海水淡化技术简介及应用现状

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1、海水淡化技术简介及应用现状申屠勋玉孟友国赵丹青王奕阳项雯（杭州水处理技术研究开发中心有限公司，浙江杭州，310012）世界各地水资源短缺日趋严重，除了加大节水力度、充分挖掘潜力之外，还需要增加可供水资源总量，而海水淡化不受时空和气候影响，占用土地面积少，建设周期短，规模灵活，供水稳定，可有效增加水资源总量、改善水资源结构、提高水资源安全保障率；海水淡化的成本已接近某些缺水城镇自来水的供水价格，并将随着技术进步和规模效益的提升而进一步降低，海水淡化是解决淡水短缺的战略选择和重要措施。本文将对海水淡化技术作简要

2、介绍，并分析国内外技术发展和应用现状。一、海水淡化技术简介海水淡化，是指将海水经过脱盐处理转化成淡水的工艺过程。海水淡化有20多种方法，广义讲分为蒸馏法和膜法两大类，最常用的蒸馏法有多级闪蒸(Multi-StageFlash，MSF)、多效蒸馏(Multi-EffectDistillation，MED)和压汽蒸馏(VaporCompression，VC)；膜法有电渗析(Electrodialysis，ED)、反渗透（ReverseOsmosis，RO）。现将各种淡化技术原理、优缺点分析和适用范围分述如下：1

3、.1蒸馏法海水淡化技术1.1.1多效蒸馏技术(MED)按多效蒸馏的最高沸腾温度，分为低温多效蒸馏和高温多效蒸馏。高温多效蒸馏可安排更多的传热效数，以达到较高的造水比，因此其热效率较高。但是，因头几效盐水的蒸发温度较高，传热管表面易结垢，腐蚀速度快，对设备的材料要求高，需频繁清洗设备，对预处理要求也高。针对高温多效蒸馏的缺点，发展了低温多效蒸馏技术，其特点是盐水的蒸发温度不超过70℃，减缓了设备的腐蚀和结垢问题，同时由于使用了廉价传热材料，使得同样的投资规模可以安排更多的传热面积，即使在低温操作段也可以达到较

4、高的造水比(可达到10左右)。热效率高，30余度的温差即可安排12以上的传热效数，从而达到10左右的造水比；操作弹性大，负荷范围从110％到40％皆可正常操作，不会使造水比下降；动力消耗少，动力消耗为0.9～1.2kWh/t水(不包括海水取水)；前处理比多级闪蒸和反渗透简单，由于省去了加酸脱气的过程，化学药剂消耗远低于多级闪蒸；系统的操作安全可靠，即便发生传热管泄漏，仅仅降低一点产量而不会影响水质。与多级闪蒸相比，可以利用温度更低的蒸汽，有助于提高过程的热效率。低温操作时蒸汽比容较大，设备体积较大，从而使造

5、价高；由于高温高盐度处理，对设备材料的耐腐蚀要求提高，即使达到10左右的造水比，生产一吨淡水仍需耗用约0.1吨蒸汽，生产成本仍较高。多效蒸馏适用于结合火电厂或核电厂背压透平低位热源的大型海水淡化工程(电水联产工程)；蒸汽透平低压抽汽生产高质水，为高中压锅炉供水；利用工厂余热生产优质淡水；原水浓度高于海水的淡化工程，与反渗透结合形成混合流程降低水价等。1.1.2多级闪蒸法(MSF)多级闪蒸是多级闪急蒸馏的简称。闪急蒸馏是将海水加热到一定温度后，引入到一个闪蒸室，室内的压力被控制低于海水温度所对应的饱和蒸汽压，

6、热海水进入后，一部分温度较低的水吸收其多余的这份热量作为汽化潜热，迅速蒸发，而热海水自身温度降低，蒸汽冷凝后即为所需淡水。多级闪蒸以此原理为基础，将多个闪蒸室串联起来形成多级闪蒸，使海水依次流过若干个压力逐渐降低的闪蒸室逐级蒸发，逐级降温，直至末级的最低盐水温度，各级的冷凝水作为产品取出。多级闪蒸单机容量大，最大的可达到5万吨/天；产品水盐度低，一般为3－10mg/l。但是，其工程投资高，为反渗透法的2倍；动力消耗大，动力消耗为3.5～4.5kWh/t水；设备的操作弹性小，操作弹性是其设计值的80％～110

7、％，不适应于造水量要求可变的场合；传热管被腐蚀时将污染水质。多级闪蒸与多效蒸馏的适应条件基本相同，在相同造水比的前提下，多级闪蒸要利用温度更高的热源，且吨水动力消耗比多效蒸馏高。1.1.3压汽蒸馏技术(VC)该技术不同于前两种技术直接重复利用蒸发过程所产生的二次蒸汽，而是用机械压缩机将其稍加压缩，提高其压力后再输入到系统中去，蒸汽压力提高之后其饱和温度相应提高，因此输入系统后可以作为加热热源使用，从而构成一个闭路循环。压汽蒸馏除上述的蒸汽压缩回路外，还有一个热量回收回路。在该回路中进料海水经过适当的预处理后

8、，被分成两股物流。第一股物流进入浓盐水换热器，使浓盐水从沸腾温度降至略高于进料水的温度之后排弃；另外一股物流进入产品水换热器，使产品水从蒸汽的冷凝温度降到略高于进料水温度后排入产品水储罐。两股物流分别在与浓盐水和产品水换热过程中回收了它们的热量，同时使自身温度提高到略低于沸腾温度进入逸气冷凝器，在此海水又与不凝气带出的蒸汽换热，使自身温度提高到盐水的蒸发温度后，与循环浓盐水一道进入蒸发器以生产淡水。压汽蒸馏法操作