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1、热法及膜法海水淡化经济性剖析汇总膜法热法海水淡化技术经济剖析大连海水淡化工程研究中心华维国一、海水淡化方法概括：海水淡化是指从海水中获得淡水的技术和过程，经过脱除海水中的大多数盐类，使办理后的海水达到生活和生产用水标准的水办理技术，当前淡化方法已达数十种，达到商业化规模的主要有反浸透法和蒸馏法，也就是常说的“膜法”和“热法”，蒸馏淡化技术又分红多级闪蒸、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，是最早采纳的淡化技术。初期主要用于少许蒸馏水的生产和制糖工业的料液浓缩，近代工业渐渐用于电厂和大型工业锅炉供水。蒸馏法与膜法不一样，经蒸发所得的水就是蒸馏水，水质较高，产品水的含盐量（
2、总固溶物）能够降到5ppm以下。蒸馏法所能办理的原料水比其余方法更为宽泛，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种类许多，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。以下对各样方法进行简介：（1）多级闪蒸技术(MSF)基来源理多级闪蒸是将海水加热到必定温度后，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，部分海水快速汽化，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。将多个闪蒸室串连起来，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办理的海水，第一送入排热
3、段作为冷却水。走开排热段的大多数冷却海水又排回海中，小部分作为进料海水（补给海水），经预办理后，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）的重量与所耗费的加热蒸汽之比，是淡化厂经济效益的直接表现，往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。/1图1-1多级闪蒸流程图（2）多效蒸馏技术(MED)基来源理：将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串连
4、起来，蒸汽进入第一效蒸发器，与进料海水热互换后，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，自己又被冷凝。这一过程向来重复到最后一效。连续产出淡化水。多效蒸馏分为低平和高温多效蒸馏。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。可是，前几效盐水的蒸发温度较高，传热管易结垢且腐化速度快，因此对设备的资料要求高，需屡次冲洗设备，对海水预办理要求也高。针对高温多效蒸馏的弊端，发展了低温多效蒸馏技术，其特色是盐水的蒸发温度不超出70，减缓了设备的腐化和结垢；并获得10效以上的造水比。工艺流程：海水在冷凝器中预热、脱气以后分红两股，一股
5、排回海洋，此外一股为进料液。料液加入阻垢剂，引入到蒸发器温度最低的效组中。喷淋系统把料液散布到顶排管上，自上向下的降膜过程中，一部分海水汲取了管制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，节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1-2：2图1-2低温多效蒸馏工艺流程图（3）压汽蒸馏技术(VC)基来源理：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升，再输入到蒸发器管制内，作为进料海水蒸发的热源，并自己冷凝为淡化水。上述过程循环往复，连续生产。压汽蒸馏按操作
6、温度可分为常压压汽蒸馏和负压压汽蒸馏两种。从构造上，又分为水平管降膜喷淋式和垂直管式两种形式；前一构造的长处是料液自液体散布器出来以后，在水平传热管上以薄膜的形式散布，又依赖重力向下实现再散布，因为液膜散布薄且均匀，因此传热系数高，而且蒸发器构造简单，在海水淡化领域获得宽泛应用。工艺流程：进料海水用极少许阻垢剂预办理后，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。以后，与循环的浓盐水混淆，进入到蒸发器中，喷淋到水平传热管制的表面面上，喷淋量需恰幸亏管子表面形成连续的液膜，与管制内经压缩机增压的蒸汽（略低于浓盐水蒸发均衡压力）热互换。管内蒸汽冷凝成淡水导出，管外一部分盐水产生蒸
7、发，经过汽液分别器除掉夹带的液滴以后，蒸汽进压缩机压缩并导入传热管制内。这样构成了二次蒸汽的不停循环和潜热互换。工艺流程见图1-3：3图1-3压汽蒸馏工艺流程图2、膜法海水淡化技术（1）电渗析技术(ED)基来源理：电渗析以直流电为推进力，利用阴、阳离子互换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性，使一个水体中的离子经过膜迁徙到另一个水体中的物质分别过程。主要特色：电渗析为无相变过程。所耗电能主要用于迁徙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纳。但将10003000毫克/升的苦咸水脱盐至500毫克/升的
8、饮用水是经济可行的。（2）反浸透技术(RO)基来源理：用一张只透过水而不可以透过盐的半透膜将淡水和盐水分开，淡水会自然地透过半透膜至盐水一侧，这类现象称为浸透。当浸透到盐水一侧的液面达到某一高度时，浸透的自然趋向被这一压力所抵消从而达到均衡。这一均衡压力即为该系统的浸透压，如在盐水一侧加一个大于浸透压的压力，盐水中的水会透过半透膜到淡水处。这类与自然浸透相反的水迁徙过程称为反浸透。工艺流程：进料海水经预办理，去除悬浮固体及其余有害物。而后经高压泵增压后，进入膜脱盐设备，产出的中间淡水产品进入后办理设备（按淡水不一样用途选择，如作饮用水，需pH调理和加氯杀菌设备），精制成终产品淡水。浓盐水自膜脱
9、盐设备排出。见图1-4：4图1-4反浸透工艺流程图二、热法（MED）膜法（RO）海水淡化系统构成1、系统构成和投资（1）热法系统：万吨级热法低温多效（MED-TVC）主系统及设备序系统组件名称单主要产技术成备注号位地熟度一海水预办理系统1高效首次积淀池套中国成熟2混凝絮凝办理池套中国成熟3污泥办理系统套中国成熟二海水淡化系统1主蒸发/冷凝器套中国成熟2凝汽器套中国成熟3自动反洗过滤器台德国成熟4盐水泵(浓盐水台德国成熟排)5物料水泵台中国成熟6成品水泵台中国成熟7凝固水泵台中国成熟8减温水泵台中国成熟59海水加热器套中国成熟1成品水冷却器套中国成熟01物料水加热器套中国成熟11凝固水冷却器套中
10、国成熟21预冷凝器套中国成熟31一级冷凝器套中国成熟41二级冷凝器套中国成熟51启动抽气器套中国成熟61一级主抽气器套中国成熟71一级协助抽气器套中国成熟81二级抽气器套中国成熟9（2）膜法系统：万吨级膜法（SWRO）海水淡化主系统及设备序系统组件名称单主要技术成备注号位产地熟度一海水预办理系统1初级积淀办理套中成熟国2初级多介质过滤器台中成熟国3二级多介质过滤器台中成熟6国4二级活性炭过滤器台中成熟国5保安过滤器（微滤）套国成熟外6套美成熟超滤给水泵国7套美深度研超滤前置过滤器国发8套美深度研超滤装置国发9超滤反洗装置套美深度研国发1套中成熟0化学冲洗装置国1套中成熟1柠檬酸加药装置国1套中成熟2超滤产水箱国二海水淡化系统1套德成熟海水淡化高压泵国2套德成熟能量回收装置国3套美成熟反浸透膜组件
