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标题: 海水淡化技术 [打印本页]

作者: sding 时间: 2015-1-19 15:10
标题: 海水淡化技术
§4-1海水淡化概况一、海水淡化技术发展概况关于海（盐）水淡化我国2000多年前就有记载。西方国家海水淡化器的出现与航海的兴起有关。19世纪，就有了用明火直接加热的单效船用蒸馏器。后来随着制糖工业的发展、蔗糖溶液的蒸发和结晶，出现了多效蒸发。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。此后十多年中蒸馏法和反渗透法都发挥了更大作用，形成了当代海水淡化与苦咸水淡化技术与市场的主体。到1998年，全世界淡化水生产能力达到日产2300×104m3，两年后的2000年则达到日产2700×104m3，平均以7％～8％的增长率攀升。从地区分布来讲，虽然淡化水生产能力半数以上都在中东国家（约占2000年世界淡化水生产能力的52％），但发达国家特别是美、日和欧洲国家也占了很大的比重。淡化水已养活了世界上1亿多人口。研究开发现代化含义上的海水淡化技术，我国始于1958年。从电渗析着手；约十年以后开始注意到反渗透技术； 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。在此之后我国日产千吨级的海水反渗透装置和日产18000 m3的苦咸水反渗透淡化装置才相继建成。而海水反渗透膜的生产线也在这期间成功投产。这表明我国的反渗透技术进入了逐步成熟的时代。二、海水与苦咸水淡化方法简介至今海水与苦咸水淡化方法已经出现了数十种，主要包括蒸馏法、膜法、电渗析法和冷冻法等。 1. 蒸馏（蒸发）法原理显而易见，即加热－蒸发－冷凝。但设备型式有多种，可分为三大类。多效蒸发（ME）浸没管单效和多效蒸发（STE或ST），早期多用。竖管多效蒸发（VTE），水平管多效蒸发（HTE），当前称作高温和低温多效蒸馏（MED）的也属此类。闪蒸（FLASH）低温单级闪蒸（SSF），多级闪蒸（MSF），目前世界上特别是中东使用最多、规模最大的一种。压汽蒸馏（VC）机械压汽蒸馏（MVC），热力压汽蒸馏（TVC）实际上，按蒸发器型式细分还有很多种，如多效蒸发中又有长管升、降膜式，自然循环与强制循环式等；而多级闪蒸中，又有水平式、竖管式、沸腾床式、横管式与长管式等。 2. 膜法反渗透（RO）以压力差为推动力的淡化过程。这是目前发展最快使用最多的淡化技术，由于膜的种类不同，有卷式膜组件，中空纤维膜组件之分。膜蒸馏（MD）多以温度差为推动力的脱盐过程（蒸汽通过疏水微孔膜的蒸发过程），但也有浓度差的设计。规模小，使用很少。纳滤（NF或膜软化MS）以低压差驱动的反渗透过程。目前主要用于截留二价离子（除硬），但也有一定程度的除盐（除一价离子）的效果。近年发展也很快。 3. 电渗析法电渗析（ED）以电位差微推动力，利用离子交换膜的选择透过性而脱除水中离子的淡化过程。但为了防止因浓差极化而引起的膜面结垢，采用频繁自动倒换电极极性的电渗析，被称为频繁倒极电渗析（EDR）。ED和EDR主要用于淡化苦咸水。电去离子（EDI）将电渗析与离子交换结合，在电渗析器的淡水室中填充离子交换剂，在直流电场的作用下，即实现电渗析过程、离子交换除盐和离子交换连续电再生的过程。这可以说是ED过程的一种发展，但除盐的原理和操作特性已经发生了深刻变化。且EDI并不用于苦咸水淡化，主要用于高纯水生产。 4. 冷冻法将海水冷冻到冰点以下，淡水结冰、分离、再融化为淡水的过程。冷冻法有利用天然冰法和人工冷冻法两种。但二者都尚处于研究中。三、海水淡化技术的应用与发展以上诸多方法中，目前工业上采用的主要有以下几种，即多级闪蒸（MSF）、反渗透（RO）、多效蒸馏（ME或MED）和压汽蒸馏（VC），此外便是电渗析（ED或EDR）。后者基本上用于苦咸水淡化。多级闪蒸目前全球淡化水总产量中，仍属第一，技术最成熟，运行安全性高、弹性大，适合于大型和超大型淡化装置，主要在海湾国家采用。MSF总是与火力电站联合运行，以汽轮机低压抽汽作为热源。目前日产6×104m3的单机已投入商业运行，日产9×104m3的单机在进行设计。这都是世界上最大规模的海水淡化装置。多效蒸馏主要与火电站联运，但规模在日产1×104m3以下。这包括两种类型，一类是各效分列式，操作温度一般较高，顶温100～120℃，我国和欧洲一些火力电厂都有使用；另一类是低温多效蒸馏（LT-MED），顶温65～70℃。后者较前者具竞争力，是蒸馏法中最节能的方法之一。压汽蒸馏用电或蒸汽驱动，也属于最省能的淡化方法之一。但规模一般不大，多为日产千吨级。在实际选用中，究竟哪种方法最好，也不是绝对的，要根据世界条件而定。

作者: ymwatcher 时间: 2015-1-19 17:55
见识了，谢谢楼主的分享，收藏了。。。

作者: JNEE 时间: 2020-9-17 15:24
海水淡化技术，伍丽娜主编

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