01热法及膜法海水淡化技术经济分析[]

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1、膜法热法海水淡化技术经济分析大连海水淡化工程研究中心华维国一、海水淡化方法概述：海水淡化是指从海水屮获取淡水的技术和过程，通过脱除海水屮的大部分盐类，使处理后的海水达到生活和生产用水标准的水处理技术，目前淡化方法已达数I•种，达到商业化规模的主要有反渗透法和蒸馆法，也就是常说的“膜法”和“热法”，蒸谓淡化技术又分成多级闪蒸、多效蒸谓和压汽蒸憎三种。1、蒸馅法淡化技术蒸憎法又称蒸发法，是最早采用的淡化技术。早期主要用于少量蒸谓水的生产和制糖工业的料液浓缩，近代工业逐渐用于电厂和大型工业锅炉供水。蒸憎法与膜法不同，

2、经蒸发所得的水就是蒸馆水，水质较高，产品水的含盐量（总固溶物）可以降到5ppm以下。蒸憾法所能处理的原料水比其它方法更加广泛，原水含盐量从儿百毫克/升到儿万毫克/升都可适应。蒸憾法海水淡化的装置类型较多，主要的有：多级闪蒸海水淡化、多效蒸发海水淡化和压汽蒸馆海水淡化。以下对各种方法进行简介：（1）多级闪蒸技术（MSF）•基本原理多级闪蒸是将海水加热到一定温度后，引入到一个闪蒸室，其室内的压力低于海水所对应的饱和蒸汽压，部分海水迅速汽化，冷凝后即为所需淡水；另一部分海水温度降低，流入另一个压力较低的闪蒸室，乂重复

3、蒸发和降温的过程。将多个闪蒸室串联起来，室内压力逐级降低，海水逐级降温，连续产出淡化水。•工艺流程经过澄清和加氯消毒处理的海水，首先送入排热段作为冷却水。离开排热段的大部分冷却海水乂排回海中，小部分作为进料海水（补给海水），经预处理后，从排热段末级闪蒸室流入第一级闪蒸室，如技术原理所说明的那样，逐级降压，海水逐级降温，连续产出淡化水。见图1-1。多级闪蒸的造水比是指生产的淡水（蒸憾水）的重量与所消耗的加热蒸汽之比，是淡化厂经济效益的宜接体现，通常小型装置的造水比较小，大型装置的造水比较高，如日产淡水儿百吨或四、

4、五千吨的装置，造水比一般为5-8左右；日产淡水万吨级的装置，造水比多在10以上，日产淡水四〜五万吨的装置造水比可达到13-14o1热冋收段[推热段111冷却水1补给水图1-1多级闪蒸流程图（2）多效蒸谓技术（MED）•基本原理：将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，蒸汽进入第一效蒸发器，与进料海水热交换后，冷凝成淡化水；海水蒸发，蒸汽进入第二效蒸发器，并使儿乎同量的海水以比第一效更低的温度蒸发，自身乂被冷凝。这一过程一直重复到最后一效。连续产出淡化水。多效蒸憾分为低温和高温多效蒸憾。高温多效蒸憾可安排更多的传

5、热效数,以达到较高的造水比，其热效率较高。但是，前儿效盐水的蒸发温度较高，传热管易结垢且腐蚀速度快，因而对设备的材料要求高，需频繁清洗设备，对海水预处理要求也高。针对高温多效蒸憎的缺点，发展了低温多效蒸憎技术，其特点是盐水的蒸发温度不超过70°C，减缓了设备的腐蚀和结垢；并得到10效以上的造水比。•工艺流程:海水在冷凝器中预热、脱气之后分成两股，一股排回大海，另外一股为进料液。料液加入阻垢剂，引入到蒸发器温度最低的效组中。喷淋系统把料液分布到顶排管上，自上向下的降膜过程屮，一部分海水吸收了管朿内冷凝蒸汽的潜热而

6、汽化；冷凝液以淡化水导出，蒸汽进下一效组，剩余料液也泵入下一效组中，该效组的操作温度高于上一效组。在新的效组中又重复了蒸发和喷淋过程，直到料液在温度最高的效组中以浓缩液的形式排出。详见图1-2：»-＞不凝气—海水建压褰汽(供热压縮装兰)今匸二低压蒸汽(慎多效3WS)中间水恿匝垢剂_今淡水今冷却水P进料泵▼图1-2低温多效蒸绸工艺流程图(3)压汽蒸谓技术(VC)•基木原理：海水蒸发过程所产牛的二次蒸汽，经压缩机增压，蒸汽饱和温度相应提高,再输入到蒸发器管束内，作为进料海水蒸发的热源，并口身冷凝为淡化水。上述过程周

7、而复始，连续生产。压汽蒸憎按操作温度可分为常压压汽蒸绸和负压压汽蒸锚两种。从结构上,乂分为水平管降膜喷淋式和垂直管式两种形式；前一结构的优点是料液口液体分布器出来之后，在水平传热管上以薄膜的形式分布，又依靠重力向下实现再分布，由于液膜分布薄且均匀，因而传热系数高，并且蒸发器结构简单，在海水淡化领域得到广泛应用。•工艺流程：进料海水用极少量阻垢剂预处理后，进入一个板式换热器，冋收自蒸发器排放出的浓盐水和淡化水的热量。Z后，与循环的浓盐水混合，进入到蒸发器蒸发器中，喷淋到水平传热管束的外表面上，喷淋量需刚好在管子表

8、面形成连续的液膜，与管束内经压缩机增压的蒸汽（略低于浓盐水蒸发平衡压力）热交换。管内蒸汽冷凝成淡水导出，管外一部分盐水产生蒸发，通过汽液分离器除去夹带的液滴之后，蒸汽进压缩机压缩并导入传热管束内。如此构成了二次蒸汽的不断循环和潜热交换。工艺流程见图1-3：■进料浓盐水■水美代■产品水■不凝汽■阻垢剂图1-3压汽蒸馆工艺流程图2、膜法海水淡化技术（1）电渗析技术（ED）•基木原理：电渗析