淺析低溫多效蒸餾海水淡化工藝的應(yīng)用

【摘要】海水淡化又稱海水脫鹽，是從海水中獲取淡水的一種技術(shù)和過程，由于其自身的優(yōu)勢性，使得其在世界范圍內(nèi)受到廣泛的關(guān)注和好評。本文介紹了低溫多效蒸餾海水淡化技術(shù)在具體企業(yè)及發(fā)電廠中的應(yīng)用情況，從而分析了該海水淡化技術(shù)的具體特點及相關(guān)的優(yōu)勢，進(jìn)一步論述了海水淡化系統(tǒng)的運行及控制方式。

【關(guān)鍵詞】海水淡化技術(shù)；低溫多效蒸餾；性能參數(shù)

一、當(dāng)前的應(yīng)用狀況

海水淡化技術(shù)采用低溫多效蒸餾工藝，解決了鋼鐵企業(yè)的煤氣、蒸汽動態(tài)平衡及零排放，形成鋼鐵企業(yè)內(nèi)特有的水-汽-水循環(huán)，為鋼鐵企業(yè)余能余熱的高效回收利用開拓了一條有效途徑，也起到節(jié)能環(huán)保的雙重作用。如今，由于該技術(shù)的自身優(yōu)勢，在世界范圍內(nèi)得到了能源企業(yè)廣范圍的應(yīng)用，得到了很大程度的歡迎。

二、與反滲透對比的技術(shù)經(jīng)濟(jì)應(yīng)用優(yōu)勢

相對于反滲透來說，低溫多效蒸餾技術(shù)具有能耗高、預(yù)處理要求低和設(shè)備維護(hù)量小等工藝特點。進(jìn)料海水的懸浮物含量是該技術(shù)主要考慮的指標(biāo)。根據(jù)中國海洋行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《蒸餾法海水淡化工程設(shè)計規(guī)范》（HY/T 115-2008）規(guī)定，進(jìn)入熱法海水淡化裝置的海水懸浮物含量要求小于50mg/L。

在海水淡化方面，目前我國已掌握反滲透和低溫多效海水淡化技術(shù)，相關(guān)技術(shù)達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。低溫多效蒸餾技術(shù)產(chǎn)水成本為5～8元/噸，在為人們提供了淡水的同時大大的節(jié)約了成本，這使得海水利用產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步得到推進(jìn)，促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。根據(jù)調(diào)查，全國海水淡化工程產(chǎn)水的終端用戶主要分為兩類：一類是工業(yè)用水，一類是生活用水。

在海水化學(xué)資源利用方面，除海水制鹽外，我國海水提鉀、提鎂、提溴等也發(fā)展較快，產(chǎn)品主要包括溴素、氯化鉀、氯化鎂、硫酸鎂。其中，在濃海水綜合利用及產(chǎn)品高值化產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究方面取得較大進(jìn)展，完成了濃海水制鹽灘田設(shè)施自動化、濃海水提溴自動化控制產(chǎn)業(yè)化技術(shù)改造，助推企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，藥用無機(jī)鹽系列實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)并投入市場。

三、多效蒸餾具體的運行參數(shù)與控制要求

就具體設(shè)備裝置來說，海水淡化裝置在水源上使用兩種。入料水采用原海水，末效強(qiáng)制冷卻器冷卻水取自二次循環(huán)海水。原海水的取水方式是高潮位取水，在具體操作上是在海擋外設(shè)置 2座沉淀調(diào)節(jié)池，在一級沉淀調(diào)節(jié)池入口的位置設(shè)置閘門調(diào)節(jié)進(jìn)水水位，經(jīng)2級沉淀調(diào)節(jié)池后，通過海水取水泵升壓，再進(jìn)一步傳輸送到電廠冷卻塔系統(tǒng)及海水淡化裝置的預(yù)處理系統(tǒng)。在海水淡化裝置的相關(guān)要求之中，入料海水懸浮物質(zhì)量濃度不高于 25 mg/L，溫度變化范圍為 -2.1 ～ +30 ℃，鹽的質(zhì)量濃度變化范圍為 27 000 ～ 34 000mg/L。海水淡化裝置末效強(qiáng)制循環(huán)冷卻器采用發(fā)電機(jī)組的二次循環(huán)海水冷卻，冷卻海水溫度變化范圍為6 ～ 33℃，鹽的質(zhì)量濃度變化范圍為 48 600 ～ 66 000mg/L，排水返回海水冷卻塔循環(huán)使用。海水淡化裝置動力蒸汽為汽輪發(fā)電機(jī)組的五段抽汽 （中壓缸排汽 ）和 /或六段抽汽，蒸汽參數(shù)隨汽輪發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷變動而變化。淡化裝置入口動力蒸汽壓力范圍為 0.03 ～ 0.669 MPa（a），蒸汽溫度范圍為 69 ～ 310 ℃。用于驅(qū)動噴射壓縮器，抽真空的蒸汽壓力大于 0.6 ～ 1.2 MPa（a），蒸汽溫度為過熱蒸汽，每套裝置抽真空蒸汽用量 2 t/h。設(shè)備運行時水溫變化，原料水溫度最高為 30℃，最低為 -2.1 ℃，強(qiáng)制冷凝器冷卻水溫度最高為33 ℃， 最低為 6 ℃。

四、低溫多效蒸餾海水淡化工藝的進(jìn)步

低溫多效海水淡化技術(shù)在如今世界范圍內(nèi)的應(yīng)用日益增加，它的發(fā)展趨勢作為極具有未來和光明的低溫多效蒸餾海水淡化技術(shù)，將在日后的過程中體現(xiàn)出如下的發(fā)展方向和相關(guān)趨勢。

（一）KSB

KSB是水處理、水調(diào)質(zhì)和海水淡化方面的專家。KSB的水泵、閥門和系統(tǒng)代表著技術(shù)進(jìn)步，并且符合所有認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)。KSB可通過MSF（多級閃蒸）和MED（多效蒸餾）等反滲透（RO）工藝淡化海水。KSB水泵代表著水在水處理方面的創(chuàng)新技術(shù)和最佳性能，并且節(jié)能高效，可減少所安裝系統(tǒng)的生命周期成本。

（二）蒸餾與太陽能的結(jié)合

美國的一項研究引起關(guān)注，和傳統(tǒng)方法相比，美國團(tuán)隊研究人員將特殊的納米顆粒加入到蒸餾膜中，將太陽能即時轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽ㄗ约訜幔虼瞬辉傩枰~外能源使水沸騰。熱鹽水沿著多孔膜的一側(cè)反復(fù)蒸餾，而冷凝淡水通過另一側(cè)被收集。

五、多效蒸餾的發(fā)展前景

（一）應(yīng)用裝置的大規(guī)?；l(fā)展

隨著海水淡化的市場需求量以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，這便使得對相關(guān)設(shè)備的性能要求與質(zhì)量要求日益增加，眾所周知，設(shè)備裝置的規(guī)模與其所帶來的經(jīng)濟(jì)效益呈現(xiàn)正相關(guān)性的變化趨勢，設(shè)備的規(guī)模越大，經(jīng)濟(jì)效益便會隨之更大。因此，蒸餾法海水淡化的設(shè)備裝置正在向著大規(guī)模大容量的方向不斷發(fā)展。低溫多效蒸餾是目前國際主流海水淡化技術(shù)之一。經(jīng)國家科技部長期支持研究，已形成了擁有全部自主知識產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)成果，擁有專利二十余項，由此可見，日后此趨勢將不斷加強(qiáng)。

（二）與核能等新能源的結(jié)合

隨著世界范圍內(nèi)能源和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化升級，核能已經(jīng)成為不可替代的重要能源。如今，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)存在13座與核電站相結(jié)合的海水淡化廠。使用如今的科技知識中的相關(guān)核能技術(shù)為海水淡化的方法和措施來減少成本，從而增加海水淡化的產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)效率。此外，在核電站的生產(chǎn)運行過程中，核電使用燃料在退役以后也依然會產(chǎn)生大量的余熱，如果使用傳統(tǒng)的廢料處理辦法的話不僅會造成巨額的處理費用，而且可能會造成這些廢料的污染。因此，如果對這些廢料進(jìn)行合理得利用，使之變廢為寶，按照我國如今的技術(shù)，可以使這些廢料建造低溫核供熱堆，利用這些設(shè)備可以產(chǎn)生75-110度的蒸汽，用于供暖造水。

六、結(jié)束語

隨著世界人口的不斷增多和對水資源需求量的不斷增多，低溫多效蒸餾海水淡化技術(shù)由于其自身的優(yōu)勢和特點，從80年代正式在我國投入使用開始到21世紀(jì)，獲得了極其快速的發(fā)展與進(jìn)步。如今，在全國范圍內(nèi)已經(jīng)有大量的裝置與設(shè)備正式投入使用，得到了很大程度上的推廣，隨著我國相關(guān)政策的大力支持，該技術(shù)必將得到進(jìn)一步的推廣和發(fā)現(xiàn)，為我國人民進(jìn)一步帶來福利。

參考文獻(xiàn)：

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