡化的一种方法,可以分为热传输海水淡化和光热蒸发海水淡化两种技术。
太阳能海水淡化具有环保、可再生和成本低廉的特点,逐渐成为海水淡化领域的研究热点。
二、海水淡化的应用领域1. 饮用水供应海水淡化可以为沿海地区提供大量的饮用水资源,特别是在淡水资源短缺的地区,海水淡化成为一种重要的水资源补充途径。
2. 农业灌溉海水淡化可以用于农业生产的灌溉水资源,特别是在严重缺水的地区,海水淡化可以提供灌溉用水,解决农业用水短缺问题。
3. 工业用水许多工业生产需要大量的水资源,海水淡化可以为工业生产提供所需的淡水资源,特别是在沿海工业区,海水淡化是一种重要的水资源供应方式。
4. 生态环境保护海水淡化可以为海水养殖业提供淡水资源,保障海水养殖的发展和生态环境的保护。
三、海水淡化技术的发展趋势1. 技术创新随着科技的不断进步,海水淡化技术也在不断创新。
各种海水淡化方法经济技术分析与比较20091230
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主要海水淡化方法技术经济分析与比较[提要]:海水淡化是解决我国沿海地区淡水紧缺的有效途径。
本文较全面介绍了目前工业上常用的海水淡化技术,结合工程预算,对膜法处理工艺、蒸馏法处理工艺,从工程投资、制水成本到运行维护的安全方便性等方面进行了详细技术经济分析与比较。
关键词:海水淡化;膜法淡化;蒸馏法淡化;技术经济分析与比较1 概述我国是一个水资源严重短缺的国家,人均水资源占有量为2840m3,只有世界平均水平的1/4。
目前水荒覆盖面几乎遍及全国。
尤其是北方地区缺水问题相当严重,水荒已成为困扰工业企业生产和发展的一个重要问题。
解决城市水资源可持续利用的战略原则是坚持“开源与节流并重,节流优先、治污为本、科学开源、综合利用”,海水淡化是解决沿海地区淡水紧缺的有效途径。
2 海水淡化技术简述海水淡化是指从海水中获取淡水的技术和过程,通过脱除海水中的大部分盐类,使处理后的海水达到生活和生产用水标准的水处理技术。
最初是航海的兴起推动了海水淡化技术的发展,至今淡化方法已出现了数十种,技术种类虽然很多,但达到商业规模的主要有反渗透法和蒸馏法,也就是常说的“膜法”和“热法”,蒸馏淡化技术又分成多级闪蒸、多效蒸馏和压汽蒸馏三种。
反渗透法是海水淡化技术中近20年来发展最快的,无论是大型、中型或小型项目都适用,除海湾国家外,反渗透技术是其它地区大、中型海水淡化项目的首选。
多级闪蒸,目前在世界海水淡化总产量中仍占第一位,技术成熟、安全性高、运行弹性大,适合大型或超大型项目,主要安装在海湾国家。
多效蒸馏根据操作温度的高低,顶温在65-70℃是低温多效蒸馏,简称低温多效,是目前具有竞争力的热法海水淡化技术。
压汽蒸馏,是指利用电或蒸汽对二次蒸汽进行绝热压缩后重新利用,能耗较低,但是规模一般不大,多为日产千吨级。
2.1 蒸馏法淡化技术蒸馏法又称蒸发法,是最早采用的淡化技术。
早期主要用于少量蒸馏水的生产和制糖工业的料液浓缩,近代工业逐渐用于电厂和大型工业锅炉供水。
海水淡化处理方法种类详细解析
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近些年来,在人们生活水平不断提高的同时,工业也在蓬勃发展,但是由此也带来了很多负面影响,环境质量的急剧恶化以及人口数量的快速增长,水资源越来越短缺,为了能够有效解决水资源匮乏这一问题,海水淡化处理渐渐进入人们的生活中,并且被人们更加重视。
海水淡化处理方法一、反渗透法反渗透法主要是应用膜分离的技术将海水进行淡化。
其主要原理,是利用膜阻止盐水通过,只允许纯水通过,从而将盐水和纯水分隔开。
但在膜分离过程中,纯水在液压的作用下会自然的流向盐水一侧,但如果向盐水一侧施加足够大的压力就可以阻止纯水的自然流向,使其反向流动至淡水中。
二、蒸馏法蒸馏法是最早被应用到技术中的一种方法,其实质原理就是水蒸气的形成过程。
当海水受热后会蒸发成云,云在遇冷的情况下又会凝结成雨,此时形成的雨是不咸的。
蒸馏法只是一种最基础的技术方法,它可以和其他的方法结合在一起应用,例如蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。
三、电渗析法电渗析法的关键在于新型离子交换膜的研制。
它是将具有选择性的阴、阳膜进行交替排列,组成多个相互独立的隔室,部分隔室海水被淡化,而相邻的另外一部分隔室的海水被浓缩,从而使得淡水和浓缩水被分离开。
以上三种方法是海水淡化系统中经常应用的技术,而海水淡化已经是解决淡水资源短缺问题的现实选择。
海水淡化的历史已有400多年。
400多年前,英国王室就曾悬赏征求经济合算的工程方法。
20世纪以后,海水淡化的相关技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展,在已经开发的二十多种淡化技术中,蒸馏法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模化生产的水平,并在世界各地广泛应用。
现在世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究,有数百种不同结构和不同容量的海水淡化装置在工作。
一座现代化的大型海水淡化厂家,每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。
海水淡化处理主要解决了水资源紧缺这一重大问题,主要是解决了工业用水的问题,其次才是民用水资源的问题,海水淡化过程其实就是海水浓缩过程,因此如果提高淡水的回收率,会为化学资源的有效回收提供良好条件。
海水淡化的三种方法
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海水淡化的三种方法
海水淡化是指将海水中的盐分去除,使其变成可以饮用或用于灌溉的淡水。
在
全球范围内,淡水资源日益紧缺,海水淡化成为一种重要的解决方案。
在本文中,我们将介绍海水淡化的三种方法,蒸馏法、反渗透法和离子交换法。
首先,蒸馏法是最古老、最直接的海水淡化方法之一。
它利用热能将海水蒸发
成水蒸气,然后将水蒸气冷凝成淡水。
这种方法的优点是能够彻底去除海水中的盐分和污染物,产出的淡水质量较高。
然而,蒸馏法需要大量的能源支持,成本较高,且设备复杂,因此在实际应用中受到了一定的限制。
其次,反渗透法是目前应用最广泛的海水淡化技术之一。
它通过高压将海水逼
过半透膜,使水分子能够通过膜孔,而盐分和其他杂质则被滞留在膜上,最终产出淡水。
反渗透法的优点是能耗较低,操作简便,适用于小型海水淡化设备。
然而,反渗透膜容易受到盐分和污染物的堵塞,需要定期清洗和更换,维护成本较高。
最后,离子交换法是一种较为新颖的海水淡化技术。
它利用特定的离子交换树脂,将海水中的盐离子和其他杂质吸附到树脂表面,从而得到淡水。
离子交换法的优点是操作简便、成本低廉,且不需要外部能源支持。
然而,离子交换树脂容易受到盐分和污染物的影响,需要定期更换树脂,且产出的淡水质量较低。
综上所述,海水淡化的三种方法各有优缺点,可以根据实际需求和条件选择合
适的技术。
随着科技的不断进步,相信海水淡化技术将会变得更加高效、节能、环保,为解决全球淡水资源短缺问题提供更好的解决方案。
希望本文所介绍的内容能够对海水淡化技术的研究和应用有所帮助。
海水淡化方法
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海水淡化方法海水淡化是一种重要的水资源开发技术,能够将海水转变为可用的淡水资源。
全球范围内,海水淡化已经成为解决淡水资源短缺的一个重要手段。
本文将介绍海水淡化的几种常见方法,包括蒸发结晶法、反渗透法和离子交换法。
蒸发结晶法是最早应用于海水淡化的方法之一。
该方法利用自然环境中的阳光和温度,通过将海水蒸发,再让水蒸气冷却凝结,最后分离出淡水。
这种方法适用于太阳能资源丰富、降雨少的地区。
但是,蒸发结晶法存在着工艺复杂、能耗高和设施投资大等缺点。
反渗透法是目前应用最广泛的海水淡化方法之一。
该方法通过使用半透膜,将海水中的盐分和其他杂质分离出去。
在反渗透过程中,海水被加压通过半透膜,只有水分子能穿过膜孔隙,而盐分和其他杂质则被滞留在膜上,从而得到淡水。
反渗透法具有工艺简单、处理能力大等优点,是目前应用最广泛的海水淡化技术。
离子交换法是一种较为传统的海水淡化方法。
该方法利用某些特定的离子交换树脂,将海水中的盐分和其他杂质吸附在树脂上,再通过再生工艺将盐分和杂质去除,得到淡水。
离子交换法具有净化效果好、设备简单等优点,但是由于树脂再生过程中需要用大量的化学药剂,因此存在着环境污染和再生成本高的问题。
在海水淡化过程中,除了上述几种方法,还可以采用其他一些辅助方法来提高淡水的产率和质量。
例如,结合太阳能和风能,利用对流蒸发-结晶技术,通过利用太阳能和风能提供的热量和机械能,来驱动海水淡化过程,从而实现能源的可持续利用。
此外,还可以采用多级淡化和多效蒸发等方法,提高海水淡化过程中的能量转化效率,减少能量损失和运行成本。
总的来说,海水淡化是一种重要的水资源开发技术,能够提供可用的淡水资源。
蒸发结晶法、反渗透法和离子交换法是海水淡化的几种常见方法,它们各有优缺点,适用于不同的应用场景。
未来,随着技术的不断创新和发展,海水淡化技术有望进一步提高效率,降低成本,为全球范围内的淡水资源短缺问题提供更好的解决方案。
主要海水淡化方法技术经济分析与比较
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① 基本原理 多级闪蒸是将海水加热到一定
温度 后 ,引入 到 一个 闪蒸 室 ,其室 内的压力 低 于海
水所 对应 的饱 和蒸 汽压 ,部分海 水 迅速 汽化 ,冷凝
适 合 大 型 或 超 大 型 项 目 ,主 要 安 装 在 海 湾 国家 。 多效 蒸馏 法根 据操 作温 度 的高低 ,顶温 在 6 ~0℃ 57 是 低 温 多 效 蒸 馏 ,简 称 低 温 多 效 ,是 目前 具 有 竞 争力 的 热 法海 水 淡 化 技 术 。压 汽 蒸 馏 ,是 指 利 用
浓 缩 ,近 代 工 业 逐 渐 用 于 电 厂 和 大 型 工 业 锅 炉 供
水。
1 海水 淡化 技 术 概 述
海 水 淡 化 是 指从 海 水 中获 取 淡 水 的 技 术 和 过
蒸 馏法 与膜 法 不 同 ,一 经蒸 发所 得 的水 就 是蒸 馏 水 ,水质 较 高 ,产 品水 的含盐 量 ( 固溶物 )可 总 以降到 5p m以下 。另 一 方面 ,蒸 馏法 所 能处 理 的 p 原 料 水 比 其 它 方 法 广 泛 ,原 水 含 盐 量 从 几 百 rg1 a/ 到 几万 mg1 可适 应 。另外 可 以利用 电厂 的余 热 , /都 因此 蒸馏 法 的应 用场 合较 广 。 析与 比较
李雪 民 ・
摘要 : 较全 面地介绍 了目前工业上常用的海水淡 化技术原理及发 展 , 合工程预算 ,对膜法处理工艺 、蒸馏 法处 结
关键镝 海 水淡化 髌法淡化 蕤锶 法淡化 投
理工艺 , 工程投资 、 从 制水成本到运行维护的安全 方便 性等方面进行 了详 细分析与 比较 。 分 与比 较 。| 蠢
多级 闪蒸 的造水 比 ,是所 得淡 水 ( 馏水) 的 蒸
海水淡化方法比较和发展方向
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海水淡化方法比较及其发展方向海水淡化方法有十余种。
目前主要方法有多效蒸发(MED)、反渗透(RO)和多级闪蒸(MSF)等,而适用于大型的海水淡化的方法只有MED、MSF和RO。
MED方法中低温多效蒸馏(LT-MED)开发后在世界范围内迅速得到了较广泛的应用,与RO和MSF一起成为最具发展前景的海水淡化技术。
究竟哪种方法最适合当地经济、社会发展不是绝对的。
本文将世界主要三种淡化方法进行比较并结合实践对选择海水淡化方法的依据进行探讨。
1. 目前主要淡化方法的技术原理及应用近年来世界上海水淡化正向高效化、低能化和规模化的目标发展,MSF、LT-MED、RO更成为适用于大型化海水淡化技术的主流。
MSF方法大规模商业化生产淡水已有30多年,技术成熟,运行安全性高。
LT-MED其特征是将一系列的水平管降膜蒸发器串联起来并被分成若干效组,用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝,从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水。
可作为锅炉的补充用水、生产过程的工艺用水或者大规模的市政饮用水供水。
RO主要应用领域有海水和苦咸水淡化,纯水和超纯水制备,工业用水处理,饮用水净化,医药、化工和食品等工业料液处理和浓缩,以及废水处理等。
2. 主要淡化方法的比较及发展方向MSFMSF具有工艺成熟,维护量较小,运行可靠,对原水预处理要求低和使用寿命长,出水品质好等优点。
MSF存在的最大问题就是性能比低,一般限制在11左右,造成更大的能量消耗,即耗电能较大,使得MSF比LT-MED成本高。
MSF海水淡化技术体现如下的发展方向:1)提高最高操作温度,寻找改进热量交换的新方法。
通过薄管壁材料的选制,逐滴冷凝过程的改进尽可能减少热交换面积,提高热交换量等。
2)成功实现大型MSF装置。
根据Leon Awerbuch报道,位于阿布扎比(Abu Dhabi)的苏威哈特厂(Shuwaihat),其单套装置的设计规模为76000m3/d。
3)采用新材料和管路优化设计提高效率。
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膜法热法海水淡化技术经济分析大连海水淡化工程研究中心华维国一、海水淡化方法概述:海水淡化是指从海水中获取淡水的技术和过程,通过脱除海水中的大部分盐类,使处理后的海水达到生活和生产用水标准的水处理技术,目前淡化方法已达数十种,达到商业化规模的主要有反渗透法和蒸馏法,也就是常说的“膜法”和“热法”,蒸馏淡化技术又分成多级闪蒸、多效蒸馏和压汽蒸馏三种。
1、蒸馏法淡化技术蒸馏法又称蒸发法,是最早采用的淡化技术。
早期主要用于少量蒸馏水的生产和制糖工业的料液浓缩,近代工业逐渐用于电厂和大型工业锅炉供水。
蒸馏法与膜法不同,经蒸发所得的水就是蒸馏水,水质较高,产品水的含盐量(总固溶物)可以降到5ppm以下。
蒸馏法所能处理的原料水比其它方法更加广泛,原水含盐量从几百毫克/升到几万毫克/升都可适应。
蒸馏法海水淡化的装置类型较多,主要的有:多级闪蒸海水淡化、多效蒸发海水淡化和压汽蒸馏海水淡化。
以下对各种方法进行简介:(1)多级闪蒸技术(MSF)●基本原理多级闪蒸是将海水加热到一定温度后,引入到一个闪蒸室,其室内的压力低于海水所对应的饱和蒸汽压,部分海水迅速汽化,冷凝后即为所需淡水;另一部分海水温度降低,流入另一个压力较低的闪蒸室,又重复蒸发和降温的过程。
将多个闪蒸室串联起来,室内压力逐级降低,海水逐级降温,连续产出淡化水。
●工艺流程经过澄清和加氯消毒处理的海水,首先送入排热段作为冷却水。
离开排热段的大部分冷却海水又排回海中,小部分作为进料海水(补给海水),经预处理后,从排热段末级闪蒸室流入第一级闪蒸室,如技术原理所说明的那样,逐级降压,海水逐级降温,连续产出淡化水。
见图1-1。
多级闪蒸的造水比是指生产的淡水(蒸馏水)的重量与所消耗的加热蒸汽之比,是淡化厂经济效益的直接体现,通常小型装置的造水比较小,大型装置的造水比较高,如日产淡水几百吨或四、五千吨的装置,造水比一般为5-8左右;日产淡水万吨级的装置,造水比多在10以上,日产淡水四~五万吨的装置造水比可达到13-14。
海水淡化市场现状及主流技术比较
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海水淡化现状及技术分析比较一、海水淡化国外现状海水淡化技术发展至今,已有超过50年的历史。
1950-1985年间,海水淡化的发展经历了发现、开发和商业化阶段,研究开发的重点主要集中在蒸馏法、冷冻法、电渗析法和反渗透法;1985年以后,多级闪蒸、低温多效法和反渗透法发挥了突出作用,成为当代海水淡化和苦咸水淡化技术的主流。
近年来,一种将蒸馏法和膜法耦合的技术也越来越受到关注。
多级闪蒸(MSF)法仍是目前世界范围内技术最为成熟、应用最广发、规模最大的一种海水淡化技术,多为海湾国家所采用。
低温多效(MED)法,经过30多年的发展已趋于成熟,已有300多套商用装置投入使用。
其中以色列IDE公司的低温多效装置(LT-MED)被认为是当前蒸馏法中最有竞争力的淡化设备。
反渗透(RO)法在1970年代后期建造了第一座海水淡化厂,随着对反渗透膜以及海水预处理技术的不断完善,目前已成为极具市场竞争力的技术,在欧洲和亚洲广泛使用。
据统计,截至2005年底,在世界范围内共有12300个淡化工程,总生产能力达到4700×104 m3 /d。
从3种技术的市场占有率来看,根据2007年的市场统计数据,在中东地区,多级闪蒸法(MSF)的市场占有率超过了70%,低温多效法(MED)与反渗透法(RO)的市场占有率基本持平;而在其他各洲,RO的市场占有率都是最高的。
但由于中东市场得份额占国际市场的74%,所以MSF在3种主流技术中的比重还是最大的。
图1、MSF、MED、RO法市场占有率比较从国外海水淡化目前的发展来看,主要出现了以下趋势:1、各种技术共存互补、并行发展。
海水淡化的技术已基本成熟,但各种工艺的完善以及新材料、新工艺的应用研发仍很活跃。
2、工程规模大型化。
需求扩大和技术的发展使国际海水淡化工程不断向大型化、规模化发展。
现在,世界上已出现了百万吨级的海水淡化工程(韩国斗山集团在沙特承建)。
3、成本降低。
技术进步、规模化的发展使得淡化的成本逐步降低。
海水淡化方法分类及技术要点分析
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海水淡化方法分类及技术要点分析一、海水淡化技术海水由于其含盐量非常高,而不能被直接使用,目前主要采用两种方法淡化海水,即蒸馏法和反渗透法。
蒸馏法主要被用于特大型海水淡化处理上及热能丰富的地方。
反渗透膜法适用面非常的广,且脱盐率很高,因此被广泛使用。
反渗透膜法首先是将海水提取上来,进行初步处理,降低海水浊度,防止细菌、藻类等微生物的生长,然后用特种高压泵增压,使海水进入反渗透膜,由于海水含盐量高,因此海水反渗透膜必须具有高脱盐率,耐腐蚀、耐高压、抗污染等特点,经过反渗透膜处理后的海水,其含盐量大大降低,TDS含量从36000毫克/升降至200毫克/升左右。
淡化后的水质甚至优于自来水,这样就可供工业、商业、居民及船舶、舰艇使用。
二、海水杀菌灭藻由于海水中存在大量微生物、细菌和藻类。
海水中细菌、藻类的繁殖和微生物的生长不仅会给取水设施带来许多麻烦,而且会直接影响海水淡化设备及工艺管道的正常运转,所以海水淡化工程多采用投加液氯、次氯酸钠和硫酸铜等化学剂来杀菌灭藻。
海水淡化,反渗透设备,除盐水设备三、混凝过滤因为海水具有周期性涨潮、退潮,水中常夹带大量泥沙,浊度变化较大,易造成海水预处理系统运转不稳定,故在预处理中要加入混凝过滤,目的在于去除海水中的胶体、悬浮杂质,降低浊度。
在反渗透膜分离工程中通常用污染指数(SDI)来计量,要求进入反渗透设备的给水的SDI<4。
由于海水比重较大,pH值较高,且水温季节性变化大,预处理系统常选用三氯化铁作为混凝剂,其具有不受温度影响,矾花大而结实,沉降速度快等优点。
四、电渗析法渗析是属于一种自然发生的物理现象。
如将两种不同含盐量的水,用一张渗透膜隔开,就会发生含盐量大的水的电介质离子穿过膜向含盐量小的水中扩散,这个现象就是渗析。
这种渗析是由于含盐量浓度不同而引起的,称为浓差渗析。
渗析过程与浓度差的大小有关,浓差越大,渗析的过程越快,否则就越慢。
因为是以浓差作为推动力的。
海水淡化技术
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海水淡化技术人类需要淡水作为生活和经济活动的资源,然而全球淡水资源却十分有限。
为满足人们对淡水的需求,许多国家采用了海水淡化技术。
本文将介绍海水淡化的概念、海水淡化技术的种类、优缺点以及目前的应用状况。
一、概念海水淡化(desalination)是指将海水通过各种手段,获得淡水的技术过程。
在这个过程中,会去除海水中的盐类等无机物和大多数有机物,以提高水质。
海水淡化是解决淡水短缺问题的重要手段之一。
二、技术种类目前,海水淡化技术主要有以下几种。
1. 蒸馏法蒸馏法是最早被应用的海水淡化技术之一。
它是利用水的沸点低于盐水的沸点的原理,将海水蒸发成水蒸气,并通过冷凝器将水蒸气冷凝成淡水。
这种方法的优点是可以获得高质量的水,但缺点是能量消耗量大。
蒸馏法有单级、多级和闪蒸等多种形式。
2. 逆渗透法逆渗透法是将含有高浓度盐分的海水通过半透膜,利用膜过滤技术,将水中的离子、颗粒进行分离,使得盐水透过膜去除净水后成为淡水的一种技术。
这种方法的优点是能量消耗量相对较小,但因膜的使用寿命限制和造价较高,水质稳定性未能得到有效控制。
3. 电渗析法电渗析法是利用电场力促进离子在两极板之间的迁移,在正负电极之间形成离子浓度梯度,使含高浓度盐分的海水经过半透膜,达到去除盐分的目的。
电渗析法相对较少应用于海水淡化。
4. 综合应用方法综合应用方法包括多种技术形式的组合应用,如蒸馏和逆渗透、电渗析和逆渗透、太阳能与逆渗透等。
这种方法的优点是不同技术相互补充,能够达到更高的效率和更低的能耗,并且可以充分利用太阳能等可再生能源。
三、优缺点海水淡化技术虽然能够解决淡水短缺的问题,但也存在着一些问题。
优点:1. 解决了淡水短缺的问题。
2. 改善了地下水和饮用水的质量。
3. 可以提供给海岛及沿海地区的淡水。
4. 增加对海洋资源的利用,提高了海水资源的经济价值。
缺点:1. 能量的消耗量较大。
2. 造价较高,维护成本较高。
3. 排放高浓度盐水会对海洋环境产生影响。
蒸馏法与膜法海水淡化技术经济比较
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蒸馏法与膜法海水淡化技术经济比较一、海水淡化技术简介海水淡化方法已有数十种,主要包括蒸馏法、膜法和冷冻法等。
蒸馏法的原理是将海水加热,使之蒸发,然后将蒸汽冷凝即为淡水;它的特点是即使在污染严重、高生物活性的海水环境中也适用,产水纯度高,特别适用于作为电厂锅炉补给水。
蒸馏法主要有多级闪蒸、多效蒸馏、压汽蒸馏三种方法。
膜法海水淡化主要是反渗透法和电渗析法。
反渗透法是将海水强制加压使淡水透过膜面进入另一侧,从而实现海水的淡化,它具有投资省、能耗低(无相变)、建设期短、占地少的特点,是海水淡化技术中近二十年来发展最快的。
电渗析(ED)法以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性而脱除水中离子的淡化过程。
由于能耗较高,当反渗透法快速发展后,实际应用已较少。
冷冻法是将海水冷冻到冰点以下,使淡水结冰、分离、再融化为淡水的过程。
但目前尚处于研究中。
实际海水淡化应用中,要根据实际条件来定,需考虑规模大小、能源费用、原水水质、气侯条件以及技术及安全性要求等多种因素。
从1991年到2001年世界各地建设的海水淡化装置不同方法比较(见图1)可清楚的看到,反渗透法是除中东地区以外世界其他地区的首选。
二、火力发电厂锅炉补给水及城镇生活用水的水质要求火电厂需大量的优质淡水,对于一个4×600MW的火电厂,需要淡水的水量约2.4万立方米/日,其中锅炉补给水约为4800立方米/日,其他普通淡水(相当于自来水水质)约19200立方米/日。
锅炉补给水(特别是中高压锅炉的锅炉补给水)的水质要求较高。
1999年颁布的《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》(GB/T12145-1999)规定了适用于中高压锅炉的锅炉补给水质量标准如下:锅炉补给水质量标准以上的水质标准是基于离子交换工艺作为电厂水处理的工艺的基础上编制的。
离子交换工艺包括复床系统、混床系统、氢-钠离子交换系统等。
此次调研的天津大港电厂、大连石化、山东黄岛电厂原采用的水处理工艺均为复床加混床的全离子交换工艺。
海水淡化的方案
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海水淡化的方案随着全球水资源的不断紧缺,海水淡化作为一种解决方案逐渐受到人们的关注。
海水淡化是指将海水中的盐分去除,使之变成可以饮用或用于农业灌溉的淡水。
本文将探讨几种常见的海水淡化方案及其应用。
一、蒸馏法蒸馏法是最传统也是最古老的海水淡化方法之一。
它通过加热海水,使其蒸发成水蒸气,然后通过冷凝器将水蒸气重新转化为液体水。
这个过程可以有效去除海水中的盐分,产生干净的淡水。
蒸馏法的优点是处理后水质纯净,适用于饮用水供应。
然而,蒸馏法存在能耗高、设备昂贵等缺点,限制了其广泛应用。
二、逆渗透法逆渗透法是目前应用最广泛的海水淡化方法之一。
它利用透过性较好的半透膜,将水分子从高浓度溶液(海水)压力下透过,从而除去盐分和杂质,得到淡水。
逆渗透法相对于蒸馏法来说能耗较低,设备相对便宜,容易维护,处理效果也较好,因此逆渗透法广泛应用于海水淡化厂和海上油田的供水。
三、电渗析法电渗析法是利用电场和离子选择性膜将海水中的离子与溶剂分离的一种方法。
通过电渗析法,海水中的盐分和离子可以被有效去除,得到淡水。
电渗析法具有处理效率高、能耗较低、操作简便等优点,但对于水质要求较高,对膜的选择和维护也相对复杂,因此在实际应用中相对较少。
四、太阳能海水淡化太阳能海水淡化是利用太阳能源进行海水处理的环保方法。
它通过将太阳能转化为热能,用于蒸发并去除海水中的盐分,从而获得淡水。
相对于传统的燃煤或石油驱动的能源,太阳能海水淡化既环保又可持续。
虽然太阳能海水淡化技术还在发展中,但已经在一些地区得到了广泛应用,并受到了积极评价。
综上所述,海水淡化是解决水资源紧缺问题的重要方案之一。
蒸馏法、逆渗透法、电渗析法和太阳能海水淡化都各有优劣,应根据实际情况选择合适的方案。
未来,随着技术的不断进步,海水淡化技术也将进一步完善,为解决全球水资源危机提供更好的选择。
我国大型海水淡化供水工程技术经济分析
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我国大型海水淡化供水工程技术经济分析我国大型海水淡化供水工程是指通过海水淡化技术将海水转化为淡水,用于解决我国水资源短缺问题的工程。
技术经济分析是对该工程进行技术和经济方面的评估,以确定其可行性和效益。
下面将对我国大型海水淡化供水工程进行技术经济分析。
一、技术分析1.海水淡化技术海水淡化技术主要有蒸馏法和逆渗透法两种。
两种技术都有一定的成熟度和应用范围,但逆渗透技术具有投资成本低、维护费用较少和能耗较低等优势,因此在大型海水淡化供水工程中更为常用。
2.工程规模和设计参数大型海水淡化供水工程的规模一般以每天供水量计算。
根据具体情况,工程规模可以从几万立方米/日到几百万立方米/日不等。
设计参数包括进水水质、逆渗透设备选择和排放水质等。
3.运维管理海水淡化供水工程需要进行定期的设备运维和水质监测,以确保设备正常运行和供水水质符合标准。
运维管理要求设备可靠性高,维护费用低,并且要有完善的技术支持和售后服务。
二、经济分析1.投资成本投资成本主要包括工程建设费用和初期运营费用。
建设费用涉及土地购置、工程设计、设备采购、工程建设和环境保护等方面的费用。
初期运营费用包括设备运维和人员管理等费用。
2.运营成本运营成本包括设备运维、能源消耗和劳动力成本等。
设备运维费用主要用于设备维护和维修,能源消耗费用涉及电力和燃料等能源的使用,劳动力成本包括人员管理和职工工资等。
3.收益和回收期4.社会效益大型海水淡化供水工程的建设和运营,有助于解决我国水资源短缺问题,改善人民生活水平,促进经济发展。
此外,还可以推动相关产业链的发展,带动就业和地方税收增加,对促进地方经济和社会发展有积极的推动作用。
总结起来,大型海水淡化供水工程技术经济分析主要包括技术分析和经济分析两个方面。
技术分析涉及海水淡化技术、工程规模和设计参数、运维管理等内容;经济分析包括投资成本、运营成本、收益和回收期、社会效益等方面。
技术经济分析的结果能够帮助决策者评估工程的可行性和效益,为决策提供参考依据。
不同途径海水淡化技术的技术经济性比较分析
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不同途径海水淡化技术的技术经济性比较分析海水淡化是指将海水中的盐分去除,使之变为可供人类使用的淡水。
由于淡水资源的短缺和人口增长,海水淡化技术已经成为一种重要的供水解决方案。
目前,海水淡化技术主要有蒸馏法、反渗透法、电渗透法和压力蒸发法等多种途径。
本文将对这些不同途径的海水淡化技术在技术经济性方面进行比较分析。
首先,我们来对蒸馏法进行分析。
蒸馏法是最早被使用的海水淡化技术之一。
它通过加热海水使之蒸发,然后将蒸汽冷凝收集成淡水。
这种方法虽然技术成熟且可靠,但其能耗较高。
蒸馏法需要大量的热能来加热海水,所以对能源的要求比较高,成本也较高。
此外,蒸馏法对设备的要求也较高,需要使用耐高温和耐腐蚀的设备。
尽管蒸馏法存在一些技术和经济方面的缺陷,但在某些特定情况下,蒸馏法仍然是一种有效的海水淡化技术。
第二种海水淡化技术是反渗透法。
这是目前应用最广泛的海水淡化技术。
反渗透法通过使用半透膜来过滤海水,使水分子通过,而将盐分等离子体过滤掉。
与蒸馏法相比,反渗透法的能源消耗较低,因为它不需要加热过程。
同时,反渗透法对设备的要求也较低,成本较为可控。
然而,反渗透法也有一些缺点。
例如,半透膜的使用寿命有限,需要定期更换,这会增加运营成本。
此外,如果水源中存在微生物,这些微生物可能会侵蚀膜,影响反渗透系统的正常运行。
尽管存在一些缺陷,反渗透法仍然是目前海水淡化技术的首选。
另一种海水淡化技术是电渗透法。
电渗透法通过应用电场来推动带电的溶质离子通过半透膜,从而实现盐分的去除。
与蒸馏法和反渗透法相比,电渗透法的能耗较低,因为它不需要大量的热能或高压力。
此外,电渗透法对设备的要求也较低,因为它不需要高温或高压设备。
然而,电渗透法的应用还相对较少,技术成熟度和可靠性有待提高。
同时,电渗透法还存在一些技术难题,比如膜的选择和寿命、电场的均匀分布等方面。
尽管电渗透法存在一些挑战,但它有着广阔的应用前景。
最后一种海水淡化技术是压力蒸发法。
海水淡化方法比较和发展方向
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海水淡化方法比较及其发展方向海水淡化方法有十余种。
目前主要方法有多效蒸发MED、反渗透RO和多级闪蒸MSF 等,而适用于大型的海水淡化的方法只有MED、MSF和RO。
MED方法中低温多效蒸馏LT-MED 开发后在世界范围内迅速得到了较广泛的应用,与RO和MSF一起成为最具发展前景的海水淡化技术。
究竟哪种方法最适合当地经济、社会发展不是绝对的。
本文将世界主要三种淡化方法进行比较并结合实践对选择海水淡化方法的依据进行探讨。
1.目前主要淡化方法的技术原理及应用近年来世界上海水淡化正向高效化、低能化和规模化的目标发展,MSF、LT-MED、RO更成为适用于大型化海水淡化技术的主流。
MSF方法大规模商业化生产淡水已有30多年,技术成熟,运行安全性高。
LT-MED其特征是将一系列的水平管降膜蒸发器串联起来并被分成若干效组,用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝,从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水。
可作为锅炉的补充用水、生产过程的工艺用水或者大规模的市政饮用水供水。
RO主要应用领域有海水和苦咸水淡化,纯水和超纯水制备,工业用水处理,饮用水净化,医药、化工和食品等工业料液处理和浓缩,以及废水处理等。
2.主要淡化方法的比较及发展方向2.1 MSFMSF具有工艺成熟,维护量较小,运行可靠,对原水预处理要求低和使用寿命长,出水品质好等优点。
MSF存在的最大问题就是性能比低,一般限制在11左右,造成更大的能量消耗,即耗电能较大,使得MSF比LT-MED成本高。
MSF海水淡化技术体现如下的发展方向:1提高最高操作温度,寻找改进热量交换的新方法。
通过薄管壁材料的选制,逐滴冷凝过程的改进尽可能减少热交换面积,提高热交换量等。
2成功实现大型MSF装置。
根据Leon Awerbuch报道,位于阿布扎比Abu Dhabi的苏威哈特厂Shuwaihat,其单套装置的设计规模为76000m3/d。
3采用新材料和管路优化设计提高效率。
WDI公司采用效率高达95%的蒸汽压缩设备、带沟槽的薄钛管作传热材料、特种混凝土作为蒸发器的壳体,显著地降低造水成本。
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主要海水淡化方法技术经济分析与比较[提要]:海水淡化是解决我国沿海地区淡水紧缺的有效途径。
本文较全面介绍了目前工业上常用的海水淡化技术,结合工程预算,对膜法处理工艺、蒸馏法处理工艺,从工程投资、制水成本到运行维护的安全方便性等方面进行了详细技术经济分析与比较。
关键词:海水淡化;膜法淡化;蒸馏法淡化;技术经济分析与比较1 概述我国是一个水资源严重短缺的国家,人均水资源占有量为2840m3,只有世界平均水平的1/4。
目前水荒覆盖面几乎遍及全国。
尤其是北方地区缺水问题相当严重,水荒已成为困扰工业企业生产和发展的一个重要问题。
解决城市水资源可持续利用的战略原则是坚持“开源与节流并重,节流优先、治污为本、科学开源、综合利用”,海水淡化是解决沿海地区淡水紧缺的有效途径。
2 海水淡化技术简述海水淡化是指从海水中获取淡水的技术和过程,通过脱除海水中的大部分盐类,使处理后的海水达到生活和生产用水标准的水处理技术。
最初是航海的兴起推动了海水淡化技术的发展,至今淡化方法已出现了数十种,技术种类虽然很多,但达到商业规模的主要有反渗透法和蒸馏法,也就是常说的“膜法”和“热法”,蒸馏淡化技术又分成多级闪蒸、多效蒸馏和压汽蒸馏三种。
反渗透法是海水淡化技术中近20年来发展最快的,无论是大型、中型或小型项目都适用,除海湾国家外,反渗透技术是其它地区大、中型海水淡化项目的首选。
多级闪蒸,目前在世界海水淡化总产量中仍占第一位,技术成熟、安全性高、运行弹性大,适合大型或超大型项目,主要安装在海湾国家。
多效蒸馏根据操作温度的高低,顶温在65-70℃是低温多效蒸馏,简称低温多效,是目前具有竞争力的热法海水淡化技术。
压汽蒸馏,是指利用电或蒸汽对二次蒸汽进行绝热压缩后重新利用,能耗较低,但是规模一般不大,多为日产千吨级。
2.1 蒸馏法淡化技术蒸馏法又称蒸发法,是最早采用的淡化技术。
早期主要用于少量蒸馏水的生产和制糖工业的料液浓缩,近代工业逐渐用于电厂和大型工业锅炉供水。
蒸馏法与膜法不同,一经蒸发所得的水就是蒸馏水,水质较高,产品水的含盐量(总固溶物)可以降到5ppm以下。
另一方面,蒸馏法所能处理的原料水比其它方法广泛,原水含盐量从几百毫克/升到几万毫克/升都可适应。
另外可以利用电厂的余热,因此蒸馏法的应用场合较广。
蒸馏法海水淡化的装置类型较多,主要的有:多级闪蒸海水淡化、多效蒸发海水淡化和压汽蒸馏海水淡化。
以下对各种方法进行简介:2.1.1 多级闪蒸技术(MSF)(1)基本原理:多级闪蒸是将海水加热到一定温度后,引入到一个闪蒸室,其室内的压力低于海水所对应的饱和蒸汽压,部分海水迅速汽化,冷凝后即为所需淡水;另一部分海水温度降低,流入另一个压力较低的闪蒸室,又重复蒸发和降温的过程。
将多个闪蒸室串联起来,室内压力逐级降低,海水逐级降温,连续产出淡化水。
(2)工艺流程:经过澄清和加氯消毒处理的海水,首先送入排热段作为冷却水。
离开排热段的大部分冷却海水又排回海中,小部分作为进料海水(补给海水),经预处理后,从排热段末级闪蒸室流入第一级闪蒸室,如技术原理所说明的那样,逐级降压,海水逐级降温,连续产出淡化水。
见图2-1。
多级闪蒸的造水比,是所得淡水(蒸馏水)的重量与所耗加热蒸汽的重量之比,是淡化厂经济效益的直接体现,通常小型装置的造水比较小,大型装置的造水比较高,如日产淡水几百吨或四、五千吨的装置,造水比一般为5-8左右;日产淡水一万吨的装置,造水比多在10左右;日产淡水四、五万吨的装置,造水比可达到13-14。
图2-1 多级闪蒸流程图(3)主要优缺点:单机容量大,最大的可达到5万吨/天;产品水盐度一般为3-10毫克/升。
但是,其工程投资高,为反渗透法的2倍;动力消耗大;设备的操作弹性小,是设计值的80%~110%,不适应于造水量要求可变的场合;当其传热管腐蚀穿孔将污染水质。
(4)适用范围:可用于以火电厂或核电厂的背压或抽汽式透平的低位蒸汽为热源的大型海水淡化工程,为高中压锅炉提供优质脱盐水,也可是生活用淡水。
2.1.2 多效蒸馏技术(MED)(1)基本原理:将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来,蒸汽进入第一效蒸发器,与进料海水热交换后,冷凝成淡化水;海水蒸发,蒸汽进入第二效蒸发器,并使几乎同量的海水以比第一效更低的温度蒸发,自身又被冷凝。
这一过程一直重复到最后一效。
连续产出谈化水。
多效蒸馏分为低温和高温多效蒸馏。
高温多效蒸馏可安排更多的传热效数,以达到较高的造水比,其热效率较高。
但是,头几效盐水的蒸发温度较高,传热管易结垢且腐蚀速度快,因而对设备的材料要求高,需频繁清洗设备,对海水预处理要求也高。
针对高温多效蒸馏的缺点,发展了低温多效蒸馏技术,其特点是盐水的蒸发温度不超过70℃,减缓了设备的腐蚀和结垢;并得到10左右的造水比。
同时由于使用了较低价的传热材料,使得同样的投资规模可以安排更多的传热面积。
(2)工艺流程:海水在冷凝器中预热、脱气之后分成两股,一股排回大海,另外一股为进料液。
料液加入阻垢剂,引入到蒸发器温度最低的效组中。
喷淋系统把料液分布到顶排管上,自上向下的降膜过程中,一部分海水吸收了管束内冷凝蒸汽的潜热而汽化;冷凝液以淡化水导出,蒸汽进下一效组,剩余料液也泵入下一效组中,该效组的操作温度高于上一效组。
在新的效组中又重复了蒸发和喷淋过程,直到料液在温度最高的效组中以浓缩液的形式排出。
详见图2-2:(3)低温多效蒸馏主要优缺点:热效率比多级闪蒸高,30余度的温差可达到10左右的造水比;操作负荷可从40%到110%变化,造水比不会下降,弹性较大;能耗较低;前处理较简单,化学药剂消耗较低;系统的操作安全可靠,即便发生传热管泄漏,仅仅降低产量而不会影响水质。
但低温多效蒸馏设备体积较大,装置费用较高。
(4)适用范围:多效蒸馏与多级闪蒸的适应条件基本相同。
图2-2 低温多效蒸馏工艺流程图2.1.3 压汽蒸馏技术(VC)(1)基本原理:海水蒸发过程所产生的二次蒸汽,经压缩机增压,蒸汽饱和温度相应提高,再输入到蒸发器管束内,作为进料海水蒸发的热源,并自身冷凝为淡化水。
上述过程周而复始,连续生产。
压汽蒸馏按操作温度可分为常压压汽蒸馏和负压压汽蒸馏两种。
从结构上,又分为水平管降膜喷淋式和垂直管式两种形式;前一结构的优点是料液自液体分布器出来之后,在水平传热管上以薄膜的形式分布,又依靠重力向下实现再分布,由于液膜分布薄且均匀,因而传热系数高,并且蒸发器结构简单,在海水淡化领域得到广泛应用。
(2)工艺流程:进料海水用极少量阻垢剂预处理后,进入一个板式换热器,回收自蒸发器排放出的浓盐水和淡化水的热量。
之后,与循环的浓盐水混合,进入到蒸发器中,喷淋到水平传热管束的外表面上,喷淋量需刚好在管子表面形成连续的液膜,与管束内经压缩机增压的蒸汽(略低于浓盐水蒸发平衡压力)热交换。
管内蒸汽冷凝成淡水导出,管外一部分盐水产生蒸发,通过汽液分离器除去夹带的液滴之后,蒸汽进压缩机压缩并导入传热管束内。
如此构成了二次蒸汽的不断循环和潜热交换。
工艺流程见图2-3:图2-3 压汽蒸馏工艺流程图(3)主要优缺点:压汽蒸馏与多效蒸馏的技术十分类似,差别在于前者使用压缩机,而后者用蒸汽驱动。
(4)适用范围:适用于仅有电能的地方,主要建造中小型装置。
2.1.4 蒸馏法海水淡化技术现状及发展趋势国外从五十年代开始研究和开发淡化技术,到七十年代已形成了淡化工业体系。
从七十年代中期到八十年代后期,技术最成熟、应用最广泛、规模最大的是蒸馏法中的多级闪蒸(MSF)。
多级闪蒸的主要优点是结垢倾向相对较小,运行安全,设备整体性强,易于大型化,缺点是设备占地面积大,能耗较高,运行费用相对较高,运行管理相对复杂。
低温多效蒸发海水淡化技术在国际上是一项成熟的技术,有300多套商用装置投入使用,取得30多年使用经验。
随着技术不断进步,多效蒸发技术的结垢问题已得到较好的解决,再加上强化了传热,表现了更突出的优势。
如以色列IDE公司的低温多效装置(LT-MED),其蒸发温度低于70℃,大大小于多级闪蒸的蒸发温度(120℃),同时与多级闪蒸法相比占地小、能耗低。
另外,近年来,多效蒸馏保持了相当快的增长速度,而多级闪蒸增长缓慢。
因此,人们认为,LT-MED装置是当前蒸馏法中最有竞争力的淡化设备。
2.2 膜法海水淡化技术2.2.1 电渗析技术(ED)(1)基本原理:电渗析以直流电为推动力,利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性,使一个水体中的离子通过膜迁移到另一个水体中的物质分离过程。
(2)主要特点:电渗析为无相变过程。
所耗电能主要用于迁移溶液中的电解质离子,所耗的电能与溶液浓度成正比,对于不导电的颗粒没有去除能力。
电渗析技术用于海水淡化时能耗大,大规模的海水淡化工程基本上不采用。
但将1000~3000毫克/升的苦咸水脱盐至500 毫克/升的饮用水是经济可行的。
(3)适用范围:原水含盐量低于3000毫克/升的苦咸水淡化装置。
2.2.2 反渗透技术(RO)(1)基本原理:用一张只透过水而不能透过盐的半透膜将淡水和盐水隔开,淡水会自然地透过半透膜至盐水一侧,这种现象称为渗透。
当渗透到盐水一侧的液面达到某一高度时,渗透的自然趋势被这一压力所抵消从而达到平衡。
这一平衡压力即为该体系的渗透压,如在盐水一侧加一个大于渗透压的压力,盐水中的水会透过半透膜到淡水处。
这种与自然渗透相反的水迁移过程称为反渗透。
(2)工艺流程:进料海水经预处理,去除悬浮固体及其它有害物。
然后经高压泵增压后,进入膜脱盐设备,产出的中间淡水产品进入后处理设施(按淡水不同用途选择,如作饮用水,需pH调节和加氯杀菌设备),精制成终产品淡水。
浓盐水自膜脱盐设备排出。
见图2-4:图2-4 反渗透工艺流程图反渗透膜是一种用特殊材料和加工方法制成的、具有半透性能的薄膜。
它能够在外加压力作用下使水溶液中的某些组分选择性透过,从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。
反渗透膜组件有多种结构形式,最常用的是中空纤维和螺旋卷式两种。
根据膜材料或成膜工艺又可分为非对称反渗透膜、复合反渗透膜。
目前反渗透膜组件的使用寿命为3~5年。
反渗透膜组件质量的优劣和水平的高低关键在于膜性能的好坏。
反渗透预处理的作用是防止膜被污染和污堵,其出水水质应满足反渗透装置的进水水质要求:污染指数(SDI)<3;海水反渗透预处理系统由于受取水方式以及各地海水水质(物理指标)的变化而出入较大,一般情况下要采用加氯消毒、凝聚过滤、加酸调节pH值、加阻垢剂、消除余氯以及过滤等措施才能进入反渗透系统。
所以,水质是选择系统的重要依据。
目前,随着超滤技术的不断成熟,超滤设备费用的降低,超滤作为海水淡化反渗透的预处理设备,因其具有出水稳定,占地面积小,能够保证反渗透稳定运行等突出优点,已越来越多的应用于海水淡化系统的反渗透预处理中。