海水淡化技术及其应用

Discussion on seawater desalination technology and its application

李长海1，张雅潇2

(1．西北电力建设调试施工研究所，陕西西安710032;

2．西安有色冶金设计研究院，陕西西安710001)

摘要:海水淡化技术是指利用海水脱盐生产淡水的技术过程。目前，海水淡化技术已是解决全球淡水资源危机的重要途径之一。介绍了几种海水淡化方法，对多级闪蒸、低温多效和反渗透三种海水淡化技术的原理、工艺、优缺点及其应用实例行了详细的阐述和比较。

关键词:海水淡化;多级闪蒸;多效蒸发;反渗透

Abstract:Seawater desalination is the technical process of producing freshwater．Seawater desalination has been important approach to resolve the crisis of resource on the global freshwater．The techniques of seawater desalination are described，the theory，craft and use instances of multi－stage flash，multi－effect evaporation and reverse osmosis are introduced and compared．

Key words:seawater desalination;multi－stage flash;multi－effect;evaporation;reverse osmosis

中图分类号:X703．1文献标识码:B文章编号:1674－8069(2011)01－048－04

0引言

水是基础性自然资源和战略性经济资源，是社会发展的命脉。随着社会经济的高速发展和人口的急剧增加，淡水资源越来越稀缺。目前，全世界大约三分之一的人口生活在缺水状态中。据预测，到2025年，全世界三分之二的人口将生活在缺水状态中。全球水的总储量为13．86亿km3，其中海水占96．5%，因此，进行海水(苦咸水)淡化就成为解决淡水紧缺问题的一条重要途径。

1海水淡化方法

海水淡化又称海水脱盐，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。根据脱盐过程分类，海水淡化方法主要有热法、膜法和化学方法三大类。热法海水淡化技术主要有多级闪蒸(MSF)、多效蒸馏(MED)、压汽蒸馏(VC)和冷冻法。膜法海水淡化技术包含了反渗透(RO)和电渗析(ED)，化学方法则由水合物法和离子交换法构成。在众多海水淡化方法中，水合物法所产淡水水质较差，离子交换法制水成本较高，因此化学方法应用受到限制，而冷冻法海水淡化由于冰晶的洗涤和分离较困难，造成装置复杂，运行可靠性不高，因而一直难以被大规模应用。目前，投入商业运行的海水淡化方法主要有多级闪蒸(MSF)、多效蒸馏(MED)、压汽蒸馏(VC)、反渗透(RO)和电渗析(ED)［1］，世界上采用较多的海水淡化技术方法是多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT－MED)和反渗透(RO)［2］。

1．1多级闪蒸(MSF)

1．1．1多级闪蒸的原理

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。多级闪蒸过程的原理是:将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室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的部分气化，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［3］。

1．1．2多级闪蒸工艺

多级闪蒸系统主要设备有盐水加热器、多级闪蒸装置热回收段、排热段、水前处理装置、排不凝气装置真空系统、盐水循环泵和进出水泵等。其工艺

流程为:进料海水→排热段闪蒸器→预处理(混凝、消毒、杀藻、软化、除垢)→循环盐水泵→热回收段闪蒸器各级。从排热段闪蒸器出来的一部分海水作为排热水排回大海，一部分海水通过预处理器后与从各级闪蒸器出来的浓盐水在循环盐水泵驱动下在系统内循环［4］。

1．1．3多级闪蒸工艺的优缺点

多级闪蒸技术利用热能和电能，适合于可以利用热源的场合，通常与火力发电厂联合建设与运行。该技术具有工艺成熟，海水结垢倾向小、设备简单可靠、易于大型化、操作弹性大、运行安全性高以及可利用低位热能和废热等优点。目前，多级闪蒸的总装机容量在海水淡化领域仍属第一［5］。主要缺点为设备材料费用较高，最高工作温度可达到110?，对材料要求高，腐蚀等问题较严重，除垢工作量大，调试工作量大，各级水位的调整比较麻烦，有泄漏会使成品水受到污染，如水质不满足要求则需要强迫停机处理等。

1．2低温多效蒸馏(LT－MED)

1．2．1低温多效蒸馏的原理

所谓低温是指海水在第一效的最高蒸发温度(盐水顶温)不高于70?，这是因为当蒸发温度低于70?时，蒸发表面海水中盐类结晶的速率将大大降低，从而可避免或减缓设备结垢的产生。

多效蒸馏是指:在第一效，海水经过蒸发器上部的喷嘴在管束外表面喷淋。盐水从每一排管子向更低一排落下在每根管上形成降膜。加热蒸汽通过管内时，温度略微高一点的蒸汽在管内凝结，而盐水在管外蒸发生成二次蒸汽。前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并凝结成为淡水，依此类推，蒸发和凝结重复进行。在LT－MED过程中，蒸发器按系列式布置，确保热水蒸发侧的压力可成功地维持在低值。在一个蒸发器中凝结蒸汽成倍增加，是多效蒸发过程的标志［6］。

1．2．2低温多效蒸馏的工艺［7］

首先，进料海水在冷凝器中被预热和脱气之后被分成两股物流:一股物流作为冷却水排回大海;另外一股物流变成蒸馏过程的进料液，加入阻垢剂后的料液被引入到蒸发器温度最低的一组中。喷淋系统把料液分布到各蒸发器的顶排管上，在自上而下流动的过程中，部分海水吸收管内冷凝蒸汽的潜热而汽化。剩余料液用泵打入到蒸发器效的下一组中，该组的操作温度要比上一组高。在新的组中又重复了蒸发和喷淋过程。剩余的料液接着往前打，在温度最高的效组中以浓缩液的形式离开。

其次，生蒸汽输入到温度最高一效的蒸发管内部。在管内冷凝的同时，在管外产生了基本等量的蒸发。二次蒸汽穿过捕沫装置后，进入下一效传热管内，第二效的操作温度和压力要略低于第一效。这种蒸发和冷凝过程沿着一串蒸发器的各效重复，最后一效的蒸汽在冷凝器内被海水冷却液冷凝。第一效的冷凝液被收集起来，该蒸馏水的一部分又返回到蒸汽发生器中，超过输入的生蒸汽量的部分流入到一系列特殊容器的首个容器中，每一个容器都连接到下一低温效的冷凝侧。这样使一部分蒸馏水产生闪蒸并使剩余的产品水冷却下来，同时，把热量传回蒸发器。

最后，产品水呈阶梯状流动并逐级闪蒸冷却，放出的热量提高了系统的总效率。被冷却的蒸馏水最后用产品水泵抽出并输入储罐，生产出的产品水是平均含盐量小于5mg/L的纯水。浓缩海水像蒸馏水一样，从第一效呈阶梯状流入一系列的浓盐水闪蒸罐中，闪蒸冷却以回收其热量。经过冷却之后，浓盐水排回大海。不凝性气体从冷凝管中抽出，并从一效流到另一效。这些不凝性气体最后在冷凝器富集，并用蒸汽喷射器或机械式真空泵抽出。1．2．3低温多效蒸馏工艺的优缺点

低温多效蒸馏海水淡化系统由于具有操作温度低，避免或减缓了设备的腐蚀和结垢;预处理简单;系统操作弹性大;动力消耗小;热效率高;系统操作安全、可靠;可利用电厂低品位的余热而极大的降低了造水成本等优点，因此，已经成为未来第二代海水淡化厂的主流技术［8］。但主要缺点是盐水蒸发温度不能超过70?，要进一步提高热效率受到制约，同时蒸汽的比容较大，要求设备的体积也较大，即设备的投入要增加［9］。

1．3反渗透(RO)

1．3．1反渗透的原理

反渗透法是以压力差为推动力的淡化过程，就是在有盐分的水中(如原水)，施以比自然渗透压力更大的压力，使渗透向相反方向进行，把原水中的水分子压到半透膜的另一边，变成洁净的水，从而达到除去水中盐分的目的。溶质和溶剂在膜中的扩散服从菲克(Fick)定理。物质的渗透能力不仅取决于扩

散系数，而且取决于其在膜中的溶解度。溶质的扩散系数比水的扩散系数小得越多，高压下水在膜内的移动速度就越快，因此透过膜的水分子数量就比通过扩散而透过去的溶质数量更多［10］。

1．3．2反渗透工艺

反渗透海水淡化工艺流程如图1所示

。

图1反渗透系统工艺流程

反渗透海水脱硫系统由预处理、高压泵、膜组件、后处理构成。预处理通常去除悬浮固体、调节pH、添加临界隐蔽剂以控制碳酸钙和硫酸钙结垢等;高压泵用于对进料海水加压;膜组件的核心是半透膜，它截留溶解的盐类，而允许几乎所有不含盐的水通过。后处理主要是进行稳定处理，包括pH调节和脱气处理等［11］。

1．3．3反渗透工艺的优缺点［12］

反渗透工艺具有设备投资少、占地面积小、能量消耗低、建设周期短等诸多优点，但其反渗透淡化也具有产水纯度略低、预处理要求严格以及温度降低产水量下降的不足。

1．34技术比较

3种海水淡化技术比较详见表1。

表13种海水淡化技术方法的比较［13］

项目MSF LT－MED RO

装置容量超大型大中型中小型

装置投资最高高较低

运行费用/元·t－14 85．5 86 9

耗电/kWh·m－33 51 36 12

加热温度/?11070－

浓缩系数1．51．51．5

水质/mg·L－155200 500

进水压力/MPa0．280．284 7

操作性简单简单复杂

预处理要求中等低高

污垢低低高

化学品消耗高低低从表1可以看出，多级闪蒸装置单机容量最高，投资也最大，低温多效蒸馏与反渗透法的造水成本相差不多，反渗透电耗较高，操作性较复杂其出水水质较差。但反渗透应用于市政供水具有较大优势，几乎所有用于市政供水的海水淡化系统均采用了该法。对于要求提供锅炉补给水和工艺纯水，具有低品位蒸汽或余热可利用的电力、石化等企业，低温多效蒸馏可实现能源的高效利用，联产后降低了淡化成本，具有一定的竞争优势。

2海水淡化技术应用实例介绍［14－15］

2．1多级闪蒸海水淡化技术应用实例

1989年10月大港电厂从美国ESCO(环境系统公司)引进的日产3000t的多级闪蒸海水淡化装置(MSF)投入运行。该装置形式为高温盐水再循环，长管型，多级闪蒸海水淡化装置。其工艺流程为:原海水→热放出段冷凝器(39 37级)→加消泡剂系统→加盐酸系统→除碳器→除氧器→海水循环泵→热回收段冷凝器(36 1级)→海水加热器→各级闪蒸容器→淡水→混床→锅炉补水。

大港电厂引进的多级闪蒸海水淡化装置共有39个闪蒸级，其中热放出段蒸发器有3级，装在1个大容器中;热回收段蒸发器有36级，装在3个大容器中，每个大容器中有12级。该套装置产淡水125t/h，主喷射器蒸汽耗量为300kg/h，耗电量为550kW/h，产品水最大含盐量3．0mg/L。蒸汽耗量:夏季0．176MPa，为13．09t/h;冬季0．161MPa 时，为12．16t/h。

由于该装置与海水接触的部位有不锈钢、碳钢和铜镍合金等金属材料，海水又是一种导电性能很强的电解质，所以不可避免地发生金属材料的腐蚀。如冷凝器管的碳钢支撑板、淡水槽上部等腐蚀严重。建议尽量减少钢材品种(最好不使用碳钢)，避免由于其电位不等而产生电偶腐蚀。

2．2低温多效海水淡化技术应用实例

国华沧东发电有限责任公司2006年整体引进了法国SIDEM公司2?10000t/d的低温多效海水淡化系统，采用了600MW机组抽汽、低温多效、水电联产等多项国内首次采用的先进技术。每台海水淡化设备额定出力为10000t/d，额定出力下的蒸汽耗量为50t/h，造水比(GOR)达到8．33，产品水含盐量小于5mg/L。造水蒸汽压力在0．37 0．55MPa，该系统可在50% 100%的出力范围内进行调节和

正常运行，如调高蒸汽压力，可在110%出力下运行，但每年累计时间不超过2个月。工艺流程为:原海水→预处理→过滤器→海水预热器→升压泵→蒸馏水冷却器→各效蒸发容器→淡水。

海水淡化预处理采用两列MUTIFLO－300型接触絮凝斜板沉淀池。混凝剂、助凝剂、杀菌剂依次为三氯化铁、聚丙烯酰胺和次氯酸钠。该系统自投运至今，运行较稳定，表现出了与机组良好的协调性。但是在每年的1月，海水温度将会降至0?附近。海水淡化造水比明显降低，最低在6以下，主要原因是低温海水蒸发所需的热量增加。此时，可将流经海水预热器和蒸馏水冷却器进料海水的比例提高，减少浓盐水和蒸馏水排放造成的热量损失，尽量提高进料海水温度，以获得较高的造水比。

2．3RO海水淡化技术应用实例［15］

2001年华能威海电厂投产了日产淡水2500m3的反渗透海水淡化装置。工艺流程:原海水→加NaOCl系统→加PAC、PAM系统→多介质过滤器→活性炭过滤器→加NaHSO3、阻垢剂系统→保安过滤器→高压泵→一级反渗透装置→一级淡水池→高压泵→二级反渗透装置→二级淡化水池→淡化水泵→化学车间水处理混床→锅炉补水。

一级反渗透装置2列，每列日出水量为1250t，设计温度为25?，回收率为40%，设计脱盐率大于99．3%，一级出水电导率为350μs/cm。二级反渗透装置2列，设计温度为25?，回收率为75%，脱盐率为98．4%，二级出水电导率为3．8μs/cm。出水利用分为两部分:一是二级淡化出水经脱气后由输送水泵送到除盐装置生产除盐水，以提供锅炉补给水;二是一级淡化出水经调pH和杀菌后由工业水泵送到厂工业水系统和厂生活水系统，以满足工业用水和生活用水需要。

华能威海电厂反渗透装置目前运行基本正常，但是丹麦格兰富BMET－46/98型不锈钢增压及能量回收一体泵经常发生烧毁驱动电机的事故，而且电机驱动皮带也经常撕裂;同时该泵噪音刺耳。

3结语

随着淡水资源短缺问题突出、海水淡化技术的不断发展及应用，向大海要水并加以综合利用，是实现水资源可持续利用、保障沿海地区经济社会可持续发展的重要措施。我国海水淡化技术起步虽然较早，但研究水平及创新能力、装备的开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外仍有较大的差距，关键设备如大型蒸馏法海水淡化装置高压泵、海水反渗透膜组件及能量回收装置等仍主要依赖进口。推动我国海水淡化产业的发展，必须围绕制约海水淡化成本降低的关键问题，在研发具有自主知识产权的海水淡化新技术、新工艺和新产品，提高关键材料和关键设备的国产化率，增强自主建设大型产业化海水淡化工程的能力的同时，完善水资源的相关法律、法规，促进海水利用逐步走向规范化和法制化，综合利用开发尽量减少生态环境危害。

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收稿日期:2010-07-08;修回日期:2010-11-03

作者简介:李长海(1982-)，男，湖北武汉人，工程师，主要从事电厂化学方面的研究工作。E－mail:tiffanylch@126．com

海水淡化技术介绍

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。一般情况下自来水及苦咸水回收率可以做到45%～75%，有些系

及世界海水淡化发展和现状概述

中国及世界海水淡化的发展和现状概述种种现实已经深刻地表明：水是可以耗尽的，水资源是取之不尽、用之不竭的观点应当改变。保护水资源，并加强水资源的开发，是增创新优势、并实施可持续发展决策的一项具有重大战略意义的举措，而海水淡化是缓解当今水危机，并沿海地区和岛屿水资源开发的必然趋势和最终归宿。一、淡水资源严重短缺随着现代化建设的高速发展，人口的急剧膨胀，以及人们物质文化生活水平的极大提高，水的用量与日俱增，但是供水量却有减无增，而且水体污染日趋严重。因此，全球范围及至全国性的供水矛盾日益突出。人类正面临着来自水资源和水质性两大危机越来越严峻的挑战。所以，合理地开发利用和有效地保护水资源已成为全世界共同关注的热点，防止水危机的呼声浪高一浪，正席卷全球。 1.缺水与日俱增 <1）世界范围从1990年到1995年，水的消耗量增长了6倍，比人口增长速度还快2倍，约有80个国家和地区严重缺水，占地球陆地面积的60%，有15亿人口缺少饮用水，20亿人得不到安全的用水。其中29个国家的4.5亿多人口完全生活在缺水状态中。因为饮用不符合卫生要求的水源而导致的疾病有50多种，平均每天发生与水相关的疾病65万例，夺去2.5万人的生命。到2000年，全世界人均占水量减少24%。估计到2025年，全世界将有近1/3的人口<23亿）缺水。按每年取水量4—5%递增为计，到2100年地球上所有河水将被耗尽，到2230年，人类将耗尽地质圈内所有储备的淡水资源。 <2）全国范围河川地面迳流量平均每年为2.81万亿立方M，居世界第六位。但按人口平均，每人每年仅2400立方M，仅为世界人口平均占有量的四分之一。中国人口占世界22%，而淡水占有量仅为8%，世界排序名列第109位，是世界12个严重贫水国之一。径流的地区和时空分布很不均衡，包括北京、上海、广州、沈阳、长春、大连等我国40多个城市也被列入世界性严重缺水的黑名单上。据资料表明，因为水资源短缺、生态退化、水污染加剧等原因。全国近600多座城市中，有400多座城市缺水，严重缺水的城市就有110多个。我国城市2000年缺水达600多亿立方M，每年因缺水而损失，仅工业产值就达2400亿元。据预测，我国30年后将出现用水高峰，2030年人口总量将达16亿，城市化水平将达到40%，届时用水总量将达7000—8000亿立方M。广东目前年缺水约42.45亿立方M，近年取水量将达50亿万吨。 2.污染日趋严重 <1）世界范围全世界每年排放的污水现达4000多亿吨，从而造成5万多亿吨水体被污染，致使地球每年有700多万人因不洁净饮水引起疾病而死亡。估计到2005年前，因水的原因而成为“环境难民”者将多达1亿人。到2005年全世界污水总排放量将达6900亿立方M，仅仅为了稀释这些污染物，就要耗尽全球河流水量。 <2）中国范围我国沿海地区企业每年排入近岸海域工业废水39.8亿吨，年工业废水和生活污水排放量已达到620亿吨之多，相当于每人平均排放量近49吨。致使全国138个城市河段中的133个河段已受到不同程度的污染，78%的河段不适宜作饮

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海水淡化技术发展前景展望孔令斌 ( 泸州天叙天成新能源有限公司646600 ) 摘要本文按技术特征将海水淡化技术分为热法、膜法、电场法、溶剂法四种类型。电场法、溶剂法海水淡化技术还处于实验阶段。热法、膜法海水淡化技术已经实现商业化，处于推广难阶段。难点在于制水成本高。膜法海水淡化技术大幅度降低制水成本很难。现有热法海水淡化技术热量利用效率不高，有大量热量随着浓海水排放而散失。新型热法海水淡化技术和新型太阳能海水淡化技术，将海水分离成淡水和固态盐，没有浓海水排放，热量利用效率达到理论极限，制水成本成倍下降。将成为海水淡化的主流技术，完全能够消除全球水危机。关键词：海水淡化膜法热法太阳能 1．引言水危机越来越严重地制约人类社会发展，海水淡化技术是化解水危机的必然选择。太阳能海水淡化是海水淡化技术的起源，在人类还没有出现以前就在地球上进行着。地球就是一个天然的太阳能海水淡化装置。海水吸收太阳能从海面蒸发形成水蒸汽进入大气层，水蒸汽上升到高空冷凝成雨雪落回海面或落到地面。正是落到地面的雨雪实现了自然界的太阳能海水淡化。这些雨雪滋润大地，孕育生命，使地球生机勃勃。人类的生存繁衍也离不开自然界的太阳能海水淡化。随着人口增多和人类活动范围扩大，淡水资源越趋紧缺。模仿自然界的太阳能海水淡化获取淡水成为人类梦想。但是，好梦难圆。人类没有发现经济适用的太阳能海水淡化技术，试图通过其他技术途径制取廉价的淡水。多种海水淡化技术因此相继出现。人类发明了热法、膜法、离子交换法、电渗析法、水合物法、溶剂萃取法等海水淡化技术［1］。目前，实现商业化的却只有热法海水淡化技术和膜法海水淡化技术。太阳能海水淡化技术仍处于研究发展和小型试验阶段［1］。海水淡化技术不能满足社会发展需求的现实引发社会各界对海水淡化技术的高度关注。早在十六世纪，英国女王就颁布过一道命令：对发明廉价海水淡化法的人，给予一万英镑的奖金。至今没有人获得这笔奖金。英国政府宣布女王当年的悬赏仍然有效。2014年，英国“经度奖”也将开发低成本可持续性海水淡化技术列为六个候选的科学难题之一［2］。现有热法海水淡化技术和膜法海水淡化技术虽然实现了商业化，但是复杂的装置和大量浓海水排放，使其不能满足低成本可持续性的要求。尤其是热法海水淡化排出热浓海水，带走大量热量，造成环境热污染。2014年，中国人发明的新型热法海水淡化技术将海水分离成淡水和固态盐，热量利用效率大幅提高，环境热污染完全消除［3］。在此基础上，建立了适用于所有热法海水淡化装置的性能评价体系，水热比作为评价指标［4］。新型热法海水淡化技术能广泛利用现有热法海水淡化技术不能利用的工业废水废气余热实现海水固液分离［5］。能实现海水资源综合利用，淡水成本相应降低。能源紧缺、环保压力等因素迫使人类再次重视太阳能海水淡化技术。现有热法海水淡化技术顺理成章地用于太阳能海水淡化技术开发。正因为如此，束缚了开发太阳能海水淡化技术的思维，找不到新技术路线。如中国海南省建成的太阳能海水淡化示范项目，采用太阳能加热制取蒸汽，通过多效蒸馏法制取淡水的技

海水淡化技术与发展状况简析

一、海水淡化简介 1、海水淡化的定义海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。 2、海水淡化的主要用途海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水，有时食用盐也会作为副产品被生产出来。海水淡化在中东地区很流行，在某些岛屿和船只上也被使用。 3、海水淡化综合简介海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在400多年前，英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。从20世纪50年代以后，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展,在已经开发的二十多种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模化生产的水平，并在世界各地广泛应用。现在世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究，有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂，每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。淡化水的成本在不断地降低，有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模，目前淡化水已经完全可用于农田灌溉。 4、海水淡化历史地球表面2/3的面积被水覆盖，但水储量的97％为海水和苦咸水，这些水是很丰富的。但是，要利用海水必须经过淡化。目前，全世界有一百二十多个国家和地区采用海水或苦咸水淡化技术取得淡水。第一个海水淡化工厂于1954 年建于美国，现在仍在德克萨斯州的弗里波特（Freeport）运转着。佛罗里达州的基韦斯特（Key West）市的海水淡化工厂是世界上最大的一个，它供应着城市用水。表面看海水淡化很简单，只要将咸水中的盐与淡水分开即可。最简单的方法，一个是蒸馏法，将水蒸发而盐留下，再将水蒸气冷凝为液态淡水。这个过程与海水逐渐变咸的过程是类似的，只不过人类要攫取的是淡水。另一个海水淡化的方法是冷冻法，冷冻海水，使之结冰，在液态淡水变成固态的冰的同时，盐被分离了出去。两种方法都有难以克服的弊病。 1953年，一种新的海水淡化方式问世了，这就是反渗透法。这种方法利用半透膜来达到将淡水与盐分离的目的。在通常情况下，半透膜允许溶液中的溶剂通过，而不允许溶质透过。由于海水含盐高，如果用半透膜将海水与淡水隔开，淡水会通过半透膜扩散到海水的一侧，从而使海水一侧的液面升高，直到一定的高度产生压力，使淡水不再扩散过来。这个过程是渗透。在新兴的反渗透法研究方兴未艾的时候，古老的蒸馏法也改弦易辙，重新焕发了青春。常识告诉我们，水在常温常压下要加热到100℃才沸腾，产生大量的水蒸气。传统的蒸馏法只考虑了通过升高温度获得水蒸气的方式，耗能甚巨。而新的方法是将气压降下来，把经过适当加温的海水，送入人造的真空蒸馏室中，海水中的淡水会在瞬间急速蒸发，全部变成水蒸气。许多这样的真空蒸馏室连接起来，就组成了大型的海水淡化工厂。如果海水淡化工厂与热电厂建在一起，利用热电厂的余热给海水加温，成本就更低了。现在世界上的大型海水淡化工厂，大多采用新的蒸馏法。在西亚盛产石油的国度，往往土地“富得流油”，却打不出一口淡水井。水比油贵的现实，使海水淡化工厂如雨后春笋般出现在西亚的海岸线上。1983年，西亚第一大国沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨

热法海水淡化技术介绍

热法海水淡化介绍 1鼎联的海水淡化技术目前商业应用主流的海水淡化技术分为膜法和热法两大类。膜法主要指的是反渗透海水淡化技术；热法海水淡化技术包括：多级闪蒸（MSF）、普通多效蒸发（MED）、热力压缩耦合多效蒸发技术（MED—TC）和机械蒸汽压缩蒸发技术（MVC）等几种。（1）多级闪蒸（MSF）多级闪蒸是使海水依次通过多个温度、压力逐级减低的闪蒸室进行蒸发冷凝的海水淡化方法。MSF需要串联较多的级数才能实现较高的造水比，且大多数级需要在真空条件下运行。目前MSF主要适用于大规模的海水淡化项目，可以充分体现规模效益，减少投资和运行费用。墨西哥炼油厂MFS海水淡化项目（2）普通多效蒸发（MED）普通多效蒸发是将前一效产生的二次蒸汽作为后一效的加热蒸汽使用，最后一效的二次蒸汽经过末端冷凝器冷凝后排出。这样做的目的是利用二次蒸汽的气化潜热作为蒸发海水需要的热源，大大降低蒸发过程中的热能消耗。同多级闪蒸相比，普通多效蒸发更为节能。

泰国炼油厂MED海水淡化项目（3）热力压缩耦合的多效蒸发技术（TC-MED）为了充分利用末效二次蒸汽的气化潜热，降低蒸发的能耗，在普通多效蒸发的基础上增加蒸汽喷射压缩器，就组成了热力压缩耦合的多效蒸发技术，其工作原理是：采用少量高温高压的热力蒸汽（≥0.5MPa）喷入蒸汽喷射压缩器，将末效蒸发器的部分二次蒸汽吸入，两种蒸汽混合后产生能够用于蒸发器加热的蒸汽，再次送回至第一效蒸发器使用。末效蒸发器剩余部分的二次蒸汽经过末端冷凝器冷凝后排出。由于回收利用了部分末效蒸发器的二次蒸汽，因此TVC-MED系统的造水比明显高于普通MED系统。另外由于末效蒸发器需要被冷凝器冷凝的二次蒸汽明显减少，因此TVC-MED对冷却水的消耗量也明显小于普通MED。台湾妈祖电厂MED-TC海水淡化项目（4）机械蒸汽压缩蒸发技术（MVC）机械蒸汽压缩蒸发技术是采用机械蒸汽压缩机对二次蒸汽进行压缩，使蒸汽的压力和温度得到提升，作为加热蒸汽再次送入蒸发器；加热蒸汽在蒸发器内通过换热将热量传给海水，而自身被冷却形成冷凝水。与TC-MED只利用部分二次蒸汽的潜热不同，MVC能够充分利用全部二次蒸汽的潜热，可以最大限度的减少蒸发过程的能耗，同时也不需要消耗冷却水。MVC正常运行过程中只需要消耗电，而不需要消耗蒸汽；只有在启动的时候消耗少量的蒸汽。MVC处理每吨水的电耗大约只消耗15~20KWh，等效的造水比大约在10~20，

海水淡化工艺设计的方案

1 前言 1.1 概况我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不仅可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。 1.2 水源及水质特点某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。海水水质分析报告如下：分析报告

1.3 海水淡化规模

根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，目前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。本项目结合2×1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2×104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40×104m3/d海水淡化厂作出展望。本专题报告按本期工程厂内自用的2×104m3/d规模和规划容量的40×104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。 2 海水淡化技术概述海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸馏法（俗称热法）和反渗透法（俗称膜法）。蒸馏法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT－MED)技术。 2.1 蒸馏法淡化技术 2.1.1 多级闪蒸(MSF) MSF是蒸馏法海水淡化最常用的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸(MSF)海水淡化装置，是我国第一套大型的海水淡化装置。 MSF的典型流程示意图见图2-1。图2-1 盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程多级闪蒸过程原理如下；将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该

海水淡化现状及发展趋势分析

2016年中国海水淡化现状调研及发展趋势走势分析报告报告编号：1633563

行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容：一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。中国产业调研网https://www.360docs.net/doc/d04997460.html,基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。

一、基本信息报告名称：2016年中国海水淡化现状调研及发展趋势走势分析报告报告编号：1633563←咨询时，请说明此编号。优惠价：￥7920 元可开具增值税专用发票网上阅读：https://www.360docs.net/doc/d04997460.html,/R_QiTaHangYe/63/HaiShuiDanHuaWeiLaiFaZhanQuShi.ht ml 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。二、内容介绍世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。作为水资源的开源增量技术，海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。中国也属于世界上贫水国之一，人均淡水资源仅为世界人均量的14，并且水资源分布不均，大量的淡水集中在南方，北方淡水资源仅为南方的14。可以说，整个淡水资源形势不容乐观。近年来，我国海水淡化有了较快的发展，产业化发展态势良好。截至2013年底，全国已建成海水淡化工程103个，工程总规模达到90.08万吨日，较2012年增长了16%；最大海水淡化工程规模为20万吨日。同时，海水直流冷却、海水循环冷却和海水化学资源利用技术得到不断应用，年利用海水作为冷却水量达883亿吨。2013年，全国新建成海水淡化工程8个，新增海水淡化工程产水规模125465吨日。中国产业调研网发布的2016年中国海水淡化现状调研及发展趋势走势分析报告认为，经过多年的科技攻关，中国在海水淡化、海水直接利用等海水利用关键技术方面取得重大突破，技术经济日趋合理。部分技术如低温多效海水淡化技术、海水循环冷却技术已跻身国际先进水平。目前中国海水淡化已基本具备了产业化发展条件。我国海水淡化各项政策陆续出台。2012年2月，国务院发布《关于加快发展海水淡化产业的意见》；2012年8月，科技部、国家发改委等部门联合发布《海水淡化科技发展“十三五”专项规划》；2012年年底，国家发改委出台《海水淡化产业发展“十三五”规划》提出，到2015年，我国海水淡化产能将达到220万立方米日以上。

海水淡化技术及发展状况简析

、海水淡化简介 1、海水淡化的定义海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。 2、海水淡化的主要用途海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水，有时食用盐也会作为副产品被生产出来。海水淡化在中东地区很流行，在某些岛屿和船只上也被使用。 3、海水淡化综合简介海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在400 多年前，英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。从20 世纪50 年代以后，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展在已经开发的二十多种淡化技术中，、、都达到了工业规模化生产的水平，并在世界各地广泛应用。现在世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究，有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂，每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。淡化水的成本在不断地降低，有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模，目前淡化水已经完全可用于农田灌溉。 4、海水淡化历史

地球表面2/3 的面积被水覆盖，但水储量的97％为海水和苦，这些水是很丰富的。但是，要利用海水必须经过淡化。目前，全世界有一百二十多个国家和地区采用海水或苦咸水淡化技术取得淡水。第一个海水淡化工厂于1954年建于美国，现在仍在的(Freeport )运转着的(Key West) 市的海水淡化工厂是世界上最大的一个，它供应着城市用水。表面看海水淡化很简单，只要将咸水中的盐与淡水分开即可。最简单的方法，一个是蒸馏法，将水蒸发而盐留下，再将水蒸气冷凝为液态淡水。这个过程与海水逐渐变咸的过程是类似的，只不过人类要攫取的是淡水。另一个海水淡化的方法是冷冻法，冷冻海水，使之结冰，在淡水变成固态的冰的同时，盐被分离了出去。两种方法都有难以克服的弊病。 1953 年，一种新的海水淡化方式问世了，这就是反渗透法。这种方法利用半透膜来达到将淡水与盐分离的目的。在通常情况下，半透膜允许溶液中的溶剂通过，而不允许溶质透过。由于海水含盐高，如果用半透膜将海水与淡水隔开，淡水会通过半透膜扩散到海水的一侧，从而使海水一侧的液面升高，直到一定的高度产生，使淡水不再扩散过来。这个过程是渗透。在新兴的反渗透法研究方兴未艾的时候，古老的蒸馏法也改弦易辙，重新焕发了青春。常识告诉我们，水在常温常压下要加热到100C 才沸腾，产生大量的。传统的蒸馏法只考虑了通过升高温度获得水蒸气的方式，耗能甚巨。而新的方法是将气压降下来，把经过适当加温的海水，送入人造的真空蒸馏室中，海水中的淡水会在瞬间急速蒸发，全部变成水蒸气。许多这样的真空蒸馏室连接起来，就组成了大型的海水淡化工厂。如果海水淡化工厂与热电厂建在一起，利用热电厂的余热给海水加温，成本就更低了现在世界上的大型海水淡化工厂，大多采用新的蒸馏

海水淡化工艺方案

1 前言 1.1 概况中国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是中国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不但可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。 1.2 水源及水质特点某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。海水水质分析报告如下：

1.3 海水淡化规模根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，当前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。本项目结合2×1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2×104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40×104m3/d海水淡化厂作出展望。本专题报告按本期工程厂内自用的2×104m3/d规模和规划容量的40×104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。

2 海水淡化技术概述海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸馏法（俗称热法）和反渗透法（俗称膜法）。蒸馏法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT－MED)技术。 2.1 蒸馏法淡化技术 2.1.1 多级闪蒸(MSF) MSF是蒸馏法海水淡化最常见的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸(MSF)海水淡化装置，是中国第一套大型的海水淡化装置。 MSF的典型流程示意图见图2-1。图2-1 盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程多级闪蒸过程原理如下；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

海水淡化的现状与未来_林斯清

海水淡化的现状与未来林斯清,张维润 (国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心,浙江杭州　310012) 摘　要:本文介绍了近年来主要海水淡化方法——SWRO 、MSF 、M ED 的某些新进展。海水淡化市场的激烈竞争和海水淡化技术进步,尤其是SWRO 的进展,使淡化的能耗下降了近一半(3kWh/m 3以下),产水的出厂价也几乎下降了一半(0.67美元/m 3)。近两年大型海水淡化厂的国际招标中,SWRO 以低投资费、低能耗、低产水价而占上风。预计21世纪的海水淡化市场会有很大发展,SWRO 将是主要的海水淡化方法。关键词:淡化;反渗透;多级闪蒸;多效蒸发中图分类号:P747 文献标识码:A 文章编号:1000-3770(2000)01-0007-06随着经济的发展、人口的增加和都市化,加上全球气候变暖加剧降水的不均匀性,现有的淡水资源明显不足,在很大程度上影响和制约许多地方经济的发展。经过几十年的研究和开发,今天无论就技术还是经济来说,已可大规模地把海水变为淡水,预计21世纪将是海水淡化大发展的时代。市场竞争是最有活力和生命力的。海水淡化通过国际招标,采用“BOO ”或“BOOT ”形式的合同,使淡化水销售价几乎下降一半,达到0.67美元/m 3 的最低记录。蒸馏法面临SWRO 法的激烈竞争。我国的反渗透技术,20多年来,一直受到国家科委的重视和支持,无论在膜研制还是工程应用,都取得许多的成果,为发展我国的SWRO 技术打下较好的基础。如1997年在浙江嵊山建立了500m 3 /d 的SW RO 淡化示范工程,产水耗电量5.5kWh/m 3 ,工程经济技术指标具有国际先进水平[1]。 1　海水淡化技术的现状海水淡化技术经过半个世纪的发展,从技术上讲,已经比较成熟,大规模地把海水变成淡水,已经在世界各地,主要是海湾地区出现。目前主要海水淡化方法有反渗透(SWRO )、多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(M ED)和压汽蒸馏(VC )等,而适用于大型的海水淡化的方法只有SWRO 、M SF 和M ED 。1.1　多级闪蒸就M SF 技术本身来讲,近年来有所进展,但并无重大突破。以下简单介绍几方面的进展。1.1.1　单机容量进一步扩大根据Ing Corrado Som mariva [2] 报道,阿联酋的阿布扎比Al Taw eelah 水—电联合厂的多第26卷　第1期2000年2月水处理技术 T ECHNO L OG Y OF WA T ER T REA T M ENT V ol.26N o.1 Feb.,2000 1 收稿日期:1999-05-20

国内外海水淡化技术的发展现状

国内外海水淡化技术的发展现状发布时间：2011-11-11信息来源：中国膜技术网目前，世界上脱盐水产量近4x107m3/d，其中多级闪蒸(MSF)和反渗透(RO)各占市场的45%左右，解决了l亿多人口的供水问题。世界最大的反渗透海水淡化厂建于以色列南部地中海岸工业区的阿什凯隆海水淡化厂，日产淡水33万m3 。另外，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，发电量为656MW ，日产水量为45.4万m3，其中，MSF产水28.4万m3/d，反渗透(RO)产水17万m3/d 。典型的大规模反渗透海水淡化吨水成本己从1985年的1.O2美元降至2005年的48美分。且在成本的组成上，运行及维护，能源消费和投资成本均逐年下降，目前各占总成本的1/3。海水淡化已是解决全球水资源危机问题的重要途径，尤其在中东地区和一些岛屿地区，淡化水在当地经济和社会发展中发挥了重要作用，已成为其基本水源。国外海水淡化现状规模随着社会的需求和技术的发展，国外海水淡化工程不断向大型化、规模化方向发展，无论是多级闪蒸，还是多效蒸馏和反渗透，其规模均已从最初的几百 m3/d 发展到现在的几十万m3/d 。目前，世界上最大的多级闪蒸海水淡化厂建于沙特阿拉伯的shuaiba海水淡化厂，日产淡水46万m3；世界上最大的低温多效海水淡化厂建于塔维拉酋长国，日产淡水24万m3.世界最大的反渗透海水淡化厂建于以色列南部地中海岸工业区的阿什凯隆海水淡化厂，日产淡水33万m3。另外，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，发电量为656MW ，日产水量为45.4万m3，其中，MSF产水28.4万m3/d，反渗透(RO)产水17万m3/d。成本在海水淡化规模不断增加的同时，海水淡化成本也逐渐降低其中，典型的大规模反渗透海水淡化吨水成本己从1985年的1.O2美元降至2005年的48美分。且在成本的组成上，运行及维护，能源消费和投资成本均逐年下降，目前各占总成本的1/3。我国海水淡化的现状我国海水淡化技术的研究起步较早，1967年～1969年全国组织海水淡化会战，同时开展了电渗析、反渗透和蒸馏等多种海水淡化技方法的研究。

海水淡化技术及其现状

海水资源利用 ——海水淡化技术及其现状摘要：阐述全球淡水资源缺乏的现状，引出海水淡水技术是解决淡水缺乏的有效途径。详细介绍主要的海水淡化方法，包括多级闪蒸、反渗透、太阳能、电渗析等。分析我国淡水资源形势和海水淡化技术的发展状况，以及海水淡化的未来前景。关键词：海水淡化，多级闪蒸法，反渗透法，太阳能法，电渗析法 1．前言地球总储水量约为13.86亿立方米，人类主要利用的淡水却只占其中的2.53%，除少部分分布在湖泊、河流、土壤和地表以下浅层地下水中，大部分则以冰川、永久积雪和多年冻土的形式储存。淡水资源本是如此之少，又由于时空分布不均和污染，导致淡水资源更是匮乏，有人预言21世纪的战争必将由水引发。而海洋占据了地球表面积的70.8%，约占全球总水量的96.5%，从海洋中获得淡水是人类解决淡水缺乏的有效途径。 2. 海水淡化技术海水淡化技术就是利用海水脱盐生产淡水。海水淡化根据不同的原理可以分为相变法、膜分离法、化学平衡法。相变法有蒸发法、蒸馏法和冷冻法，化学平衡法有离子交换法、水合物法和溶剂萃取法，二者都是从海水中分离出淡水；膜分离法有电渗析法和反渗透法，是从海水中分离出盐。自1954年第一个海水淡化厂在美国的德克萨斯建立，世界其他国家相继兴建了很多更大规模的海水淡化厂，尤其是中东地区。 2.1 多级闪蒸法多级闪蒸海水淡化技术是由英国教授R.S.Silver在1957年发明的，这是蒸馏海水淡化技术历史上的里程碑。多级闪蒸彻底改革了传统的蒸馏脱盐模式，并且提供了一个实用经济又故障较少的饮用给水方法，它结构简单、操作方便、结垢危害小，不需要高压蒸汽为热源。另外，从海水综合利用出发，若将“滨海核电厂——多级闪急蒸馏海水淡化厂——浓海水的无机盐化工厂”综合生产建厂，将是一种现实可行的较为经济的生产系统方案。多级闪蒸海水淡化，是在一定压力下，把经过预热的海水加热至某一温度，引入闪蒸室，此室压强下降，可使海水急速汽化，即闪急蒸馏。产生的蒸汽在热交换管外冷凝成淡水，而留下的海水温度降到相应的饱和温度。温度降低所产出的湿热，供给为闪蒸所需的汽化潜热。依次将浓海水引入后续各闪蒸室逐级降压，使其再闪急蒸发，冷凝得到淡水。闪蒸室的个数称为级数，一般装置要几十级。其级数的多少，主要取决于总的闪蒸温度范围和温度损失。闪蒸温

海水淡化技术分析

海水淡化技术分析 1.基本概念 1.1 淡水：含盐量应在1000mg/L（NaCL）以下。通常船用海水淡化装置对所产淡水含盐量的要求皆以锅炉补给水标准为依据。我国船用锅炉给水标准规定补给水的含盐量应小于10mg/L（NaCL）。 1.2 海水含盐量：大洋中海水平均含盐量约为35g/L。 1.3 海水盐的成分：当海水含盐量为35g/L时，各种盐类的含量如下表所示，其中含。量最多的是NaCL和MgCL 2 表1 海水中各种盐类的含量淡水总产量与加热器所消耗的蒸汽量之比。 2海水淡化技术介绍图1 海水淡化方法的分类

海水淡化技术经过半个多世纪的发展，从技术上讲已经比较成熟，目前在商业上成功应用的主要有多效蒸馏(MED)、多级闪蒸(MSF)、压汽蒸馏(VC))和反渗透法(SWRO)。 2.1多效蒸馏(MED) 多效蒸馏是由单效蒸馏组成的系统，加热蒸汽被引入第一效冷凝后，使海水产生比蒸汽温度低的几乎等量蒸发。产生的蒸汽被引入第二效作为加热蒸汽，并使海水以比第一效更低的温度蒸发。这个过程一直重复到最后一效，在最后一效蒸汽被海水冷凝器冷凝。第一效的冷凝液返回锅炉，而来自其它效的冷凝液被收集后作为产品水输出。多效蒸馏海水淡化技术是最早的海水淡化方法之一，早在1898年就建成了日产1200-1500吨淡水的竖管多效蒸馏大型海水淡化工厂，但早期多效蒸馏系统的蒸发器为浸没管式，传热系数低，结垢严重，严重影响了产水量及装置寿命。20世纪60年代开始了降膜蒸发器(横管降膜及竖管降膜)的研究，使传热效率有了很大提高。70年代为了降低结垢和腐蚀，低温蒸馏技术进入人们的视野，到80年代初期，低温横管喷淋技术正式用于工业性的海水淡化装置。80年代中期大型低温高效海水淡化装置研究成功，其原理是以75℃左右的低温蒸汽作为加热热源，远低于多级闪蒸110℃左右的蒸汽温度，所以管壁的结垢倾向减小，并且使低温废热的利用成为可能，至此多效蒸馏海水淡化技术进入比较成熟阶段。目前世界上应用的多效蒸馏海水淡化装置大都为低温多效蒸馏，此类装置的典型代表为以色列IDE公司开发的一种横管蒸发装置，在低温下操作，最高操作温度62.90℃，共7效，造水比可达 5.8-6.2，折合电耗9.4-8.2KWh/m3，当使用废热时总能耗仅为2.5KWh/m3。目前已有数百台1000t/d以上的此类装置在世界各地运行，最大的装置产水量为25000t/d。低温多效蒸馏技术除在防腐防垢方面有突出优点外，低廉的造水成本也是其得以迅速发展的原因。A.N.Rogers，C.D.siebenthal，R.F.Battey and L.Awerbuch通过对大型海水淡化装置的计算得出多效蒸馏海水淡化方法单位淡化水成本最低的结论。美国人G.F.Leiiner也曾撰文《当今海水脱盐的费用》，对大型海水淡化装置进行比较，结果表明单位淡化水价低温多效较反渗透和多级闪蒸都低。低温多效蒸馏技术的低成本主要归结于它灵活的运行方式，可以利用各种形式的低位热源，如柴油发电机冷却水、工业废气、

海水淡化技术现状的应用和发展

海水淡化技术现状的应用和发展发表时间：2017-10-12T16:00:50.780Z 来源：《基层建设》2017年第16期作者：王雅雯 [导读] 摘要：淡水资源的匮乏问题已经是世界各个国家所必须面对的难题。我国地域辽阔、物产丰富，但是水资源仍旧属于稀缺资源，想要解决淡水稀缺的问题，需要积极推广海水淡化技术，海水淡化是解决我国淡水资源不足的有效技术手段。天津市华泰龙淡化海水有限公司天津 300480 摘要：淡水资源的匮乏问题已经是世界各个国家所必须面对的难题。我国地域辽阔、物产丰富，但是水资源仍旧属于稀缺资源，想要解决淡水稀缺的问题，需要积极推广海水淡化技术，海水淡化是解决我国淡水资源不足的有效技术手段。随着淡水资源的紧缺问题日益严重，海水淡化技术在工程上的应用越来越多。海水淡化技术的应用已经推广到世界上多个国家，我国也逐渐认识到了海水淡化的重要性。近年来，开始在沿海地区推广海水淡化技术，已经颇见成效。本文主要介绍海水淡化技术现状的应用和其发展前景。关键词：海水淡化；技术现状；应用；发展引言：从江河取水净化的传统手段已不无法满足巨大的淡水需求。中水再利用、海水淡化制造饮用水的技术日益为各国重视和推进。特别是海水淡化领域，在热源丰富的中东地区，已建成投入使用的蒸发法海水淡化工厂，每日可处理淡化1800万立方米的海水。近年来，国际上对低碳、节能的呼声越发提高，进入21世纪，新建的海水淡化工厂开始加大对海水淡化技术的研究力度。 1 海水淡化技术应用的现状分析 1.1 蒸馏法顾名思义，蒸馏法的原理就是将海水加热到沸腾状态后，将海水中的淡水将变成水蒸气蒸发出来，再将得到的水蒸气冷却变为液态得到淡水的过程。蒸馏法是海水淡化最古老的方法。蒸馏法得到的淡水资源水质较好，整个操作流程也十分简便。蒸馏法可以分为很多类型，如太阳能蒸馏、多级闪蒸、多效蒸馏。 1.1.1 太阳蒸馏法太阳蒸馏法是利用太阳能蒸馏器将海水蒸发得到淡水。通过将太阳能吸收转化成热能使海水蒸发，在进行冷却得到淡水资源的过程。 1.1.2 多效蒸馏（MED）液体受热后会蒸发为蒸汽，蒸汽遇冷又会冷凝为液体，基于此原理，蒸馏技术是一种常用的分离技术。多效蒸馏是一种特殊的蒸馏技术，其由多个管式蒸发器串联组成，加热蒸汽从第一效蒸发器进入，加热蒸发器中的海水使其蒸发形成蒸汽，而自身冷凝称为淡水，海水受热后的蒸汽作为下一效蒸发器的加热蒸汽，自身又被冷凝成为淡水，如此重复，最终将各效产生的冷凝水收集起来，从而得到远多于初始加热蒸汽量的淡水，多效蒸馏的最高蒸发温度往往低于70℃。 1.1.3 多级闪蒸法多级闪蒸法是将海水加热后，进入压力较低的闪蒸室内，使盐水由于温度过高而进行蒸发得到水蒸气，冷却后得到淡水资源。这种方法是蒸馏法当中应用最广泛的方法，他的优点很多，如水质好、效率高、维护量小等，缺点是耗电量大，因此多与发电站相邻建立。 1.2 反渗透法（SWRO）人们最初发现了渗透现象，即被半透膜分开的淡水和盐水的液面不一样高，其高度差就是两种溶液之间的渗透压。若在盐水一侧施加大于渗透压的压力，则盐水中的水分子就会透过半透膜进入淡水侧，此过程为反渗透。反渗透法海水淡化就是利用半透膜的渗透原理，在半透膜的一侧对海水施加大于渗透压的压力，海水中的水分子会透过半透膜到另一则，称为淡水侧，而盐份则不能透过半透膜留在原海水中，这种与自然渗透相反的水迁移过程连续产出淡水的方法称为反渗透海水淡化。 1.3 冷冻法当海水处于低温状态结成固态时，水分子能够结合形成冰晶将盐类分离，这种通过水变成冰的相变过程就是冷冻法。冷冻法按照导热的方式不同可以分为两类：直接和间接冷冻法。间接冷冻法是向海水中添加冷冻剂使海水与冷冻剂间接接触最后结冰的方法，但是由于换热面较大，一般不会使用。而直接冷冻法利用冷冻剂直接与海水接触使海水结冰。直接冷冻法又能够可以分为两种真空蒸发式直接冷冻法和外界加入冷冻剂的二次冷媒直接接触法等。外界加入冷冻剂的二次冷媒直接接触法一般加入的冷冻剂为丁烷，虽然丁烷不会溶于水，但是无法避免水中含有少量丁烷分子，会污染水。 1.4 电渗析法电渗析是利用具有选择透过性的离子交换膜在外加直流电场的作用下，使水中的离子定向迁移，并有选择地通过带有不同电荷的离子交换膜，从而达到溶质和溶剂分离的过程。电渗析过程中所能除去的仅是水中的电解质离子，而对于不带荷电的粒子如水中的硅、硼以及有机物粒子则不能去除，若水中溴含量高时，电渗析的脱除效果也不理想。适用于中小型海水淡化工程如海岛、工程用水等。 1.5 海水淡化RO膜 RO膜，是一种能将溶解盐类分子分离的薄膜，用于将纯水从含有高分子、各种溶解盐类的溶液中分离。用于海水淡化时，薄膜两侧分别为高浓度海水和淡水液体，膜间会因此产生较高的渗透压（２Mpa以上），此时若在海水一侧施加高于这个渗透压的反向压力，则淡水会从海水中反向渗透出来。作为RO膜的材料，最开始使用的是醋酸纤维素，此后高分子材料技术的进步，演进为聚酰胺类的复合材料。聚酰胺的分离性能优于醋酸纤维素，但对水分子的透过阻力也不低。为减小阻力，就必须尽可能减小分离机能层的厚度，故而在实际的淡化设备中，都加入多孔质支持膜和无纺布作为强度支撑材料制成复合膜。将这类复合膜与网状导水材料交错叠加，形成环状渗透膜元件，再将多个元件连接组成渗透模块，海水淡化时，一般将6-8个渗透元件组成模块，再将若干模块并行排列装填入圆柱形压力容器，由压力泵施加足够压力，而获取渗透淡水。 2 海水淡化技术的发展前景分析海水淡化不仅仅是一项技术，它是一个完整的产业。海水淡化产业是以生产海水淡化水为主要目的，包括相关技术研发、设备制造、工程设计与建设、生产运营、原材料生产与销售、市场咨询服务、宣传培训和交流等工序和环节在内的，具有完整产业链的生产体系，还包括原海水的预处理和浓海水的综合利用，是战略性新兴产业的一部分，是新的经济增长点。在2010年10月，国务院发布了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》（国发〔2010〕32号），积极推动战略性新兴

海水淡化装置

海水淡化装置（1）真空沸腾式海水淡化装置真空沸腾式海水淡化装置本体主要由蒸发器和冷凝器组成，海水的加热和沸腾汽化都在蒸发器内进行，而(二次)蒸汽的凝结则在冷凝器内完成。此外，还有抽真空系统、给水系统、加热系统、冷却系统、淡水(凝水)系统及排污系统等辅助系统。图所示为真空沸腾式海水淡化装置的工作原理图。加热介质(热水或低压蒸汽)流过加热器，通过加热管将蒸发器中的海水加热，并使其沸腾汽化(又称二次蒸汽，以区别与加热用蒸汽)。二次蒸汽经蒸发器上部的汽水分离器除去其

所携带的水滴后，被引人冷凝器1。由海水泵5所供给的舷外海水在冷凝器中使水蒸气冷却、凝结，凝结成的淡水积聚在冷凝器下部并由淡水泵7抽至淡水柜。蒸发器中海水的蒸发以及蒸汽在冷凝器中的凝结都是在高真空状态下进行的。其真空度由真空喷射泵3建立和保持。为了使结构更紧凑，通常沸腾式海水淡化装置都将冷凝器放置在蒸发器的上方，并组装成一整体。目前，在柴油机船上，海水淡化装置一般都使用主机缸套冷却水作为加热介质，只有在主机停车而又需淡化装置工作时，才采用辅助锅炉的减压蒸汽来加热。对某些淡水耗量较大的船舶，当其动力装置的余热不足以满足装置的需要时，则也可使用低压蒸汽作为补充热源。竖管加热式单效应真空表面式海水淡化装置，其结构简单，设备管系紧凑，操作管理方便，是目前船舶应用最多的装置类型。这类海水淡化装置通常为整体安装，即将冷凝器置于蒸发器上部，两者组装在一个壳体内，形成一个蒸发一冷凝器整体，以利于装置的密封。而一些泵浦、管路附件及其控制仪表等辅助设备，均安装在壳体及基座上。（2）真空闪发式海水淡化装置

真空闪发式海水淡化装置的特点是海水的加热与汽化彼此分开。海水在加热器中加热后即被引到压力比海水相应温度下饱和压力更低的容器(闪发室)中，以使部分海水骤然汽化，然后再将其汽化的蒸汽引入冷凝器中凝结成淡水。海水在加热器5中被加热后，经喷雾器6喷入闪发室1中，由于闪发室中的压力低于海水温度相应的饱和压力，因此从加热器来的海水一经喷入闪发室时，就在该压力下处于过热状态立即汽化，其汽化过程所需要的汽化潜热则取自其余未汽化的海水。闪发而成的蒸汽，经汽水分离器2进入冷凝器3，并由海水泵 9供给的舷外海水冷却而凝结，然后由淡水泵8送往淡水柜。剩余下来的部分未能汽化而浓缩了的海水，其温度已降到与闪发室压力相对应的饱和温度下，则全部滴落到闪发室底部，由盐水循环泵(浓海水泵) 4抽出。为了充分利用由盐水泵抽出的浓海水的热量，缩小加热器5的尺寸，大部分浓海水再重新进入加热器，而其余部分则经排盐调节阀10排至舷外。至于因蒸发和排盐所减少的水量，则由冷凝器出来的海水通过给水调节阀7加以补充，并以此控制加热器中的海水含盐度，从而保证装置的淡化质量。真空闪发式淡化装置由于在加热器中海水并不沸腾汽化，海水不致浓缩，且加热温度又比较低，而在闪发室中又不存在加热面，因此减少了海水的结垢问题。然而，因海水闪发汽化时所需的汽化潜热，完全取自其余未汽化温度下降至饱和温度时的海水所放出湿热，这就是说，闪发室内实际上绝大部分海水不能闪发汽化。例如，当海水的过热度为5~8℃，在93％的真空度下，汽化部分仅占循环海水的0.8％~1.4％。因此，这种装置的海水循环量较大，这就使加热面积和泵的排量都必须相应增加，因而在产量相同的情况下，闪发式海水淡化装置的造价约比表面式高35％~50％。此外，闪发式汽化所产生的二次蒸汽携带的水珠较多，为保证淡水质量，必须加大排污量降以低盐水浓度，因此随排污所带走的热量也多，热利用率低。而单效的真空沸腾式淡化装置由于蒸发温度低，结垢问题并不严重，每年需要清洗的次数也不超过1~2次。因此，在产量小于20t/d的船用淡化装置中，真空沸腾式的应用远比闪发式普遍。