蒸馏法与膜法海水淡化技术经济比较
海水淡化技术介绍
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海水淡化技术及建设投资运行成本介绍1.海水淡化技术发展现状海水淡化又被称为海水脱盐,也就是从海水中获取淡水的技术和过程。
从海水中取出淡水或者除去海水中的盐分,都可以达到淡化的目的。
从这两条路线出发,海水淡化分为两类。
采用从海水中分离出淡水的方法又可以细分为蒸馏法、冷冻法、反渗透法、水合物法和溶剂萃取法;而第二类则包括电渗析法和离子交换法。
其中目前得到大规模商业应用是反渗透法和蒸馏法。
(1)反渗透海水淡化技术对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜,一般将只能透过溶剂而不能透过溶液的薄膜称之为理想的半透膜。
当半透膜把不同浓度的溶液隔开后,在自然情况下,水流是从低浓度盐水侧往高浓度盐水侧流动;当在高浓度盐水侧加上一个适当的压力后,也会将水从高浓度侧压到低浓度侧,见图1。
反渗透海水淡化就是利用该原理,用高压泵将海水增压后,借助半透膜的选择截留作用来除去水中的无机离子得到淡水。
由于反渗透膜的截留粒度小于10×10-10 m,所以反渗透海水淡化同时能滤除各种细菌、病毒,获得高质量的纯水。
图1. 反渗透海水淡化技术原理一般说来,反渗透海水淡化工艺包括四部分:预处理、反渗透、后处理及清洗系统,图2是一种反渗透海水淡化系统的典型工艺流程。
图2. 反渗透系统典型工艺流程图预处理系统的目的是为了充分发挥反渗透淡化系统的技术优越性,保障良好的设计性能和长时间的安全运行,特别是为了保证膜的使用寿命(一般情况下,自来水和苦咸水反渗透膜的使用寿命为5年,而海水膜的使用寿命为3年)而设置。
由于供给的源水不同,其水质组成与杂质成分千差万别,预处理系统也有很大的区别,在决定预处理系统时需要丰富的基础理论知识和工程实际经验。
反渗透装置的主体由反渗透膜堆和高压泵两部分组成,反渗透组件是整个系统的心脏部分,而高压泵是系统的关键部件。
高压泵把进水升压至不同的压力进入膜堆,透过膜的水作为产品水,而未透过膜的作为浓盐水排放。
其设计的核心在于根据不同的原水水质安排不同的回收率,以及通过流程及设备的选用使系统尽可能的节能。
海水淡化方法
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海水淡化方法1、蒸馏法:蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化,再把蒸汽冷凝成淡水的方法。
蒸馏法海水淡化技术是最早投人工业化应用的淡化技术,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。
与膜法海水淡化技术相比,蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大,是当前海水淡化的主流技术之一。
2、反渗透法:将海水加压,使淡水透过渗透膜而盐分被截留的淡化方法。
反渗透主体设备主要由高压泵、反渗透膜、能量回收三部分组成,无论海水、苦咸水,亦无论大型、中型、小型都适应,是海水淡化技术近二十年来发展最快的,除了中东国家,美洲、亚洲和欧洲,大中生产规模的装置都以反渗透为首选,也是我国目前的首选方法。
3、多效蒸发:将加热后的海水经多个蒸发器串联运行的蒸发过程。
也主要是与火电站联合运行,但规模一般在日产万吨以下。
这包括两种类型,一类是多效分裂式,七八十年代较盛行,称为竖管蒸发(VTE)。
操作温度一般较高,顶温在100~120度,欧洲和亚洲一些火电厂都在使用,另一类是低温多效蒸馏(LT—MED),顶温在70度左右,较前者更具竞争力,是蒸馏法中最节能的方法之一,国华黄骅电厂就是用的这项技术。
4、电渗析法:电渗析以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性而脱出水中离子的淡化过程。
电去离子(EDI)是一种电渗析和离子交换相结合的方法,在直流电场的作用下,实现电渗析过程,离子交换盐和离子交换连续再生过程。
5、冷冻法:即冷冻海水使之结冰,在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。
从理论上分析,是最有前途的海水淡化处理方法之一,但目前未形成实用规模。
我国海冰资源巨大,只是采集、融化、冰水除盐等的工耗、能耗以及相关设施问题,尚需进一步做工程研究。
而人工冷却法,早在七十年代美国就着手研究,问题是从制冷、结冰、冰晶输送、融化以及冷量回收等单元过程太多,效率不高,成本过大。
6、化学调理处理:投加H2SO4调理海水pH值分化海水中的HCO-3,以避免CaCO3沉积,是海水淡化中最常用和最经济的办法。
海水淡化方法分类其他相关技术分析
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海水淡化方法分类其他相关技术分析海水淡化的方法主要有反渗透法和蒸馏法,反渗透法海水淡化与蒸馏法对比,膜法海水淡化只能利用电能,蒸馏法海水淡化利用热能和电能。
所以反渗透淡化适合有电源的场合,蒸馏法适合有热源或电源的各种场合。
但是随着反渗透膜性能的提高和能量回收装置的问世,其吨水耗电量逐渐降低。
一、海水淡化技术海水淡化设备,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。
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。
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。
海水淡化技术
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蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化,再把蒸汽冷凝成淡水的方法。蒸馏法海水淡化技术是最早投人工业化 应用的淡化技术,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。与膜法海水淡化技术 相比,蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大,是当前海水 淡化的主流技术之一。
国外海水淡化工程多采用投加液氯、NaCl和CuSO4等化学试剂来杀菌灭藻。考虑到交通等多方面的因素,投 加化学试剂杀菌灭藻有一定难度,在本工程设备研制过程中专门采用海水次氯酸钠发生器。海水取水泵后分出一 小股带压海水,进入次氯酸钠发生器,在直流电场作用下产生NaCl,靠位差直接注入海滩沉井,以杀灭海水中的 细菌、藻类和微生物。
环岛海域的海水受周边环境影响较大,海水化学耗氧量(COD)在 1.7~2.5m g/L,尤其在夏、秋季节有时 海水有较大的异臭异味。因此除添加NaClO进行氧化外,增设活性炭过滤器,选用具有较高机械强度的果型颗粒 活性炭能有效地吸附有机物和异臭异味,提高反渗透产水水质,同时能减轻对反渗透膜面污染,延长膜使用寿命。
真空冷冻海水淡化法工艺包括脱气、预冷、蒸发结晶、冰晶洗涤、蒸汽冷凝等步骤,海水淡化水产品可达到 国家饮用水标准,是一种较理想的海水淡化法。
非加压渗透吸附:非加压吸附渗透海水淡化法,或称为“正向渗透法”,让水通过多孔膜进入一种超强吸水 的吸附剂的盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物,但溶液里的特殊盐分很容易蒸发。分固态盐、液态盐方向。固 态盐解吸附耗能更小。
投加H2SO4调节海水pH值分解海水中的HCO3,以防止CaCO3沉淀,是海水淡化中最常用和最经济的方法。投加 (NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉淀的有效方法,但(NaPO3)6在阻垢的同时产生的副产品磷酸盐会助长微生 物、细菌和藻类的生长,使用有一定的局限性。而从西方国家进口的专用高分子聚合物阻垢剂价格较高,会直接 影响海水淡化工程的运转费用。本工程最终选用H2SO4作为阻垢剂,控制反渗透系统给水的pH值在 6.8~7.0之间, 同时控制海水淡化系统水回收率,以防止CaSO4沉淀析出。
2013最经济的膜法海水淡化技术优势分析
![2013最经济的膜法海水淡化技术优势分析](https://img.taocdn.com/s3/m/ad1f0d6d1ed9ad51f01df230.png)
2013最经济的膜法海水淡化技术优势分析全球水的总储量为13.86亿km3,海水就占有96.5%,人类可取用的地表水和浅层地下水仅为0.79%,且随地域和季节变化分布极不均匀。
为了向大海索取淡水,上世纪五十年代初,膜技术便被优先提出来了,至七十年代海水淡化技术在世界上实现了商品化,经过产品换代、工艺革新,目前已成为最经济的海水淡化和高盐度苦咸水脱盐技术。
世界上海水淡化的方法有,蒸馏法、电渗析法、冷冻结晶法及反渗透法。
采用蒸馏法和冷冻结晶法,设备费用高,装置复杂,易结垢和热能消耗大;电渗析法由于耗电量大,成本高,大规模淡化取水甚为困难。
相比之下,海水淡化装置用膜法海水淡化取水,是最好的选择,它具有以下优点:1 、应用膜法淡化海水技术非常成熟;2、反渗透等膜材料、膜元件生产技术成熟,价格大幅度下降,应用成本越来越低3、耗电量小、现有技术已达到吨水耗电1.8--4.5度左右,有利于节约能源,降低制水成本;4、膜法淡化海水为单元组合式,建设规模可逐级扩大,便于推广应用;5、膜法淡化海水其膜设备投资涉及到土建工程、电力工程、自控工程、管道工程及其它关联工程,都是成熟的技术和工程,其投资风险甚小;6、反渗透法淡化海水,配以纳滤膜技术,保留了海水中存在的对人体有益的多种微量矿物质,具有生物活性,是可以直接生饮的安全饮用水;7、反渗透淡化海水无相变,分离出来的浓缩海水含盐量比原海水高出2-3倍,其浓海水不仅可以用来养殖如海参、鲍鱼、扇贝、大黄鱼、对虾、海鳗等高档海产品,还可以从中更经济地提取溴、镁、铀、石膏、芒硝、食盐、氧化钾、硫酸镁、氯化镁、磷酸镁、氧化镁等海洋化学物质,实现海洋资源的综合利用;8、所用的膜是卫生的高分子材料,能完全截留细菌、病毒、胶原体、重金属离子等有害物质,将有益于人民的健康。
膜系统的电耗指标:3kw.h/m3左右吨水成本:4.5元/吨以下投资:约0.4~0.8万元/吨水。
火电厂海水淡化工艺的技术经济分析及选择
![火电厂海水淡化工艺的技术经济分析及选择](https://img.taocdn.com/s3/m/f23c2968caaedd3383c4d3c0.png)
展, 现已遍及全世界 10多个 国家 和地 区 , 在美 、 、 以 0 并 法 日、
色列等发达 国家实现 了产业化 和规模化 , 其有效性和可靠性
已经得到越来越广泛 的认 同。其 中, 多级 闪蒸 ( F 低 温 Ms )、 多效 ( E )和反 渗透 ( O 已成为海水淡 化领域 的 3大主流 MD R) 技术。R O具有投资省 、 能耗低 ( 元相 变 ) 建设期 短 、 、 占地 面 积少的特 点 , 是近 2 o年来 发 展 最 快 的 海水 淡 化 技 术 。而 M 以其易实 现大型化 、 行维 护成本 低 、 E 运 使用 寿命 长、 对 海水水质要求宽松 、 出力 可调性 强等 特点 已成为 2 世纪海 1
d s l a o 8 b t rta h  ̄ e' s ssd s l aina dterv i ̄o mo i ea ia i w t n e ai tn i et h nt el v le o mo i e ai t n ni e s n o h e e' s ssd sln t 8 n o i 0 e—l v l v l  ̄o mo i sc n ie a l h e e r e' s ssi o sd rb e e 8
海水淡化技 术起 源 于 2 纪 中 叶 , 0世 经过 几 十年 的 发
为了提高设备 的竞争 性 , 降低制 水成本 , 各个从 事反渗透 膜 组件生产 的公司无不把 工作重 点放 在提高水 通量和降低操 作压力上 。超低压复合膜 的研制成功 , 使得反渗透用 于海水
淡化时 , 只膜 的脱 盐率可以达到 9 .0以上。 单 92 () 2 反渗透预处理 。预处理 的作用 是防止膜 被污染和污
Ab tat Thspp rdsrbstepicpe fme rn to n o src i f e ec e h rn ilso mba eme d a dlw— tmp rtr li e etdsl t n dsl a o ,cn u t l i h e eaue mut— f c itl i eai t ia o ni n o d cs t h ia n c nmi e nclad eo o c ̄ l&io nlssO h q imeto o —tmp rtr c p l n aayi Hteeup n flw ' s e eauemut—e e t itlt eai t na dmut—st li f s l i ds l i n c d i ao n a n o l i esI一
降低水中盐度的方法
![降低水中盐度的方法](https://img.taocdn.com/s3/m/f1865c08777f5acfa1c7aa00b52acfc789eb9f86.png)
降低水中盐度的方法降低水中盐度的方法有多种,具体选择哪种方法取决于你的需求和条件。
以下是一些常见的方法:1. 蒸馏法:蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化,再把蒸汽冷凝成淡水的方法。
蒸馏法海水淡化技术是最早投人工业化应用的淡化技术,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。
与膜法海水淡化技术相比,蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大,是当前海水淡化的主流技术之一。
2. 反渗透膜法:反渗透膜法通常又称超过滤法,是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。
该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。
在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐渐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。
此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。
如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。
反渗透法的最大优点是节能。
它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。
因此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重心转向反渗透法。
3. 电渗析法:渗析是由于扩散作用而使不同电解质透过半透膜的过程,但溶液本身的浓度是不变的。
电渗析是在直流电场的作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,把电解质从溶液中分离出来,并完成溶液的浓缩、淡化、精制或纯化等目的。
电渗析法最初用于海水淡化,后来逐步扩大范围至苦咸水淡化、工业废水处理、高纯水制取等领域,成为当今世界上一种引人注目的分离技术。
4. 离子交换法:离子交换法淡化海水的基本思路是用离子交换树脂与海水中的离子进行交换而除去海水中盐分的方法。
离子交换树脂是一种不溶于水并能和溶液中的离子进行交换的高分子物质,它分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。
阳离子交换树脂带有酸性基团,能吸附溶液中的阳离子并释放H+,阴离子交换树脂带有碱性基团,能吸附溶液中的阴离子并释放OH-。
海水淡化技术评述与成本分析
![海水淡化技术评述与成本分析](https://img.taocdn.com/s3/m/3c138b0c52ea551810a68715.png)
工程与技术 Engineering and Technology28Environmental Protection 2005.2据联合国的调查数据,“在中国,有10个省、市、自治区的人均水资源拥有量不足1 000m3”。
我国沿40%的人口,提供60%地区由于人口稠密,为突出。
其中天津、上海、大连、在200 m3以下。
线,1 术为电渗析,化装置;置投入运行;产;2001年华能威海电厂反渗透海水淡化装置投产;2002年天津海滋食品有限公司从美国引进多级闪蒸海水淡化装置投产。
2 技术评述海水淡化方法按分离过程可分为蒸馏法、膜法、结晶法、溶剂萃取法和离子交换法等。
其中,蒸馏法又有多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(ME)和压汽蒸馏(VC)之分,膜法海水淡化技术则包含了高于渗透压H,一般在4~7MPa范围内。
反渗透装置投资省、能耗低、建设周期短、易于自动控制,适用于海水、苦咸水大中型规模的淡化工程,装置体积小,设备及操作简单,且在常温下操作,设备的腐蚀和结垢程度较轻。
存在的问题是膜的寿命和抗污染,反渗透膜、高压泵、能量回收装置需进口,进口膜使用3~5年后更换率为5%。
海水淡化技术评述与成本分析Technology Evaluation and Cost Analysis of Sea Water Desalination高艳玲 吕炳南 赵立军(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江 150090)摘 要 介绍了我国海水淡化概况和各种淡化方法及工作原理,并对技术的优缺点和适用范围进行了评述,对海水淡化的成本进行了分析比较,指出了海水淡化今后发展的趋势和方向。
关键词 海水淡化 电渗析 反渗透 蒸馏法 成本提供。
故该装置多用于沿海的火力发电厂、核电空冷冻法海水淡化正是利用海水的三相点原理,以工程与技术 Engineering and Technology30Environmental Protection 2005.2水淡化技术推广应用的主要因素之一。
海洋船舶海水淡化处理技术的节能减排效益分析
![海洋船舶海水淡化处理技术的节能减排效益分析](https://img.taocdn.com/s3/m/9c9d7451bb1aa8114431b90d6c85ec3a87c28bf7.png)
海洋船舶海水淡化处理技术的节能减排效益分析摘要:随着全球对可再生能源和环境保护的需求不断增长,海洋船舶海水淡化处理技术作为一种能够提供可再生淡水的解决方案逐渐受到关注。
本文将对海洋船舶海水淡化处理技术的节能减排效益进行分析。
首先,简要介绍海洋船舶海水淡化处理技术的原理和应用情况。
然后,从节能和减排的角度对海水淡化处理技术的优势进行探讨,并进一步分析其在海洋船舶中的实际应用效果。
最后,提出进一步研究的建议以促进海洋船舶海水淡化处理技术的发展和推广。
1. 引言海洋船舶是目前全球贸易和运输的主要工具,然而船舶在海上航行的过程中需要大量的淡水来满足船员的日常用水需求。
然而,淡水资源有限,因此如何在海洋环境下海水转化为可用的淡水资源成为一个重要的问题。
海洋船舶海水淡化处理技术就是为了解决这一问题而发展起来的。
2. 海洋船舶海水淡化处理技术的原理和应用情况海洋船舶海水淡化处理技术是利用海水中的盐分和其他杂质与纯净水分离的一种技术,常见的方法包括膜法、蒸发法和冷凝法等。
其中,膜法是目前应用最广泛的一种方法,主要包括反渗透膜法和电渗析膜法。
海洋船舶海水淡化处理技术在海洋船舶中的应用主要包括船舶上的淡水供应和废水处理。
3. 海洋船舶海水淡化处理技术的节能减排效益3.1 节能效益海洋船舶海水淡化处理技术相比传统的淡水供应方式具有明显的节能效益。
传统的淡水供应方式通常依赖于从陆地上运输淡水到船上,这需要大量的燃料和能源消耗。
而利用海洋船舶海水淡化处理技术,船舶可以直接在海上将海水转化为淡水,无需依赖外部供应,因此能够显著降低船舶的燃料消耗。
3.2 减排效益海洋船舶海水淡化处理技术在减少温室气体和其他污染物排放方面也具有重要的作用。
首先,船舶在使用传统淡水供应方式时需要大量燃料运输淡水,这会导致大量的碳排放。
而利用海洋船舶海水淡化处理技术能够减少这部分燃料消耗,从而减少碳排放。
其次,海洋船舶海水淡化处理技术可以帮助船舶解决废水处理问题,这有助于减少对海洋环境的污染。
低温多效蒸馏法海水淡化技术
![低温多效蒸馏法海水淡化技术](https://img.taocdn.com/s3/m/bdf04642336c1eb91a375d81.png)
能源和资源配置的战略高度来看, 利用沿海电厂余热
像蒸馏水一样, 浓缩海水从第一效呈阶梯状流入
或核能等其他能源推广蒸馏法海水淡化技术, 对于解 一系列的浓盐水闪蒸罐中, 闪蒸冷却以回收其热量。经
决我国特别是沿海经济发达地区水资源危机, 保障沿 过冷却之后, 浓盐水经浓盐水泵打入大海。
海经济可持续发展具有十分重要的现实与长远意义。
重工与起重技术 HEAVY INDUSTRIAL & HOISTING MACHINERY
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低温多效蒸馏法海水淡化技术
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前
沿
我国在 20 世纪80 年代末开始研究低 温多效蒸馏法海水淡化技术, 初期主要是
重复, 每效都产生了相当数量的蒸馏水, 到最后一效的 蒸汽在排热段被海水冷却液冷凝。
蒸馏法海水淡化技术是最早投入工业化应用的淡化技术与膜法海水淡化技术相比蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位热对原料海水水质要求低装置的生产能力大等优点术占海水淡化技术总市场份额的57能源和资源配置的战略高度来看或核能等其他能源推广蒸馏法海水淡化技术决我国特别是沿海经济发达地区水资源危机海经济可持续发展具有十分重要的现实与长远意义
淋降膜蒸发器串联起来, 用一定量的蒸汽输入通过多
低温多效海水淡化技术完成了蒸馏装置从单效到
次的蒸发和冷凝, 后面一效的蒸发温度均低于前面一 多效的技术接口问题, 解决了蒸发器管板与蒸发管的
效, 从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。
弹性连接问题, 筛选出廉价的耐海水腐蚀的防腐涂料,
2.低温多效蒸馏淡化技术的流程
通过设置不同的驱动,
可 以 动 态 输 出 实际使用
主要海水淡化方法技术经济分析与比较
![主要海水淡化方法技术经济分析与比较](https://img.taocdn.com/s3/m/0e74108fec3a87c24028c481.png)
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
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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。
海水的淡化处理
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多效蒸馏技术
这也是一种蒸馏法。该法是把海水引入第 一蒸馏器,由加热蒸气加热,产生的蒸气 称为二次蒸馏汽。二次蒸馏汽被引入下一 个蒸发器作为加热蒸气使用,浓海水也进 入下一个蒸发器蒸发。串联在一起的蒸发 器的个数叫做效数。最末一效和减压器相 连,以保证沸海水沸点由首效逐次降低, 从而实现前一效中二次蒸发对后一效浓海 水的加热作用。
反渗透法
通常又称超过滤法,是1953年才开始采用的一种 膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不 允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。 在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧, 从而使海水一侧的液面逐渐升高,直至一定的高 度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高 出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加 一大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将 反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。 它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。因 此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重 心转向反渗透法。
压汽蒸馏技术
该技术压汽的方式可分为热压法和机械压 法。热压法,是用高压蒸汽在喷射器中吸 引二次蒸汽,到达低压系统,从而反复利 用蒸汽,而机械压法是用机器来吸引二次 蒸汽。 膜蒸馏技术 该技术是膜法技术的一个分支, 是将蒸馏法与膜法脱盐结合的为一体的一 种新技术。
太阳能蒸馏
这是海水淡化的新技术,是应用集热技术将太阳能转化成 热能,供给海水淡化中所需全部或部分能量来制取淡水的 方法。可分为直接法和间接法两种。直接法将集能和除盐 部分集于一体;间接法是将集能和除盐部分分开,即通过 集热器收集能量,用以驱动除盐装置的方法。 对生产能力为100~200立方米每天的一般淡化厂,每生产1 立方米的淡水,需要石油3~20升;而太阳能淡化厂,直接 法仅需0.2~0.5升,间接法需要0.7~2升,最重要的是没有污 染,操作维修简便,但是由于要求日照量大且比较稳定, 一般要在145.4瓦每立方米以上。所以在日照充分的地方, 这是一种极有前途的方法。
海水淡化技术的现状和存在的问题及对策
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海水淡化技术的现状和存在的问题及对策
吴粦华,王永胜,温德才,钟春龙
摘要:简述了国内外海水淡化的现状,对蒸馏法和反渗透法进行比较,侧重针对目前海水淡化技术存在的一些问
题,提出一些具体建议。
关键词:海水淡化;反渗透;低压膜;多级闪蒸;建议
中图分类号:#$%$
文献标识码:&
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法、微滤或超滤法(即膜法)。常规预处理法有工艺繁杂、费用 高 、占 地 大 ,且 所 得 过 滤 水 产 、质 量 不 稳 定 等 许 多 不 足 之 处 。 沉 井 加 简 单 过 滤 预 处 理 法 ,经 济 效 益 较 好 ,但 往 往 受 地 质 条 件 及 技 术 方 面 的 限 制 ,适 应 面 不 广 。膜 法 即 采 用 微 滤(#$)或 超滤(%$)对给水预处理,可使胶体颗粒和细菌减少几个数量 级,相对较好地解决一直令海水淡化工程技术人员深感头痛 的 海 洋 微 生 物 污 染 问 题 ,是 其 它 预 处 理 方 法 不 可 比 拟 的 ,是 颇具吸引力和竞争力的预处理技术。 & 当前海水淡化技术存在的一些问题 &’ ( 传统 #)$ 方法存在的问题
推广海水淡化技术,发展海水淡化供水产业的关键是降 低能耗,从而降低制水成本。国外 ;A?@ 淡化技术已经相当 成熟,鉴于国 内膜技 术进步 和国际 海水 淡化市 场的 发展趋 势,我国在发展海水淡化产业中应优先考虑 ?@ 法。 (0 ( 关于 ?@ 给水的预处理
;A?@ 淡化运行能否顺利,给水的预处理十分关键。海 水 尤 其 是 水 温 较 高 的 表 层 海 水 ,不 仅 硬 度 颇 高 ,而 且 还 含 有 微生物。微生物污染不仅给引水设施,而且给 ?@ 系统造成种 种问题,如膜面污染、纯水的产量及质量下降、组件压差增大 等 。给 水 的 质 量 是 取 得 优 质 淡 化 水 的 先 决 条 件 ,而 给 水 质 量 的好坏则取决于预处理的有效性与运行可靠性。目前,;A?@ 给 水 预 处 理 方 法 主 要 有 三 种 :即 常 规 预 处 理 法 、海 滨 沉 井 滤
01.热法及膜法海水淡化技术经济分析
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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。
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。
海水淡化方法技术经济分析与比较
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海水淡化方法技术经济分析与比较摘要: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,采用比较分析法,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目录引言 (1)1、海水淡化技术概述 (1)1.1、多级闪蒸 (1)1.2、多效蒸馏技术(MED) (2)1.3、压汽蒸馏技术(VC) (3)1.4、蒸馏法海水淡化技术现状及发展趋势 (4)2、膜法海水淡化技术 (5)2.1、反渗透技术(RO) (5)2.2、反渗透技术的发展趋势 (6)3、几种海水淡化系统的技术比较 (7)3.1、四种淡化方案的成本对比 (8)结论 (9)参考文献 (10)引言水资源是人类最不可缺少、无法替代的资源之一。
虽然地球表面四分之三被水覆盖,但其中96.5% 为海水,因含盐量过高,不能直接被利用,可供人们利用的淡水资源(如河水、湖水及浅层地下水的一部分)约占 0.26%。
随着社会的发展及人们生活水平的提高,对水的需求量不断增加,同时超限度的开采、无节制的浪费及对水资源的污染,使得世界上水资源短缺日益严重,成为制约经济社会发展的重要瓶颈。
世界各国通过节约用水、污水处理以及跨流域调水从一定程度上缓解了水资源紧张的现状,但总体形势依然严峻。
为了进一步缓解水资源危机,海水成为重要的替代水源之一。
海水淡化是将海水里面的溶解性矿物质盐分、有机物、细菌和病毒以及固体分离出来从而获得淡水。
海水淡化作为可持续利用的开源增量技术,受到越来越多发达及发展中国家的关注和重视。
本文采用比较分析法来对目前主要的海水淡化技术进行对比分析,分析各自的优缺点以及当前的发展状况。
比较分析法又称类推或类比法。
它是对事物或者问题进行区分,以认识其差别、特点和本质的一种辩证逻辑方法。
在资料不多,还不足以进行归纳和演绎推理时,比较分析法更具有价值。
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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。
据厂家介绍采用全离子交换法工艺的水处理成本均在10元/立方米以上。
而采用多级闪蒸或低温多效法的产水含盐量一般可以达到5mgL以下,反渗透海水淡化加一级常规反渗透的工艺也可以使产水达到5mg/L以下。
再加上后续离子交换精制就可作为锅炉补给水。
1985年实施的GB5749-85国家生活饮用水卫生标准对集中式和分散式供水的主要指标规定如下:
蒸馏与反渗透海水淡化的产水都能达到上述标准,但蒸馏法的产水纯度较高,水中已很少有矿物质,而反渗透海水淡化产水盐度一般在100~200mg/L左右,并且十分洁净,作为城镇生活用水十分合适。
二、多级闪蒸法海水淡化装置技术经济分析
国内唯一的多级闪蒸海水淡化装置建在天津,采用多级闪蒸加离子交换的工艺提供锅炉补给水。
迄今为止已运行近十五年,积累了大量的运行数据。
现对该海水淡化装置进行技术经济分析。
大港电厂管
理人员提供的该套装置的运行能耗与2004年4月出版的<海水淡化技术与工程手册>第五章节多级闪蒸工程实例内容基本相同。
在实例中汽价和电价都未按市场化的价格来确定,并且也未考虑维修费用及其他费用,使实例中得出的运行成本明显偏低,为了与其他的淡化方法进行比较,对以上成本进行调整,在统一的条件下进行成本估算,尽可能使之与其他方法有可比性。
原摘录的运行数据与调整后的数据见表1。
表1:多级闪蒸海水淡化经济分析调整表
从上表中可看出,多级闪蒸产出的淡水综合成本6.68元/立方米,再加上离子交换精制的成本。
总成本要低于纯离子交换法的成本,因此采用海水淡化生产锅炉补给水有一定的竞争力。
三、低温多效海水淡化装置技术经济分析
黄岛电厂3000吨/日低温多效海水淡化装置是目前我国唯一的低温多效海水淡化装置,采用低温多效加离子交换的工艺提供锅炉补给
水。
该项目于2003年开始建设,今年6月4日出水,目前正在进一步调试中。
低温多效装置运行成本综合建设单位和设计单位双方的介绍,得到如下数据见表2:
表2:低温多效海水淡化经济分析表
据业主介绍,低温多效再加上后续离子交换,总成本在7元/立方米左右,有较强的竞争力。
四、反渗透海水淡化装置技术经济分析
反渗透海水淡化产水含盐量约在100mg/l~200mg/l左右,可作为优质生活饮用水,加上一级常规反渗透后产水含盐量在5mg/l以下,再加上离子交换精制可作为锅炉补给水。
目前我国反渗透海水淡化已得到了迅速的发展,从1997年至今,我国南北沿海地区已先后建成一批反渗透海水淡化示范工程。
既有作为城镇用水的反渗透海水淡化装置又有作为锅炉补给水的反渗透海水淡化装置。
反渗透海水淡化总产水量已突破2万立方米/日,万吨级以下规模的反渗透海水淡化工程应用技术已基本成熟,投资成本与运行成本已不断下降。
荣成5000立方米/日的反渗透海水淡化装置按
与蒸馏法相同的计算条件估算成本仅为3.9 元/立方米。
在海水淡化应用于锅炉补给水方面,华能电厂建成了2000立方米/日的反渗透海水淡化+一级常规反渗透装置,产出的淡水再经离子交换精制后用于锅炉补给水,运行已三年。
大连石化公司也已建成采用反渗透海水淡化+二级常规反渗透工艺直接提供锅炉补给水的生产装置。
自2003年11月投产后,基本连续运行,开工率高达97%。
按与蒸馏法相同计算口径测算的以上四种海水淡化装置的成本如下:
注1:人工成本估算与蒸馏法相同
注2:维修费用按总投资的1.5%估算年维修费
五、几种海水淡化方法经济分析
火电厂的热能利用已很成熟,最终靠冷却塔冷却的做完功的乏汽温度仅比气温高2-3度,一般在28.98-32.9℃,不能用于蒸馏法海水淡化的热源,蒸馏法所用的蒸汽是做了部分功的蒸汽(不是乏汽),其性质与热电厂所供蒸汽相近。
目前天津开发区热电厂供汽市场价为99元/吨。
因此黄岛电厂成本测算时采用的16元/吨的蒸汽价格没有反映出蒸汽的真实成本。
从统一了计算依据后的技术分析数据显示,当海水淡化作为锅炉补给水使用时,多级闪蒸不管是运行成本和综合成本均远高于低温多效和反渗透法。
因此在国内显然缺乏竞争力。
在蒸汽价格仅按16元/吨计算时,低温多效成本比反渗透海水淡化加一级常规反渗透的成本要高,但与反渗透海水淡化加二级常规反渗透的成本基本相当。
当火电厂采用海水淡化作为锅炉补给水时,低温多效法仍具有一定的竞争力。
由于低温多效法在国内还是首次采用,缺少实际运行的数据,真实成本有待进一步验证;同时由于低温多效装置必须采用大量的金属构件,运行在潮湿、高温、气液交替环境下,设备的防腐效果有待于进一步的考验。
反渗透在常温下运行,可大量采用非金属材料,腐蚀问题远比蒸馏法轻;反渗透海水淡化装置在国内已有多套使用,并已运行多年,成本估算相对准确。
反渗透海水淡化产水已优于生活饮用水标准,可直接进入城市供水管网。
从技术分析数据显示,反渗透海水淡化运行成本与投资成本远低于低温多效法,因此当海水淡化作为城镇用水或普通工业用水时,反渗透法具有无可比拟的优势。
对于火电厂需要的
海水淡化装置,由于火电厂所需的淡水并不都是高品质的淡水,普通淡水完全可用反渗透海水淡化法直接提供,成本比低温多效法低得多。
因此完全可采用反渗透海水淡化与一级常规反渗透相结合的方法解决电厂供水。
六、结论
鉴于国外的发展趋势及国内沿海地区海水淡化方法的应用实情,经过膜法与蒸馏法海水淡化的技术经济对比分析,认为在我省发展海水淡化,不管是作为城镇用水还是作为电厂锅炉补给水,采用反渗透海水淡化方法均比其他海水淡化有优势。
参考文献:
1、Abdulmajeed Ali Alawadhi.Desalination-Where are we now? GCC
Countries,Desalination and Water Reuse,2002,Vol.12/1,12
2、王世昌,海水淡化工程.北京.化学工业出版社,2003:3~7
3、海水淡化课题组.关于嵊泗县海水淡化工程运行情况的调查报告.建设海洋经济强省工
作简报,2004.7
4、景朝晖,热工原理及应用.北京.中国电力出版社,2004.8
5、周本省,工业水处理技术. 北京.化学工业出版社,2002.5。