海水淡化常用方法

《海水淡化常用方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海水淡化常用方法（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、海水淡化都有哪些方法？蒸馏法 蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统治地位。蒸 馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原旦如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件 下遇冷形成雨，而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法 等。冷冻法 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。冷冻法与蒸馏 法都有难以克服的弊端，其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢，而所得 到的淡水却并不多；而冷冻法同样要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳，难以使用。反渗透法 通常又称超过滤法，是年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是

2、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，从年起，美日等发达国家先后把发展重转向反渗透法。反渗透海水淡化技术发展很快，工程造价和运行成本持续降低，主要发展趋势为降低反渗透 膜的操作压力，提高反渗透系统回收率，廉价高效预处理技术，增强系统抗污染能力等。太阳能法

3、 人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡 化装置一般都称为太阳能蒸馏器。馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏 器，人们对它的应用有了近150 年的历史。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采 用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与 各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比,太阳能具有安全、环保等优点， 将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化 技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。低温多效 多效蒸发是让加热后的海

4、水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为 下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水。其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。低 温多效蒸馏技术由于节能的因素，近年发展迅速，装置的规模日益扩大，成本日益降低，主 要发展趋势为提高装置单机造水能力，采用廉价材料降低工程造价，提高操作温度，提高传 热效率等。多级闪蒸 所谓闪蒸，是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下，部分海水急骤蒸发的现象。多级 闪蒸海水淡化是将经过加热的海水，依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发，将蒸汽 冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化装置仍以多级闪蒸方法产量最大，技术最成熟，运行安 全性高弹性大，主要与火电站联

5、合建设，适合于大型和超大型淡化装置，主要在海湾国家采 用。多级闪蒸技术成熟、运行可靠，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，降低单位电力 消耗，提高传热效率等。电渗析法该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片， 按其选择透过性区分为正离子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。电渗析法是将具有 选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水 浓缩，淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段， 为污水再利用作出贡献。此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓 缩、分离与提纯。压

6、汽蒸馏 压汽蒸馏海水淡化技术，是海水预热后，进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次 蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出，如此实 现热能的循环利用。流通电容吸附法露点蒸发法 露点蒸发淡化技术是一种新的苦咸水和海水淡化方法。它基于载气增湿和去湿的原理，同时 回收冷凝去湿的热量，传热效率受混合气侧的传热控制。水电联产 水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗 电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，从而实 现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的，

7、这 是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。热膜联产热膜联产主要是采用热法和膜法海水淡化相联合的方式（即MED-RO或MSF-RO方式）， 满足不同用水需求，降低海水淡化成本。目前，世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋 富查伊拉海水淡化厂，日产海水淡化水量为45.4万立方米，其中，MSF日产水28.4万立 方米,R0日产水17万立方米。其优点是:投资成本低,可共用海水取水口。R0和MED/MSF 装置淡化产品水可以按一定比例混合满足各种各样的需求。此外，以上方法的其他组合也日益受到重视。在实际选用中，究竟哪种方法最好，也不是绝 对的，要根据规模大小、能源费用、海水水质、气候条件以及技术与安全性

8、等实际条件而定。 实际上，一个大型的海水淡化项目往往是一个非常复杂的系统工程。就主要工艺过程来说， 包括海水预处理、淡化（脱盐）、淡化水后处理等。其中预处理是指在海水进入起淡化功能 的装置之前对其所作的必要处理，如杀除海生物，降低浊度、除掉悬浮物（对反渗透法）， 或脱气（对蒸馏法），添加必要的药剂等；脱盐则是通过上列的某一种方法除掉海水中的盐 分，是整个淡化系统的核心部分， 这一过程除要求高效脱盐外，往往需要解决设备的防腐与防垢问题，有些工艺中还要求有相 应的能量回收措施；后处理则是对不同淡化方法的产品水针对不同的用户要求所进行的水质 调控和贮运等处理。海水淡化过程无论采用哪种淡化方法，都存在

9、着能量的优化利用与回收， 设备防垢和防腐，以及浓盐水的正确排放等问题。海水淡化技术的发展与工业应用，已有半个世纪的历史，在此期间形成了以多级闪蒸、反渗 透和多效蒸发为主要代表的工业技术。专家普遍认为，今后三、四十年在工业应用上，仍将 是这三项技术“唱主角”，但反渗透的比重将越来越大。从地区上来讲，中东海湾国家仍将以 多级闪蒸为首选，因为它具有大型化和超大型化（单台设备产水量目前已高达日产淡水4 5 万吨）、适应于污染重的海湾水以及预处理费用低的优势；然而在中东以外地区将以反渗 透或膜法为首选，因为膜法的能耗和成本都具有优势，以北美地区为例，近期的发展已经表 明，在淡化和水处理方面都将以膜法为主

10、。做得最好的是以色列。多级闪急蒸馏法多级闪急蒸馏法（MSF，简称多级闪蒸法）原理：将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在 低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水 而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的 淡水。多级闪蒸就是以此原理为基础，使热盐水依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸 室，逐级蒸发降温，同时盐水也逐级增浓，直到其温度接近（但高于）天然海水温度。 在一定的压力下，把经过预热的海水加热至某一温度，引入第一个闪蒸室，降压使海 水闪急蒸发，产生的蒸汽在热交换管外冷凝而成淡水，而留下的海水，温度降到

11、相应 的饱和温度。依次将浓缩海水引入以后各闪蒸室逐级降压，使其闪急蒸发，再冷凝而 得到淡水。闪蒸室的个数，称为级数，最常见的装置有2030 级,有些装置可达 40级以上。多级闪急蒸馏不需要高压蒸汽为热源， 特别适用于与热电厂相结合的大型淡化工 厂。若将建在海滨的核电站的发电，与这种海水淡化和海水的其他方面的利用结合起 来，将是一种很经济的综合生产方案。水乃生命所必需，是基础性的自然资源。然而，人类的污染、过度使用等行为加 深了水资源的严重短缺。为了保护我们的生命之源，各国政府、企业动用了尽可能的 资源来保护现有水资源不被污染，同时研究新技术以寻找新资源。至此今日，充分利 用覆盖地球绝大部分面积

12、的海洋水资源的事业已经受到全球性关注， 并开发出了各种 海水淡化的技术和设备。多级闪急蒸馏法就是其中的一项新兴技术。多级闪蒸是针对多效蒸发结垢较严重的缺点而发展起来的，具有设备简单可靠、 防垢性能好、易于大型化、操作弹性大以及可利用低位热能和废热等优点。因此一经 问世就得到应用和发展。 多级闪蒸法不仅用于海水淡化， 而且已广泛用于火力发电厂、 石油化工厂的锅炉供水、工业废水和矿井苦咸水的处理与回收，以及印染、造纸工业 废碱液的回收等。多级闪蒸是海水淡化工业中最成熟的技术，运行安全性最高，弹性大，适合于大 型和超大型淡化装置，并主要在海湾国家使用。多级闪蒸总是与火力电站联合运行， 以汽轮机低压抽

13、汽作为热源。国内，在 2003 年，青岛等地通过采用具有完全知识产 权的海水淡化装置进行海水淡化，取得了很好的社会经济效益，当时国内设备的日处 理量为 3000 吨/日，在 2005 年，国内能生产出日处理量为 5000 吨/日的淡化设备； 如今，日处理量为 10000 吨/日的设备已经建成并准备运行。国际方面，日产 60000 吨淡水的单机已投入商业运行，日产 160000 吨淡水的装置正在设计中。这些都是世 界上规模最大的海水淡化装置。国内外相关企业介绍法国 Sidem 公司：法国 SIDEM 公司在低温多效蒸馏方面占据了全世界超过八成 的市场份额。该公司是世界上惟一一家既精通多级闪蒸又精

14、通多效蒸馏的海水淡化工 程公司，目前主要在推广低温多效蒸馏工艺，能提供日产量 250 吨至 60,000 吨的各 种低温多效蒸馏海水淡化装置。以色列 IDE 公司：该公司也是全球海水淡化行业内的知名企业， 主要成熟技术卫 反渗透膜淡化技术，现在正在操作的一个淡化项目的年处理海水量为1 亿立方米 /年，具体参数如下：最大耗电量： 4 千瓦/立方米，海水原始盐度： 40,750ppm TDS ，出 水盐度： 200ppm TDS （世界卫生组织饮用水推荐标准），海水原始温度： 15-30 摄氏度。新加坡凯发公司：该公司成立于 1989 年，海水淡化是该公司的主要业务，主要 技术是通过膜过滤方式，由

15、于该公司产品的技术先进，该公司将为中国建设目前世界 上规模最大的海水淡化装置，日处理海水量为 150000 吨/日。华欧集团海水淡化有限公司： 该国内企业的核心技术为低温压汽蒸馏海水淡化技 术，核心产品为 3000 吨日的低温多效海水淡化装置。什么是闪点？闪点又叫闪燃点，是指可燃性液体表面上的蒸汽和空气的混合物与火接触而初次发生闪光时 的温度.闪点是指石油产品在规定条件下，加热到它的蒸汽与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度。 油品越轻，闪点越低。油品的危险等级是根据闪点来划分的。从闪点可判断油品组成的轻重， 鉴定油品发生火灾的危险性。闪急蒸发将料液加热到一定温度， 经过节流减压，进入压力低于其饱

16、和蒸汽压的闪蒸室中 料液因过热而将部分溶剂急剧汽化的蒸发操作。闪急蒸发是一个绝热过程（见热力学 过程），溶剂汽化所需的汽化热，由料液本身的显热提供。闪急蒸发后，料液温度下 降，浓度升高，汽液两相的温度和压力达到平衡。闪急蒸发的操作方式与闪急蒸馏相 同，因此两者常统称为闪蒸。但闪急蒸馏所处理的料液中各组分都能挥发，而闪急蒸 发所处理的料液中溶质一般是不挥发的。多级闪急蒸发（多级闪蒸）是经过加热的料液依次通过多个压力逐级降低的闪蒸 室，实现多次闪蒸平衡的蒸发过程。多级闪蒸主要用于海水淡化（见图）。原料海水 先经闪蒸出的蒸汽预热，再加热至指定温度，然后依次进入各闪蒸室逐级蒸发，逐级 降温，浓度亦逐级升高。最后的浓盐水从末级闪蒸室排出。各级产生的蒸汽在预热海 水时，冷凝成所需的淡水。在多级闪蒸系统中，热能重复利用，且蒸汽与海水逆流换 热，可最大限度回收热量。 除海水淡化外， 多级闪蒸还可以用于从稀溶液中回收溶质 如印