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

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、

废热锅炉蒸汽等，但其最主要的运行方式是与火力发电厂结合，水电联产，从透平机抽取0.2-0.4Kg/cm2的低压背压蒸汽用于造水。

2.2多级闪蒸(MSF)

多级闪蒸是一种在20世纪50年代发展起来的海水淡化方法，其原理是将经过预热的海水送入闪蒸室，该闪蒸室的压力低于进入的盐水所对应的饱和蒸汽压力，因此盐水进入后即因过热而进行闪蒸，闪蒸出的蒸汽冷凝后得到淡水。

闪蒸法海水淡化技术是为克服早期多效蒸馏装置结垢严重的缺点而发展起来的。1957年英国教授R.S.Silve发明了多级闪蒸，1959年美国即在加利福尼亚建造了26级570t/d 的多级闪蒸装置，造水比达到7.7，从此进入了闪蒸法海水淡化装置大规模应用的新纪元。

闪蒸装置的特点是海水沸腾蒸发是在无换热面的闪蒸室中进行的，所以庞大主体(各级闪蒸室)几乎不结垢，只有外置加热器会结垢，另外所需热源仅为低压蒸汽，热能重复利用，级间连接简单，特别适合于大型化，因此20世纪50年代开始进入市场后就被中东用户看好(中东地区海水温度高，盐度高，菌藻类含量高，石油污染高，其它淡化方法处理困难)，获得迅速发展。但当时多为小型单目的装置(单纯生产淡水)，一般能耗较高。进入20世纪70年代后大中型闪蒸装置开始采用双目的(水电联产模式)，淡化成本大幅降低，广泛为各国采纳，从而成为最主要的大规模海水淡化方法之一。据国际脱盐协会(IDA)报告，已建和在建海水淡化装置中多级闪蒸海水淡化装置占总量的60%。

2.3压汽蒸馏(VC)

这种技术的原理是经预热的海水到蒸发器中吸热汽化，蒸发出的二次蒸汽通过压缩机的压缩，提高了压力、温度及热焙后再送回蒸发室的加热室作为加热蒸汽使用，使蒸发器内的海水继续蒸发，而其本身冷凝成淡水。它可分为两类：一种是热压缩即高压蒸汽在喷射器中引射二次蒸汽，实现低压蒸汽压缩的目的；另一种是机械压缩，即使用机械压缩机提高二次蒸汽的压力、温度，使二次蒸汽的潜热在蒸发器内连续循环传递。

压汽蒸馏的发展起始于热泵蒸发原理的提出，1927年意大利人应用热泵蒸发原理研制出了原始型的压汽式蒸馏水机，1941年制成首台产量为每小时300加仑的压汽式蒸馏装置样机(柴油机驱动式)，20世纪50年代初期压汽蒸馏装置开始在化学工业和食品工业

中得到应用，但效率低、能耗高。从20世纪70年代初重量大、速度不能提高、大型化困难的罗茨式压缩机被离心式压缩机取代后，蒸汽压缩机总效率大幅上升，从早期的40%上升至60-70%，压汽蒸馏得以迅速发展。20世纪70年代末，意大利生产的240t/d压汽蒸馏装置压缩机电耗达到11.4KWh/t，法国Sidem公司开发的一种1500t/d低温多效压汽蒸馏装置，设备更加紧凑，电耗进一步降低，能耗达到llKWh/t。目前压汽蒸馏装置的单机容量己增大至4000t/d规模，蒸汽压缩机总效率可达到78%，功耗根据装置规模的大小约为7-11KWh/t。

压汽蒸馏设备简单、结构紧凑，在系统散热不大的情况下，所需能量仅为驱动压缩机和工艺水泵的能量。压汽蒸馏技术发展到今天，同其它蒸馏法海水淡化方法一样也向大型化、多效化方向迈进。在这种背景下，密封技术、传热技术的提高以及新型蒸发器、蒸汽压缩机的开发仍是今后研究的重点。

2.4反渗透(SWRO)

相对于其它海水淡化方法，反渗透的研究起步较晚，开始于20世纪50年代。1953年首先由美国佛罗里达大学的Charles Reid教授提出了反渗透法海水淡化方案，并进行了开拓性研究，结果证明利用醋酸纤维素商品膜可以从海水中制取淡水。1959年S.Sourirajan和Sidney Loeb发现膜的不对称性，进而确定了著名的凝胶-相转化制备不对称膜的工艺，并于1960年成功研制出第一张高盐截留率、高水通量的不对称二醋酸纤维素海水反渗透膜，使反渗透法逐渐达到实用化的水平。1970年美国DuPont公司推出由芳香族聚酞胺中空纤维制成的“Permasep”B-9渗透器，用于苦盐水脱盐，与此同时DOW 开发出三醋酸纤维素中空纤维反渗透器用于海水和苦盐水淡化。1980年复合膜研究实现突破Filmtec公司推出性能优异实用的FT-30复合膜。20世纪80年代末高脱盐率的全芳香族聚酞胺复合膜工业化，纳滤膜实现商品化。20世纪90年代出现采用微滤、超滤或纳滤等膜技术作为反渗透海水淡化系统的预处理工艺，改进了进水水质，不仅延长了反渗透膜的使用寿命，而且有助于提高系统的回收率、降低运行费用，使反渗透海水淡化装置更加可靠。这一时期提高反渗透海水淡化总回收率的研究在日本开始，20世纪90年代后期上马了数台回收率高达60%装置，运行实践证明高回收率海水淡化装置可使海水取水和预处理的容量减少33%，装置占地面积减少30%，另外与传统海水淡化系统相比，高回收率

海水淡化装置设备投资、运转维护费用也减少20%。目前反渗透膜的脱盐率可达99.3%，透水通量大大增加，抗污染和抗氧化能力也不断提高。

3我国海水淡化研究历史与现状

我国海水淡化工程技术的研究工作始于20世纪50年代，虽已经过50余年的持续攻关，但与国外相比，在理论研究、技术水平、规模与效率等方面还有较大的差距。

3.1多效蒸馏技术

我国于1975年开始研究大中型蒸馏技术，1993年国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所为辽宁省长海县研制了30t/d的蒸馏法海水淡化装置。20世纪80年代末开始研究低温多效蒸馏法海水淡化技术，初期主要是基础理论研究，到“九五”期间天津海水淡化研究所开展双效压汽蒸馏技术研究，在设备的效间联接、防蚀保护和材料选择等方面取得了部分成果，后科技部根据天津淡化所在低温多效技术方面取得的成绩，调整了“九五”后两年的攻关合同，于2002年在黄岛电厂建成2×3000t/d低温多效海水淡化示范工程。

3.2多级闪蒸技术

1997年电力部华北研究生院与天津大港电厂在仿制的基础上完成1200t/d多级闪蒸海水淡化装置的研制。20世纪60年代末曾在邯郸码头铝厂建立了用于河水处理的120t/d 的12级闪蒸设备。1974年我国陆用海水淡化蒸馏技术的研究与应用正式开始，在天津市科委的组织下，天津大学、轻工业部制盐研究所、天津海水综合利用研究所于1974年共同研制和试验完成日产百吨级多级闪蒸海水淡化原型试验装置，实际生产能力达到日产淡水72吨。1977年大连工学院等单位联合研制出我国第一套竖管多效多级闪蒸海水淡化试验装置，产水能力10-12t/d，这两台试验装置的研制成功，为进一步为发展大中型多级闪蒸、多效蒸发海水淡化技术、工业水脱盐和余热造水技术打下了一定的基础。我国大型多级闪蒸装置的研究是在1987年大港电厂从美国引进二套3000t/d多级闪蒸装置之后，在仿制的基础上建成1200t/d工业试验装置，并于2001年11月21日通过了国家电力公司组织的专家组验收。

3.3压汽蒸馏技术

早在上世纪20世纪60年代，原船舶工业部上海704研究所研究船用小型压汽蒸馏装置(额定容量为5t/d，压比为1.2左右)获得成功，1987年天津海水淡化与综合利用研究所研制了新疆塔里木油田高浓度苦咸水压汽蒸馏淡化设备(额定容量24t/d)，吨水电耗达到35KWh左右。1995年天津海水淡化与综合利用研究所又开发出30t/d低温负压压汽蒸馏海水淡化装置，吨水电耗进一步降低。经过多年科技攻关，天津海水淡化所解决了小型装置压缩机的设计和制造技术，解决了蒸馏装置从单效变成多效的接口问题，于2002年完成了黄岛60t/d双效压汽蒸馏示范装置。

3.4反渗透技术

我国反渗透技术开发始于20世纪60年代，1967-1969年全国海水淡化会战为乙酸纤维素不对称反渗透膜的开发打下了基础，70年代进行中空纤维和卷式反渗透组件的研究开发，80年代进行反渗透复合膜的研究开发，开始步入产业化，进入90年代中国的膜法海水淡化技术快速发展，相继建成1996年大亚湾马鞭洲岛600t/d反渗透海水淡化装置，1998年浙江省嵊泗县嵊山镇500t/d，1994年长海县大长山岛1000t/d，1998年嵊山500t/d反渗透海水淡化示范工程，2001年山东长岛1000t/d，2003年大连石油化工公司5500t/d等一批反渗透海水淡化工程，反渗透海水淡化技术在我国得到广泛应用。

应该说，我国在反渗透淡化水工程技术方面取得了一定的业绩，具备了承接1万t/d 以下淡化水工程的实力。但我国现有的反渗透淡化水技术水平与美国、日本等发达国家相比还有很大差距，主要体现在：一、反渗透海水淡化关键设备，如海水膜组器、高压泵、能量回收装置需要从美日等发达国家引进；二、海水淡化工程规模小，还无法自主实施大型工程。

表2 几种海水淡化方法参数对比

4. 船舶海水淡化装置

海水淡化装置是船舶保障日用淡水的重要设备。通常情况下，船舶淡水除了供饮用、洗涤之外，还供给动力装置、卫生医药等部门使用。海水淡化装置直接影响到船舶的续航力，一般大型舰船，每天需补充淡水量约200t。

4.1沸腾式蒸馏装置

沸腾式蒸馏装置主要由蒸发器和冷凝器等组成，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。根据蒸发器和冷凝器内工作压力的不同，沸腾式蒸馏装置可分为压力式和真空式两种。现在船上一般都采用真空式蒸馏装置。

采用真空式装置的原因主要有二：

(l)使用低温工质作为加热热源，以利用船舶动力装置的废热。例如当真空度为93%时，海水的沸点相应为38.66℃，这样，温度一般仅为60-65℃左右的柴油机缸套冷却水即可被作为加热工质，从而提高了整个船舶动力装置的经济性。

(2)保持较低的工作温度将大大减轻蒸发器换热面上的结垢。

因此，真空式蒸馏装置尽管因蒸汽在低压下体积较大，致使装置的尺寸比压力式要大，管理的技术要求亦高，但仍然获得了广泛的应用。

图2 真空沸腾式海水淡化装置原理图

1-蒸发器；2-汽水分离器；3-冷凝器；4-海水泵；5-凝水泵；6-排盐泵；7-真空泵；8-给水调节

阀；9-加热管

图2所示为真空沸腾式海水淡化装置的原理图。加热工质(热水或蒸汽)进入蒸发器1，通过加热管9将其中的海水加热，并使其沸腾汽化。海水汽化所得的蒸汽经蒸发器上部的汽水分离器2除去其所携带的大部分水滴后，被引入冷凝器3，由海水泵4所供给的舷外海水冷却，使之凝结，凝水则由凝水泵5抽送至淡水舱。蒸发器工作时，其中的海水因不断蒸发而浓缩，含盐量随之增高。为了不致影响二次蒸汽的质量，需由排盐泵6将盐水不断地排出舷外(称为排盐)，并由海水泵4向蒸发器内连续地补入海水，以维持其中水位的稳定。蒸发器中海水的蒸发以及二次蒸汽在冷凝器中的凝结都是在真空状态下进行的，由真空泵7建立和保持。

在近代柴油机船上，海水淡化装置一般都使用主机缸套冷却水来作为加热工质，只有在主机停车或机动操纵而又需淡化装置工作时，才临时采用减压蒸汽。某些淡水耗量较大的船舶，例如大型客轮或渔业加工船等，由于其动力装置的废热不足以满足淡化装置的需

要，所以必须使用低压蒸汽作为热源。至于汽轮机船，则一般都采用主机撤汽(低压级抽汽)作为热源。

4.1.1带竖管蒸发器的真空沸腾式蒸馏装置

图3是在我国远洋船上用得较多的真空沸腾式蒸馏装置的典型系统。国产船用蒸馏装置和丹麦阿特拉斯(ATLAS)公司生产的船用蒸馏装置均属此种类型。

图3带竖管蒸发器的真空沸腾式蒸馏装置系统原理图

1-主柴油机；2-加热水调节阀；3-主机淡水泵；4-主机淡水冷却器；5-主机滑油

冷却器；6-主机空气冷却器；7-主机海水泵；8-海水调节阀；9-蒸发冷凝器组

10-蒸馏装置海水泵；11-排盐泵；12-真空泵；13-浮子流量计；14-弹簧稳压阀

15-给水调节阀；16-凝水泵；17-凝水泵平衡管；18-盐度计；19-盐度传感器；

20-回流电磁阀；21-淡水流量计；22-真空压力表；23-真空破坏阀；24、25-放

气旋塞；26蒸发温度计；27-冷却水进出口阀；28-加热淡水进出口阀；29-取样

阀；30-淡水排出阀；31止回阀；32-水位计；33-泄水阀

4.1.2带板式换热器的真空沸腾式蒸馏装置

尼莱克斯(Nirex)船用真空式蒸馏装置就是以板式换热器来作为蒸发器和冷凝器的。整个装置的尺寸和重量也因此而显著减小。根据加热工质的不同，这种蒸馏装置可分为三种：用主机缸套水加热的JWP-36型；用蒸汽加热的SP-36型和两种热源都可适用的JWSP-36型。图4是JWSP-36-125型蒸馏装置的系统原理图。由图可见，装置除增设了换用蒸汽加热的少量设备和管路外，其余工作系统与采用竖管蒸发器的蒸馏装置并无差异。

图4JWSP-36-125型蒸馏装置的系统原理图

1-主机；2-缸套水冷却器；3-滑油冷却器；4-主机淡水泵；5-主机海水泵；6-

缸套水进出阀；7-加热循环阀；8-蒸汽射水器；9-泄水阀；10-安全阀；11-供气

阀；12-弹簧阀；13-加水阀；14-蒸馏阀；15-冷凝器；16-蒸发器；17-汽水分离

器；18-真空破坏阀；19-蒸馏装置海水泵；20-弹簧稳压阀；21-真空泵；22-排

盐泵；23-凝水泵；24-盐度计；25-盐度传感器；26-电磁阀

4.2闪发式蒸馏装置

闪发式蒸馏装置的特点是使海水加热器与蒸发器彼此分开，海水在加热器中加热后，被引到压力比海水饱和压力更低的容器(闪发室)中，以使少部分海水骤然闪发成汽，然后再将其引入冷凝器中凝结成为淡水。在船上，为能利用动力装置所产生的低温废热，防止装置内部结垢，也常采用真空闪发的型式。图5为真空闪发式海水淡化装置的原理图。

图5 真空闪发式海水淡化装置原理图

1-蒸发器；2-汽水分离器；3-冷凝器；4-盐水循环泵；5-加热器；6-喷雾器；7-真空泵；8-凝水

泵；9-海水泵；10-排盐调节阀；11-给水调节阀

例如船用尼莱克斯(Nirex)单级真空闪发式蒸馏装置，该装置可根据加热工质采用缸套水、蒸汽或二者兼用而分为JWFP、SFP和JWSFP三种类型。图6是JWSFP型蒸馏装置的系统原理图。由图可见，这种蒸馏装置的主体部分是由两个板式换热器(盐水加热器1和淡水冷却器2)与蒸馏器3所组成。此外还有三台双联离心泵、一台射水抽气器19和一台供蒸汽加热用的蒸汽射水器28等设备。

图6 JWSFP型蒸馏装置的系统原理图

1-盐水加热器；2-淡水冷却器；3-蒸馏器；4-闪发室；5-喷雾器；6-汽水分离器；7-冷凝室；8-淋水板；9-溢流板给水调节阀；10-溢流管；11-盐水循环泵；12-排盐泵；13-17-真空泵的供水泵；14-浮子流量计；15-淡水循环泵；16-凝水泵；18-真空泵的排水泵；19-真空泵(射水抽气器)；20-排盐调节阀；21-盐度传感器；22-凝水流量计；23-弹簧止回阀；24-泄流电磁阀；25-盐度计；26-蒸汽截止阀；27-加热循环阀；28-蒸汽射水器；29-弹簧止回阀；30、31-起动注水阀；32-冷却海水调节阀；33-加热淡水调节阀；34-凝水取样阀；35-安全阀；36、37-加热淡水进、出口阀；38、39-冷却海水进、出口阀；40-滤器；41-泄水阀；42-电控制板；43-蜂鸣器；44-压力表；45-铭牌；46-真空破坏阀；47-真空压力计；48-温度计；49-加热淡水出口；50-加热淡水进口；51-板式热交换器前盖板；

52-抽气管；53-冷却海水进口；54-冷却海水出口；55-给水管；56-真空泵的供水泵进水管

真空闪发式由于在加热器中海水并不沸腾汽化，因而不致浓缩，而且加热温度也不很高，在蒸发器中闪发成汽时又不存在加热面，因而减轻了海水引起的结垢问题。然而，海水闪发成汽时所需的汽化潜热，完全取自其余未汽化的海水在温度下降至饱和温度时所放出的显热，这就是说，在蒸发室内绝大部分海水不能闪发成汽。例如，当海水的过热度为5-8℃时，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很大，这就使加热面积和泵的排量都必须相应加大，因而在产量相同的情况下，闪发式装置的造价要比沸腾式约高35-50%。在以蒸汽作为热源的闪发式装置中，为了减少蒸汽的耗量，增大产水比，可采用多级的型式。图7即为多级真空闪发式海水淡化装置的原理图。

图7 多级真空闪发式海水淡化装置原理图

1-一级蒸发器；2-二级蒸发器；3-三级蒸发器；4-加热器；5-海水泵；6-凝水泵

7-排盐泵；8-真空泵

与多效沸腾式蒸馏装置相比，多级闪发式结构较为紧凑，而且由于其不易结垢，加热温度可以提高，有利于增加级数，提高产水比。其小型装置产水比可达3-6，陆用大型装置可达10以上。

4.3电渗析海水淡化装置

电渗析法是利用相间排列的有选择性的阴、阳离子渗透膜(或称为离子交换膜)，在直流电场作用下使海水中的离子通过渗透膜进入相邻的隔室，以实现海水淡化。选择性离子

渗透膜是电渗析装置中的关键性元件。电渗析法不需使液体发生相变，能耗较蒸馏法要少，但其耗用的能量必须是电能，而且耗电量随原水的含盐量的上升而上升。一级一段电渗析的脱盐率一般为35%-40%，增加级、段可以增加海水淡化的流程，提高淡化水水质。级、段的增加又使得设备更加复杂，耗电量进一步上升。为防止膜上生成水垢，必须定期进行酸洗和倒换电极，操作管理比较复杂。一般在没有适当热源可用的船舶上才考虑采用电渗析海水淡化装置。

图8 电渗析法的海水淡化原理图

A-阴离子交换膜 C-阳离子交换膜

4.4反渗透海水淡化装置

反渗透海水淡化装置是利用反渗透的原理进行海水淡化的，反渗透膜是关键性的元件。在高压的驱动下，海水中的水通过反渗透膜进入低压侧(淡水侧)，海水中的其它组分被阻挡在反渗透膜的高压侧(浓水侧)并随浓盐水排出，从而达到分离的目的。例如某近海科学考察船用10t/d全自动反渗透海水淡化装置，装置的主要设备有：输送泵、机械滤器、精滤器、高压泵、反渗透膜组件、回吸水箱和电控箱。该装置采用了隔振缓冲设计，针对摇摆振荡等恶劣的船用环境，对装置结构采取了多种隔振缓冲措施；有完善的安全保护功能设计，确保装置安全可靠地工作；采用微机控制，操作过程全自动进行。

反渗透是一种压力驱动的分离技术，由于淡化过程中没有相变，具有显著的节能特征。能量回收装置的使用使得反渗透海水淡化的电力消耗可低于4KWh/m3，特别适合于海岛、沿海城市和地区以饮用水为目的的淡化过程。

图9 渗透与反渗透图

4.5热泵式蒸馏装置

大中型舰船都装备有海水淡化装置,目前的舰船海水淡化装置主要有沸腾式、闪发式、电渗析式、反渗透式等，在舰船上应用最广的是沸腾式。热源主要有电能、热水、蒸汽以及燃气轮机排气中的废热、核能等。常用的舰船沸腾式海水淡化装置主要以柴油机冷却水或蒸汽作为热源进行海水淡化。其使用条件受主机工作情况限制，只有主动力装置工作时才能进行海水淡化。电力加热式海水淡化装置虽然可以独立使用，但耗电量大。反渗透式海水淡化装置虽然耗电量小，但渗透膜易被污染，对海水的预处理要求高。

热泵式海水淡化装置是直接利用热泵的蒸发器和冷凝器作为热源和冷源，结合闪发式蒸馏装置进行海水淡化的。对于闭式热泵海水淡化系统主要由压缩机、封闭式热交换器、膨胀阀、冷凝器、蒸发器、海水泵、喷嘴、集水器和换热器等组成。

图10 闭式热泵海水淡化系统

同理，以水蒸气作为工质的压缩式热泵为海水淡化装置提供冷、热源也是可行的。如果采用开式热泵系统，可以简化设备，并降低投资和能耗。

海水淡化方案

·······65吨/天反渗透海水淡化工程设计方案Designing Scheme ·

目录 1、设计基础 2、工艺流程及说明 3、控制系统说明 4、设备技术规范 5、技术服务内容 6、技术保证 7、供配电和原材料供应 8、环境处理 9、投资方式与运行管理 10、建设内容与施工期 11、投资估算 12、经济效益及社会效益评价

前言据甲方公司提供的信息，我公司对筹建“65吨/日的反渗透海水淡化工程”进行工程投资并参与建设，现就“65吨/日的反渗透海水淡化工程”进行方案设计，提供以下设计方案，以供负责项目部门参考。 1.0 设计基础 1.1 本方案涉及的流程及设备是能满足制备生活饮用水，有如下要求； 1.1.1 产水用途：生活饮用水。 1.1.2 系统出力：65m3/d（25℃）。 1.1.3 系统回收率：35%~40%。 1.2 本方案主要依据如下： 1.2.1 海水水源：用户提供。 1.2.2 设计界限：从取水点至终端水箱。 1.2.3 其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。 1.3 设备制造及设计参考标准： 1.3.1 JB2932-86《水处理设备制造条件》。 1.3.2 HGJ34-90《化工设备管道外防腐设计规定》。

1.4 出水水质：达到生活饮用水水质卫生规范（2001） 1.5 系统对外要求： 1.5.1供电缆：根据方案设计的容量，将动力电缆送至变压器的供配电 1.5.2 出水管：至终端水箱出水口处。 1.5.3 药品：调试过程所用药品由用户提供。 1.5.4 环境处理：按标准统一考虑。 2.0 工艺流程及说明：反渗透部分反渗透装置主要由阻垢剂注入系统、保安滤器、高压泵、能量回收装置、反渗透膜元件、压力管、反渗透水箱及仪器、仪表等组成。系统采用超滤+二级反渗透装置，反渗透出水65m3/d。（2）高压泵反渗透装置工作动力是压力差，由高压泵将经预处理的原水升压达到反渗透的工作压力，通常为5.0~6.9Mpa使反渗透过程得以进行，即克服海水渗透压使水分子透过反渗透膜到淡水层。高压泵选用Q=3m3/h P=5.6Mpa。（3）反渗透主机

海水淡化系统主要工艺流程及功能

海水淡化系统主要工艺流程及功能海水淡化系统技术由于海水盐含量很高，不能直接使用，主要在两个方面：海水脱盐，蒸馏和反渗透。蒸馏法主要用于大型海水淡化和能源丰富的地方。反渗透膜是非常广泛的，和脱盐率很高，所以被广泛应用于。反渗透膜是第一个水提取，预处理，降低海水的浊度，防止细菌，藻类和其他微生物的生长，然后用专用的高压增压泵，水进入反渗透膜，因为含盐量高，所以海水反渗透膜必须具有高脱盐率，耐腐蚀，耐高压，抗污染，通过反渗透膜处理后的海水，其盐的含量大大降低，TDS含量从36000毫克/ 1到200毫克/升。淡化水比自来水更好的水后，可用于工业，商业，住宅和船舶，船舶使用。海水淡化处理海水淡化即利用海水脱盐工艺生产淡水。通过海水淡化处理可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。反渗透法是目前海水淡化主要处理技术之一，反渗透法是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，在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，因受半透膜的阻力，海水一侧的液面逐渐升高，直至升到一定的高度才停止，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个大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节约场地和能耗。现将该厂海水淡化系统的主要工艺流程介绍如下：

从系统的功能上讲，预处理系统的主要功能是将海水中的悬浮物、胶体通过直流凝聚和深层过滤进行去除。一级和二级反渗透的主要功能是将海水中的盐分，通过反渗透设备中的反渗透膜的物理筛分和超过滤的作用，将大部分的阴阳离子、大分子的有机物、部分微生物进行去除的过程。在一级反渗透除盐系统中，由于海水的含盐量很高，对应的渗透压也很高，所以选择了海水高压泵设备作为一级反渗透膜的进水动力。由于一级反渗透的浓水排放压力较高。所以设置了能量回收装置将浓水排放压能进行回收。

海水淡化--水处理方案

海水淡化水处理方案 1、海水淡化水处理概述本文件提供20 m3/h反渗透海水淡化水处理系统的设计方案，我公司将提供满足技术规范和标准要求的高质量水处理及其相关服务。两套TC-SW480海水淡化水处理设备系统采用国际最先进的反渗透技术，经过优化系统设计而成，能将海水直接淡化成热采锅炉用水。 TC-SW480海水淡化水处理设备适用于渔船、货轮、油轮、海上钻井平台、海岛、驻地及沿海缺水城市。能够有效地去除海水中的无机盐、重金属离子、有机物细菌及病菌等有害成分，将海水淡化为符合热采锅炉用水标准的优质水。该套系统预处理中的砂滤水处理系统采用组合阀，实现大流量反冲洗以及正洗全过程。该套水处理系统管路全部采用耐腐蚀材料，保证了全套水处理系统的经久耐用。主机RO系统是采用了最先进的RO系统软件和优质的膜元件，根据水处理设备的产水量结合高效独特的技术设计而成，保证了系统运行的低能耗。整套水处理系统的管理中配备了先进的流量、压力等控制仪表和泄压阀、排放管路，能够保持整个水处理管路系统运行平稳、安全，保证了系统维护安全，方便可靠。 3、海水淡化水处理基本参数 3.1、本水处理方案主要依据如下：海水水源：用户提供。原水水质分析：水质报告。水处理设计界限：从原水泵至软化器出水口。

其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。 3.2、原水原水水源TDS：≤35000mg/L （由于暂时无法取得该水处理工程准备使用的原海水水质情况，暂时按照世界平均海水含盐量（TDS:total dissolved solid）约35000 mg/L作为设计依据。进水温度：5～40℃ 进水流量：50m3/h 水处理系统回收率：40% 3.3、海水淡化水处理产水海水经淡化后的水质满足甲方所提要求：产水流量：20m3/h 脱盐率：≥98%（视情况而定）产水水质：矿化度≤500mg/L 工作压力：＜7.0MPa 3.4、海水淡化水处理电源电压：380V/50Hz/三相功率：95KW/台(单台10 m3/h海水淡化系统) 防护等级：IP55 防爆等级：ExdIIBT4 3.5、海水淡化水处理工作环境环境温度：0～45℃ 空气湿度：20～95%

海水淡化工艺方案

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：

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

海水淡化工艺浅析

海水淡化工艺浅析摘要：水资源是关系国家经济发展和社会进步的重大战略问题，海水淡化工程是解决水资源短缺问题的重要举措，已成为解决沿海地区淡水资源短缺的重要方法。本文讲述海水淡化工艺流程和原理，以及工艺流程中出现的具体问题及解决措施。关键词：反渗透；海水淡化；工艺引言随着经济社会的高速发展和人口的急剧增加，淡水资源短缺已经成为人们面临的巨大挑战；开发利用海水资源，进行海水淡化。成为开源节流、解决淡水短缺的一个重要途径。目前膜法海水淡化日益成为海水淡化的主流技术，主要有已获得大规模应用的反渗透、正在发展的正渗透和膜蒸馏等技术。本文在简要介绍海水淡化的工艺流程的基础上，着重介绍工作原理，以及工艺流程中出现的具体问题及解决措施。海水淡化分为三个子过程：预处理流程、膜处理流程、污泥浓缩处理流程。预处理流程预处理流程主要功能是除去海水中的悬浮物、藻类及微生物等物质，使出水水质达到后续膜处理的要求，为海水淡化膜处理子系统供水；根据海水取水水质，海水平均悬浮物含量为781~1902㎎/L，无法满足海水淡化的超滤要求，必须对海水淡化原水进行预处理，使悬浮物将至2㎎/L以下。工艺流程为：海水原水经过原水升压泵升压后，通过玻璃钢管输送至海水原水预处理站内混凝沉淀池，进行沉淀处理以除去海水淡化原水中较大的固体悬浮杂质。考虑到海水含沙量较大，混凝反应沉淀池排泥需用一定水量，即海水原水经混凝反应沉淀池后产生混凝反应澄清水，污泥水通过混凝反应沉淀池底部的排泥管排入附近排水沟，自流至污泥沉淀池。经混凝反应沉淀池处理后的海水自流至V型滤池中进一步过滤处理以保证进入海水淡化车间的海水水质。V型滤池自用一部分清水冲洗，其余部分供给清水池。混凝沉淀池混凝沉淀池是将混合、絮凝、沉淀集成一体，能有效的去除水中的颗粒、细菌、有机物、悬浮物、浊度和部分胶体，使出水浊度小于5NTU。混凝沉淀原理：水中杂质按照其杂质形态，可分为悬浮物、胶体物质和溶解物。悬浮物质：包括草本、垃圾等大块物质和颗粒粒径大于100μm以上的泥沙。在水中粒径大于100μm以上的悬浮杂质可以依靠重力进行除去。溶解物质：由于水的溶解能力很强，某些矿物质溶解于其中，并且在水中离解成离子状态，其粒径小于1μm以下；胶体物质：多为黏土微粒、高分子物质、微生物、细菌等（粒径一般在1μm-100μm之间，光线照射上去被散射而呈现浑浊现象。）高分子物质一般来源于动植物的蛋白类化合物，或已分解的蛋白类，如腐殖酸、腐殖质等。黏土胶体是造成水浑浊的主要原因，而腐殖质是水体带色的主要原因。对于胶体杂质由于布朗运动、水化作用和胶体颗粒带电，使胶体颗粒颗粒分散状态保持不变。根据双电层理论中胶体的胶核和吸附层组成胶粒带负电，胶粒和扩散层组成的胶团呈电中性，水中的微小颗粒一般均带负电荷；它们之间既相互排斥又在水中不断做布朗运动，故极为稳定而不易下沉。为改变这种情况，在水中投加混凝剂，混凝剂溶解后，提供大量正离子。正离子扩散，大量正离子涌入带负电的胶体扩散层乃至

海水淡化系统水泵的技术参数选择

海水淡化系统水泵的技术参数选择 1、船舶海水淡化设备工艺流程反渗透(SWRO)海水淡化工艺流程示意图，在反渗透海水淡化工艺中，待处理的原海水经过高压泵加压后，进入反渗透膜组件：经过反渗透膜的水为所需要的淡水，即产水;剩余未透过膜的部分水为浓度较高的海水，即浓海水。这部分具有高压力能的浓海水通过PX能量回收装置将部分待处理的原海水直接升压，再用增压泵来补偿经过膜堆和管道损失的压力，这部分升压后的原海水与高压泵升压后的原海水混合后，送往反渗透膜组。 2、海水淡化设备技术参数不同规模的反渗透海水淡化系统所用高压泵的流量是由其日处理量和小部分余量决定的，压力是根据选用的膜的型号和通量、运行情况、原水水质和水温等情况而变化的，通常反渗透的操作压力范围为5.0-7.2MPa。表2列出不同规模海水淡化系统所用高压泵的参数。下面我们用50,000吨/天的海水淡化系统为例，系统回收率为42%，分5列反渗透单元，每列产能为10,000吨/天的系统。对高压泵予以确定技术参数及合理选型。假设海水为标准海水，水温为20℃. 海水淡化装置的产水量指标接近高压泵的流量，即高压泵流量为Q=425m3/h。高压泵所需的扬程是根据选用的膜的型号和通量、运行情况、原水水质和水温等情况而变化的，通常反渗透的操作压力范围为5.0-7.2MPa。海水反渗透操作压力越高，操作成本就越高，设备投资也越高。该系统要求高压泵扬程为 67.2bar，即高压泵流量Q=425m3/h;扬程H=685m，效率指标不低于80%。二、水泵选型 1、选择水泵类型目前反渗透海水淡化处理系统中使用的高压泵主要有两种：柱塞泵和多级离心高压泵。这些产品在国外技术都已比较成熟，产品已系列化。我们针对五万吨海淡系统的每列的高压泵参数要求(Q=425m3/h,H=685m)，选择多级离心高压泵中的节段式多级离心泵类型。 2、选择水泵系列在节段式多级离心泵中，主要是出于对效率的要求，我们选择了PWTD(N)系列，该系列采用高效的水力模型，节能环保;模块化设计，全部采用膜片式加长

各海域海水淡化方案及水质参数

为应对全球淡水资源短缺的问题，许多沿海国家及地区积极开展海水淡化和综合利用的技术研发工作。以色列70%的饮用水来自海水淡化水；澳大利亚的海水利用主要用于市政，占总装机规模的96%；美国的海水利用主要用于市政，占89.5%；沙特阿拉伯是目前全球最大的海水淡化生产国，2010年其产量达到11亿m3。中国淡水资源缺乏，人均淡水资源量仅为世界人均占有量的1/4，沿海地区人口稠密，淡水供需矛盾尤为突出。海水淡化技术可以增加水资源总量，有效缓解我国沿海地区淡水短缺的矛盾。在海水资源方面，我国拥有渤海、黄海、东海、南海四大海域，海岸线超过1.8万km，水资源相当丰富。但海水淡化发展速度相对其他国家缓慢，直至“十一五”期间海水淡化产业才开始较为迅速地增长。据统计，至2011年底我国海水淡化能力为66万m3/d。目前，影响海水淡化的因素有政策、技术和价格等。其中海水水质是影响淡化技术正常应用及成本的重要因素。有研究发现，海水中的有机物污染、SDI（淤泥密度指数）、温度、浊度和盐度是影响反渗透膜运行的重要指标，进而影响淡化水品质。因此对中国海域的海水理化性质、海水利用现状、研究进展进行探讨，对于优化沿海水资源结构、保障国家用水安全和促进沿海经济社会可持续发展具有战略意义。基于此，笔者首次将海水水质和海水利用状况相结合，介绍中国渤海、黄海、东海、南海4个海域海

水淡化的相关水质情况，归纳各地区海水利用的工艺技术条件和发展现状，分析形成原因和经验教训，旨对海水利用发展落后的沿岸地带提供帮助，对海水淡化利用较好地区的发展和转型方向提供参考，并为中国海水利用的发展提供新的思考途径。 1 渤海海域 1.1 渤海的水质特征渤海是一个近封闭的内海，水温受北方大陆性气候影响显著，2月份平均水温在0 ℃左右，8月份达21 ℃。受大陆淡水注入的影响，盐度仅为30‰，是中国近海中最低的。1978—2010年历年8月的观测资料结果表明渤海夏季海水pH年际变化范围为7.86~8.30，渤海水温年际变化、降水量（酸雨）和月均黄河口径流量年际变化是影响海水pH变化的主要因素。吴琳琳等研究发现2012年4—7月渤海湾海水温度为12.7~30.8 ℃、pH为7.30~8.55、海水CODMn为0.98~3.36 mg/L、溶解性总固体（TDS）为30.7~32.1 g/L、浊度为2.96~136 NTU、Cl-为16.9~17.8 g/L、电导率为44 800~49 800 μS/cm。整体而言渤海水质的浊度变化范围较宽，主要受渤海湾海水泥沙含量的影响，特别在有潮汐和风浪时会大幅升高。此外还发现海水温度升

海水淡化工艺设计方案

1刖占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 2x1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2x104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40x1。伽％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 x104m3/d规模和规划容量的40x 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镭法（俗称热法）和反渗透法（俗称膜法）。蒸镭法主要有多级闪蒸（MSF）、低温多效蒸镭（LT-MED）技术。 2.1蒸镭法淡化技术 2.1.1多级闪蒸（MSF） MSF是蒸馆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。 MSF装置具有设备单机容量大、使用寿命长、出水品质好、造水比高、热

海水淡化技术及发展状况简析

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

各海域海水淡化方案及水质参数

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为应对全球淡水资源短缺的问题，许多沿海国家及地区积极开展海水淡化和综合利用的技术研发工作。以色列70%的饮用水来自海水淡化水；澳大利亚的海水利用主要用于市政，占总装机规模的96%；美国的海水利用主要用于市政，占89.5%；沙特阿拉伯是目前全球最大的海水淡化生产国，2010年其产量达到11亿m3。中国淡水资源缺乏，人均淡水资源量仅为世界人均占有量的 1/4，沿海地区人口稠密，淡水供需矛盾尤为突出。海水淡化技术可以增加水资源总量，有效缓解我国沿海地区淡水短缺的矛盾。在海水资源方面，我国拥有渤海、黄海、东海、南海四大海域，海岸线超过1.8万km，水资源相当丰富。但海水淡化发展速度相对其他国家缓慢，直至“十一五”期间海水淡化产业才开始较为迅速地增长。据统计，至2011年底我国海水淡化能力为66万m3/d。目前，影响海水淡化的因素有政策、技术和价格等。其中海水水质是影响淡化技术正常应用及成本的重要因素。有研究发现，海水中的有机物污染、SDI（淤泥密度指数）、温度、浊度和盐度是影响反渗透膜运行的重要指标，进而影响淡化水品质。因此对中国海域的海水理化性质、海水利用现状、研究进展进行探讨，对于优化沿海水资源结构、保障国家用水安全和促进沿海经济社会可持续发展具有战略意义。基于此，笔者首次将海水水质和海水利用状况相结合，介绍中

国渤海、黄海、东海、南海4个海域海水淡化的相关水质情况，归纳各地区海水利用的工艺技术条件和发展现状，分析形成原因和经验教训，旨对海水利用发展落后的沿岸地带提供帮助，对海水淡化利用较好地区的发展和转型方向提供参考，并为中国海水利用的发展提供新的思考途径。 1 渤海海域 1.1 渤海的水质特征渤海是一个近封闭的内海，水温受北方大陆性气候影响显著，2月份平均水温在0 ℃左右，8月份达21 ℃。受大陆淡水注入的影响，盐度仅为30‰，是中国近海中最低的。1978—2010年历年8月的观测资料结果表明渤海夏季海水pH年际变化范围为7.86~8.30，渤海水温年际变化、降水量（酸雨）和月均黄河口径流量年际变化是影响海水pH变化的主要因素。吴琳琳等研究发现2012年4—7月渤海湾海水温度为 12.7~30.8 ℃、pH为 7.30~8.55、海水CODMn为0.98~3.36 mg/L、溶解性总固体（TDS）为 30.7~32.1 g/L、浊度为 2.96~136 NTU、Cl-为16.9~17.8 g/L、电导率为44 800~49 800 μS/cm。整体而言渤海水质的浊度变化范围较宽，主要受

海水淡化处理技术工艺流程

海水淡化处理技术工艺流程水资源是人类社会生存发展最基本的物质之一。淡水资源的愈加缺少引起了人们更多的重视。中国是世界上淡水资源比较贫乏的国家之一。这一基本情况已经严重阻碍了人民的经济发展，破坏了生态环境。而海水淡化处理作为一种新型的技术，已逐渐成为解决水资源问题的重要途径。然而我国的海水淡化技术概况仍然不容乐观。海水淡化处理设备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。

海水淡化处理设备太阳能海水淡化装置与现有海水淡化利用项目相比有许多新特点：首先是可独立运行，不受蒸汽、电力等条件限制，无污染、低能耗，运行安全稳定可靠，不消耗石油，天然气等能源，对能源紧缺、环保要求高的地区有很大应用价值，其次是生产规模可有机组合，适应性好，投资相对较少，产水成本低，具备淡水供应市场的竞争力。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，所以早期的一般都称为太阳能蒸馏器。蒸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年海水淡化技术的历史。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。太阳能海水淡化设备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。

蒸馏法海水淡化工艺原理解析

蒸馏法海水淡化工艺原理解析 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。淡水资源短缺导致人们生活、工业发展受到了很大的影响。“向海洋要淡水”已经形成了方兴未艾的产业。海水淡化工艺发展中国在反渗透法、蒸馏法等主流海水淡化关键技术方面均取得重大突破，完成了自主知识产权的3000立方米/日低温多效海水淡化工程，以及5000立方米/日反渗透工程;海水直流冷却技术已进入万立方米/小时级产业化示范阶段。中国海水淡化成本逐步下降，已接近5元/立方米。蒸馏法海水淡化工艺原理原理是加热-蒸发-冷凝。除了多效蒸发和多级闪蒸之外，蒸馏法还有蒸汽压缩法VC法是将蒸发过程自身产生的二次蒸汽，经压缩提高温度，再作为加热蒸汽使用，其设计思想是为了提高热效率。海水经泵提升压力后供人冷凝器作为冷却水冷凝蒸发器中获得的蒸汽，此时海水温度升高，作为蒸发器给水供人蒸发器，工作蒸汽进人蒸汽喷射器与部分蒸发器内获得的蒸汽混合后从喷射器排出，排出后的压缩蒸汽作为热源进人蒸发器内的蒸发管中，加热蒸发器内的海水，使其蒸发获得二次蒸汽，原蒸汽在冷凝器内冷凝后即得到淡水。蒸发器内未蒸发的海水通过泵排出。二次蒸汽作为下一过程的热源，如此循环。蒸馏法海水淡化工艺特点蒸馏法海水淡化技术是最早投人工业化应用的淡化技术，特点是即使在污染严重、高生物活性的海水环境中也适用，产水纯度高。与膜法海水淡化技术相比，蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大，是当前海水淡化的主流技术之一。中国海水淡化虽基本具备了产业化发展条件，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。当务之急是尽快形成中国备市场的完整产业链条。围绕制约海水淡化成本降低的关键问题，发展膜与膜材料、关键装备等核心技术，研发具有自主知识产权的海水淡化新技术、新工艺、新装备和新产品，提高关键材料和关键设备的国产化率，增强自主建设大型海水淡化工程的能力。

海水淡化总方案

DSPEC海水淡化水场方案湛江东顺石油化工有限公司大型炼油化工一体化项目是湛江经济技术开发区东海岛新区的重点建设项目，根据湛江经济技术开发区管委会的要求，需要公司按照整个园区的工业用水量，设计一套200000m3/d的海水淡化装置，以满足本项目及全区各项目的生产要求。一.综述联合国关于非常规水源的研究报告指出，从1950～1985年的35年间，海水淡化的发展经历了三个阶段，即发现阶段，开发阶段和商业化阶段。在这期间研究开发的精力主要集中在蒸馏、冷冻、电渗析和反渗透。此后二十多年中蒸馏法和反渗透法都发挥了重要作用，形成了当代海水淡化与苦咸水淡化技术与市场的主体。我国现代化含义上的海水淡化技术始于1958年。从电渗析着手；约十年以后开始研究反渗透技术；1975年开始研究大中型陆用蒸馏装置；1986年引进建设日产3000 m3的电厂用多级闪蒸海水淡化装置；1997年建成舟山日产500 m3海水反渗透淡化装置。2006年，浙江华能玉环电厂日产34600m3的海水反渗透淡化装置投入使用；天津大港正在建设日产淡水15万吨的新泉海水淡化厂项目，其中日处理能力10万吨、投资9000万美元的一期工程和日处理能力5万吨的二期工程分别将于2007年和2008年完工。这表明我国的反渗透技术进入了逐步成熟的时代。现在世界上广泛采用的海水淡化法（Sea Water Desalination）已达几十种，其原理可分为涉及水的相变化与不涉及水的相变化两大类。在实践中被认为行之有效的方法中：涉及水的相变化的方法可分为蒸馏法与冷冻法。前者利用水的蒸发/冷凝的过程，而与其它成分分离；后者利用水的结晶/融化的过程，而与其它成分分离。它们包括多级闪蒸法（MSF）、多效蒸馏法（MED）、蒸汽压缩法（VC）、太阳能蒸发法、冷冻法等。不涉及水的相变化的方法有海水反渗透淡化法（RO）、海水电渗析淡化法、离子交换淡化法等。

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

海水淡化方案

海水淡化方案 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

·······65吨/天反渗透海水淡化工程设计方案 Designing Scheme ·············· 目录 1、设计基础 2、工艺流程及说明 3、控制系统说明 4、设备技术规范 5、技术服务内容 6、技术保证 7、供配电和原材料供应 8、环境处理 9、投资方式与运行管理 10、建设内容与施工期 11、投资估算 12、经济效益及社会效益评价

前言据甲方公司提供的信息，我公司对筹建“65吨/日的反渗透海水淡化工程”进行工程投资并参与建设，现就“65吨/日的反渗透海水淡化工程”进行方案设计，提供以下设计方案，以供负责项目部门参考。设计基础本方案涉及的流程及设备是能满足制备生活饮用水，有如下要求； 1.1.1 产水用途：生活饮用水。 1.1.2 系统出力：65m 3 /d（25℃）。 1.1.3 系统回收率：35%~40%。本方案主要依据如下： 1.2.1 海水水源：用户提供。 1.2.2 设计界限：从取水点至终端水箱。 1.2.3 其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。设备制造及设计参考标准： 1.3.1 JB2932-86《水处理设备制造条件》。 1.3.2 HGJ34-90《化工设备管道外防腐设计规定》。出水水质：达到生活饮用水水质卫生规范（2001）系统对外要求： 1.5.1供电缆：根据方案设计的容量，将动力电缆送至变压器的供配电1.5.2 出水管：至终端水箱出水口处。

海水淡化工艺方案

规模的 2 （俗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，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。 MSF装置具有设备单机容量大、使用寿命长、出水品质好、造水比高、热效率高、寿命长等优点。但该装置海水的最高操作温度在110℃~120℃左右，对传热管和设备本体的腐蚀

性较大，必须采用价格昂贵的铜镍合金、特制不锈钢及钛材，因此设备造价高；设备的操作弹性小，多级闪蒸的操作弹性是其设计值的80%～110%，不适应于产水量要求可变的场合。 2.1.2 低温多效蒸馏(LT－MED) 低温多效蒸馏海水淡化技术是指盐水最高温度不超过70℃的淡化技术，是20世纪80年代成熟的高效淡化技术。其特点是将一系列的喷淋降膜蒸发器串联布置。加热蒸汽被引入第一效，其冷凝热使几乎等量的海水蒸发，通过多次蒸发和冷凝，后面的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水，最后一效的蒸汽在海水冷凝器中冷凝。第一效冷凝液返回锅炉，而其他效及海水冷凝器的冷凝液收集后作为产品水。为提高热效率，当提供海水反渗透(SWRO)淡化技术在20世纪70年代后获得了很大发展。由于RO膜材料的不断改进，以及能量回收效率的不断提高，SWRO技术越来越引起人们的关注，现也已成为蒸馏海水淡化系统的主要竞争对手。反渗透是用一种特殊的膜，在外加压力的作用下使溶液中的某些组分选择性透过，从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。典型的海水反渗透处理工艺流程见图2-3。

海水淡化工艺方案精编

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1 前言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。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

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。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。

海水淡化处理技术介绍及主要工艺流程

海水淡化处理技术介绍及主要工艺流程海水淡化即利用海水脱盐工艺生产淡水。通过海水淡化处理可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。反渗透法是目前海水淡化主要处理技术之一，反渗透法是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，在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，因受半透膜的阻力，海水一侧的液面逐渐升高，直至升到一定的高度才停止，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个大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节约场地和能耗。现将该厂海水淡化系统的主要工艺流程介绍如下：从系统的功能上讲，预处理系统的主要功能是将海水中的悬浮物、胶体通过直流凝聚和深层过滤进行去除。一级和二级反渗透的主要功能是将海水中的盐分，通过反渗透设备中的反渗透膜的物理筛分和超过滤的作用，将大部分的阴阳离子、大分子的有机物、部分微生物进行去除的过程。

在一级反渗透除盐系统中，由于海水的含盐量很高，对应的渗透压也很高，所以选择了海水高压泵设备作为一级反渗透膜的进水动力。由于一级反渗透的浓水排放压力较高。所以设置了能量回收装置将浓水排放压能进行回收。海淡系统工艺流程示意图海淡系统主要运行参数本系统设计脱盐率一年内≥99%，三年内≥98%，回收率≥40，单套装置产水量为55t/h。为防止膜表面的生成碳酸盐垢、硫酸盐垢和氧化性物质对膜的损害，在保安过滤器前设置了硫酸计量设备调节反渗透进水PH值及阻垢剂和亚硫酸氢钠加药装置。经过一级反渗透的设备后盐分含量仍然较多，所以系统中设置了二级反渗透。二级反渗透设计脱盐率一年内≥97%三年内≥95%，回收率≥85，单套装置产水量为46 t/h。经过二级反渗透减少了后序锅炉补给水处理系统(混床)的负担。该电厂海水淡化系统经过一年多的运行实践，各项指标基本满足了设计要求。目前，海水淡化技术发展很快，工程造价和运行成本持续降低。西北发电的技术主

某海水淡化方案

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1.5 系统对外要求： 1.5.1供电缆：根据方案设计的容量，将动力电缆送至变压器的供配电 1.5.2 出水管：至终端水箱出水口处。 1.5.3 药品：调试过程所用药品由用户提供。 1.5.4 环境处理：按标准统一考虑。 2.0 工艺流程及说明：反渗透部分反渗透装置主要由阻垢剂注入系统、保安滤器、高压泵、能量回收装置、反渗透膜元件、压力管、反渗透水箱及仪器、仪表等组成。系统采用超滤+二级反渗透装置，反渗透出水65m3/d。（2）高压泵反渗透装置工作动力是压力差，由高压泵将经预处理的原水升压达到反渗透的工作压力，通常为5.0~6.9Mpa使反渗透过程得以进行，即克服海水渗透压使水分子透过反渗透膜到淡水层。高压泵选用Q=3m3/h P=5.6Mpa。（3）反渗透主机反渗透主机是脱盐系统的心脏部分。 ①膜组件选择

膜分离在海水淡化中的应用

膜分离在海水淡化中的应用摘要：20世纪以来，我国的淡水水资源危机日益凸显，为了提高水资源的利用率，海水淡化成为广大学者研究的重要课题。与此同时，在海水淡化中发挥着十分重要的作用的膜分离技术应运而生，具有低能耗的明显优势，并得到国际广泛认可和重视。本文就从我国海水淡化的现状出发，重点分析膜分离技术在海水淡化中的具体应用，进而展望其发展前景，为海水淡化事业提供指导借鉴【关键词】膜分离技术；海水淡化；开发前景 1、海水淡化现状概述 1.1关键设备得以改善海水淡化中，膜脱盐用的关键设备是必不可少的一部分，其中能量回收装置与高压泵等关键设备发挥着功不可没的作用。如今，这些海水淡化所用的关键设备得以不断改善，如能量回收装置更新换代的速度不断提高，海水淡化的效率不断提升，日益成为低能耗的关键设备，并且被广泛应用在大型海水淡化工程中。 1.2工艺过程日益成熟随着海水淡化技术的不断进步，相关工艺过程已经比较成熟，成本能耗不断下降。其中反渗透膜分离技术经历了一级海水淡化工艺、高压一级海水淡化工艺、高效两段法、NF淡化工艺、集成过程以及其他工艺过程，这些过程在丰富的经验之下变得十分成熟，使得我

国海水淡化工程数量不断增加，技术经济指标已经达到世界先进水平。目前，我国海水淡化技术基本成熟，已建成具有自主知识产权的千吨级和万吨级示范工程，是完全独立掌握海水淡化技术的少数几个国家之一。 1.3膜分离技术的持续进步海水淡化事业的不断发展，离不开日益进步成熟的膜分离技术，其中膜性能和组器技术进步十分大。自从20世纪80年代以来，膜性能价格不断降低，技术不断改进，从而使得反渗透海水淡化的成本日益下降，其强大的竞争力得到国际市场的青睐和认可 2、膜分离技术在海水淡化中的具体应用 2.1正渗透膜分离技术的应用正渗透膜分离技术（Forward Osmosis，FO）实行的过程中，通过水渗透压的作用下，从低向高渗透压侧中扩散，也就是纯水一侧渗透到浓盐水一侧。其工作基本原理是，往纯水中加入某种溶质，从而制备成一种驱动液，从而利用其形成的高于盐水的渗透压，促使盐水中的水经过膜进入到驱动液之中，接着将水与驱动液分离，最终得到可以食用的净水。FO技术应用于海水淡化中，不需要借助外界的压力，只是单纯依靠水的渗透压，因此，具有低能耗、无二次污染的优势，可以作为反渗透膜分离技术的补充，共同为解决人类水资源危机做出一定的贡献。