沿海電廠海水淡化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

張磊

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.082

摘 要：海水淡化實(shí)際上就是降低海水的鹽度，飲用水的鹽度為500mg/L，海水淡化就是把海水的鹽度降低到500mg/L。目前，我國(guó)現(xiàn)有的沿海電廠海水淡化技術(shù)有以下幾種：一是蒸餾法，二是膜法。其中，蒸餾法包括：一是多級(jí)閃蒸法，二是多效蒸餾法，三是蒸汽蒸餾法。膜法包括：一是電滲析法，二是反滲透法。技術(shù)人員需要結(jié)合實(shí)際情況選擇沿海電廠海水淡化技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)海水淡化目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：沿海電廠 海水淡化技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：O434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）09（a）-0082-02

相比而言，多級(jí)閃蒸法和多效蒸餾法的淡化效果比較好，但是這兩種淡化技術(shù)需要投入大量的成本，極少應(yīng)用于沿海電廠海水淡化中。目前，反滲透淡化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于沿海電廠海水淡化中，該技術(shù)具有以下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：一是投資少，二是操作簡(jiǎn)單，三是能耗低，四是應(yīng)用周期短，五是占地面積小。反滲透淡化技術(shù)在沿海電廠海水淡化中的應(yīng)用比例不斷提高，值得大力推廣。

1 沿海電廠海水淡化技術(shù)的應(yīng)用原理

1.1 多級(jí)閃蒸法

多級(jí)閃蒸法的應(yīng)用原理實(shí)際上就是技術(shù)人員先將沿海電廠附近的海水加熱到特定的溫度，然后在海水內(nèi)放入一個(gè)特制的容器，這個(gè)容器的壓力必須低于沿海電廠海水的壓力，海水進(jìn)入容器后會(huì)快速被汽化，待海水在容器內(nèi)冷凝后就會(huì)得到所需要的淡水，沒有被淡化的海水會(huì)流進(jìn)另外的容器內(nèi)，也就是閃蒸室，再次對(duì)海水進(jìn)行淡化處理。多級(jí)閃蒸法實(shí)際上就是把多個(gè)處理容器連接在一起，容器內(nèi)的壓力會(huì)不斷降低，海水的溫度也會(huì)不斷下降，最后得到淡水。

實(shí)際上，淡化水的效益更多的是體現(xiàn)在造水比上，造水比是淡水質(zhì)量和熱蒸汽質(zhì)量的比值。多級(jí)閃蒸法的裝置有兩種：一是小型裝置，二是大型裝置。其中，小型裝置的容積比較小，能夠產(chǎn)出的造水比相對(duì)較少，需要采用大型裝置產(chǎn)出造水比。5000t的多級(jí)閃蒸裝置所能產(chǎn)生的造水比為6～8，10000t的多級(jí)閃蒸裝置能產(chǎn)生的造水比為10，50000t的多級(jí)閃蒸裝置所產(chǎn)生的造水比可以達(dá)到14。多級(jí)閃蒸裝置的優(yōu)點(diǎn)是容量大，但是也有一定的缺點(diǎn)，就是操作彈性比較小，適用性比較低，如果海水淡化裝置內(nèi)部的傳熱管被腐蝕很有可能會(huì)污染水源。

1.2 多效蒸餾法的應(yīng)用原理

多效蒸餾法的應(yīng)用原理實(shí)際上就是把一定數(shù)量的蒸發(fā)器連接在一起，在蒸汽進(jìn)入到第一個(gè)蒸發(fā)器后，海水就會(huì)被轉(zhuǎn)化為淡化水，在海水蒸發(fā)后，蒸汽還會(huì)繼續(xù)進(jìn)入下一個(gè)蒸發(fā)器，海水的溫度還會(huì)持續(xù)下降，最后被冷凝，從第一個(gè)蒸發(fā)器到最后一個(gè)蒸發(fā)器，海水就可以全部被轉(zhuǎn)化為淡化水。海水在經(jīng)過(guò)冷凝器后會(huì)先預(yù)熱，然后海水的脫氣會(huì)被分成兩個(gè)部分，一個(gè)部分進(jìn)入到準(zhǔn)備好的進(jìn)料液中，另一部分會(huì)排回大海。技術(shù)人員會(huì)在進(jìn)料液中加入一定劑量的阻垢劑，淡化系統(tǒng)會(huì)把進(jìn)料液輸送到排氣管上，這樣部分海水就會(huì)被汽化，最終導(dǎo)出淡化水。多效蒸餾法的優(yōu)點(diǎn)是淡化效率比較高，能耗低，而且操作比較簡(jiǎn)單，安全系數(shù)比較高。多效蒸餾法的缺點(diǎn)就是設(shè)備的占地面積比較大，而且海水淡化的應(yīng)用成本比較高。

1.3 蒸汽蒸餾法

蒸汽蒸餾法的應(yīng)用原理實(shí)際上就是利用壓縮機(jī)把海水的蒸汽壓縮、升溫，最終把海水轉(zhuǎn)化為淡化水。在應(yīng)用蒸汽蒸餾法的過(guò)程中，海水會(huì)先進(jìn)入儲(chǔ)水池，沉淀一段時(shí)間后海水會(huì)進(jìn)入濾清池，過(guò)濾一段時(shí)間后再進(jìn)入凈水池。技術(shù)人員會(huì)在凈水池內(nèi)部注入一定劑量的蒸餾釜對(duì)海水進(jìn)行減壓處理，海水在遇到蒸餾釜后會(huì)不斷地翻騰，并把海水中的異味消除掉，把海水內(nèi)的細(xì)菌過(guò)濾掉，然后技術(shù)人員還需要繼續(xù)向凈水池內(nèi)加入蒸餾釜，然后把海水排進(jìn)導(dǎo)流裝置，最終得到淡化水。蒸汽蒸餾法的優(yōu)點(diǎn)就是淡化效率非常高，而且能耗比較低，裝置的結(jié)構(gòu)非常緊湊，占地面積比較小。蒸汽蒸餾法的缺點(diǎn)就是設(shè)備的造價(jià)比較高，而且很容易受到外部因素的影響，設(shè)備的零件很容易被腐蝕，維修和養(yǎng)護(hù)成本比較高。蒸汽蒸餾法主要應(yīng)用于以下地方：一是陸地海島，二是海上鉆井平臺(tái)，三是軍用潛艇。

1.4 海水反滲透法的應(yīng)用原理

海水反滲透法的應(yīng)用原理實(shí)際上就是技術(shù)人員會(huì)使用半透膜把海水和淡水隔離開來(lái)，這時(shí)淡水會(huì)流向海水這邊，如果技術(shù)人員人為地向海水這邊施加壓力，海水中的純水就會(huì)流向淡水這邊。在淡化海水的過(guò)程中，半透膜實(shí)際上也是一道隔離的屏障，水與溶脂溶解都會(huì)在半透膜中，并依靠壓力的梯度讓海水?dāng)U散。海水經(jīng)過(guò)淡化后會(huì)去除掉海水中原有的固體和有害物質(zhì)，并經(jīng)過(guò)高壓泵進(jìn)行脫鹽處理產(chǎn)出淡水，淡水還會(huì)在經(jīng)過(guò)專業(yè)處理最終產(chǎn)出飲用淡水。高壓泵有以下幾種：一是復(fù)泵，二是單螺桿泵，三是高速泵。為了降低海水淡化成本，技術(shù)人員會(huì)在淡化裝置上安裝回收裝置。目前，海水淡化回收裝置包括：一是透平式回收裝置，二是正移位回收裝置。海水反滲透法的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)包括：一是無(wú)變相過(guò)程，二是能耗低，三是投資低，四是裝置緊湊，五是占地面積小，六是操作簡(jiǎn)單，七是維修和保養(yǎng)方便。海水反滲透法的缺點(diǎn)是對(duì)于半透膜的要求比較高。

2 我國(guó)沿海電廠海水淡化項(xiàng)目

目前，只有以下國(guó)家在應(yīng)用沿海電廠海水淡化技術(shù)：一是美國(guó)，二是法國(guó)，三是以色列，四是中國(guó)。如今，我國(guó)已經(jīng)開始自制海水淡化設(shè)備，但是對(duì)于一些比較關(guān)鍵的淡化設(shè)備，比如大型的蒸餾設(shè)備、半透膜等還需要進(jìn)口。相比于西方國(guó)家，我國(guó)沿海電廠海水淡化技術(shù)的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，我國(guó)海水淡化項(xiàng)目都屬于小型項(xiàng)目。從沿海電廠海水淡化技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，RO是應(yīng)用最為廣泛的海水淡化技術(shù)，具有以下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：一是投資低，二是能耗低，三是建設(shè)周期短。

在新形勢(shì)下，沿海電廠海水淡化技術(shù)的應(yīng)用是十分必要的。我國(guó)是人口大國(guó)，淡水資源的人均占有量非常少，而淡水是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。但是，我國(guó)淡水資源污染的情況十分嚴(yán)重，在一定程度上降低了淡水的功能，影響人們的身體健康，威脅社會(huì)穩(wěn)定。我國(guó)的淡化水主要來(lái)源于地表水和地下水，但是我國(guó)的地下水位在不斷下降，地下水的采集難度不斷加大。海水淡化技術(shù)的應(yīng)用解決了淡水緊缺的問(wèn)題，滿足了人們的用水需求，提高了淡水資源的人均占有率。隨著淡水資源的緊缺，淡水的價(jià)格也在不斷上漲，給電廠帶來(lái)了很大的壓力，電廠的運(yùn)營(yíng)和發(fā)展成本在不斷提高。海水淡化技術(shù)在沿海電廠的應(yīng)用解決了電廠用水緊張的問(wèn)題，降低了電廠的運(yùn)營(yíng)成本，提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)了沿海電廠的發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

如今，淡水資源緊缺問(wèn)題已經(jīng)成為全球關(guān)注的問(wèn)題，淡水是人們生活不可或缺的資源。但是，我國(guó)淡水人均占有量非常低，而且淡水污染情況越來(lái)越嚴(yán)重。由于淡水資源的短缺，導(dǎo)致淡水的價(jià)格不斷上漲，在一定程度上提高了沿海電廠的用水成本，降低了沿海電廠的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)此，海水淡化技術(shù)在沿海電廠應(yīng)用是十分必要的，不僅可以緩解沿海電廠用水緊張的問(wèn)題，還可以降低電廠的運(yùn)營(yíng)成本。當(dāng)然，沿海電廠海水淡化技術(shù)的種類比較多，需要結(jié)合實(shí)際情況選擇海水淡化技術(shù)，發(fā)揮出海水淡化技術(shù)的作用。事實(shí)上，海水淡化技術(shù)不僅可以應(yīng)用于沿海電廠，海水淡化技術(shù)的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，海水淡化技術(shù)的發(fā)展前景十分廣闊。技術(shù)人員需要合理制定海水淡化方案，有針對(duì)性地開展海水淡化工作，提高海水淡化的效率，以實(shí)現(xiàn)海水淡化的目標(biāo)。

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