蒸馏法与膜法海水淡化技术经济比较.doc

蒸馏法与膜法海水淡化技术经济比较 一、海水淡化技术简介 海水淡化方法已有数十种，主要包括蒸馏法、膜法和冷冻法等。蒸馏法的原理是将海水加热，使之蒸发，然后将蒸汽冷凝即为淡水；它的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，特别适用于作为电厂锅炉补给水。蒸馏法主要有多级闪蒸、多效蒸馏、压汽蒸馏三种方法。膜法海水淡化主要是反渗透法和电渗析法。反渗透法是将海水强制加压使淡水透过膜面进入另一侧，从而实现海水的淡化，它具有投资省、能耗低（无相变）、建设期短、占地少的特点，是海水淡化技术中近二十年来发展最快的。电渗析（ED）法以电位差为推动力，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。由于能耗较高，当反渗透法快速发展后，实际应用已较少。冷冻法是将海水冷冻到冰点以下，使淡水结冰、分离、再融化为淡水的过程。但目前尚处于研究中。实际海水淡化应用中，要根据实际条件来定，需考虑规模大小、能源费用、原水水质、气侯条件以及技术及安全性要求等多种因素。 从1991年到2001年世界各地建设的海水淡化装置不同方法比较（见图1）可清楚的看到，反渗透法是除中东地区以外世界其他地区的首选。 二、火力发电厂锅炉补给水及城镇生活用水的水质要求 火电厂需大量的优质淡水，对于一个4×60０MW的火电厂，需要淡水的水量约2.4万立方米/日，其中锅炉补给水约为4800立方米/日，其他普通淡水（相当于自来水水质）约19200立方米/日。锅炉补给水（特别是中高压锅炉的锅炉补给水）的水质要求较高。1999年颁布的《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》（GB/T12145-1999）规定了适用于中高压锅炉的锅炉补给水质量标准如下： 锅炉补给水质量标准 种类 硬度 /(μmol/L) 二氧化硅含量/(μg/L) 电导率（25℃）μS/cm) 碱度/（mmol/L） 标准值 期望值 一级化学除盐系统出水 ≈0 ≤100 ≤5 - - 一级化学除盐—混床系统出水 ≈0 ≤20 ≤0.3 0.2 - 石灰、二级钠离子交换系统出水 ≤5 - - - 0.8-1.2 氢-钠离子交换系统出水 ≤5 - - - 0.3-0.5 二级纳离子交换系统出水 ≤5 - - - - 以上的水质标准是基于离子交换工艺作为电厂水处理的工艺的基础上编制的。离子交换工艺包括复床系统、混床系统、氢-钠离子交换系统等。此次调研的天津大港电厂、大连石化、山东黄岛电厂原采用的水处理工艺均为复床加混床的全离子交换工艺。据厂家介绍采用全离子交换法工艺的水处理成本均在10元/立方米以上。而采用多级闪蒸或低温多效法的产水含盐量一般可以达到5mgL以下，反渗透海水淡化加一级常规反渗透的工艺也可以使产水达到5mg/L以下。再加上后续离子交换精制就可作为锅炉补给水。 1985年实施的GB5749-85国家生活饮用水卫生标准对集中式和分散式供水的主要指标规定如下： 色度 色度不超过15度并不得呈其他异色 浑浊度 不超过3度，特殊情况下不超过5度 臭和味 不得有异臭、异味 肉眼可见物 不得含有 PH 6.5~8.5 总硬度（以碳酸钙计） 450mg/L 铁 0.3mg/L 硫酸盐 250mg/L 氯化物 250mg/L 溶解性总固体 1000mg/L 细菌总数 100个/mL 总大肠菌群 3个/L 蒸馏与反渗透海水淡化的产水都能达到上述标准，但蒸馏法的产水纯度较高，水中已很少有矿物质，而反渗透海水淡化产水盐度一般在100～200mg/L左右，并且十分洁净，作为城镇生活用水十分合适。 二、多级闪蒸法海水淡化装置技术经济分析 国内唯一的多级闪蒸海水淡化装置建在天津，采用多级闪蒸加离子交换的工艺提供锅炉补给水。迄今为止已运行近十五年，积累了大量的运行数据。现对该海水淡化装置进行技术经济分析。大港电厂管理人员提供的该套装置的运行能耗与2004年4月出版的海水淡化技术与工程手册第五章节多级闪蒸工程实例内容基本相同。在实例中汽价和电价都未按市场化的价格来确定,并且也未考虑维修费用及其他费用,使实例中得出的运行成本明显偏低,为了与其他的淡化方法进行比较，对以上成本进行调整，在统一的条件下进行成本估算，尽可能使之与其他方法有可比性。原摘录的运行数据与调整后的数据见表1。 表1:多级闪蒸海水淡化经济分析调整表 摘录数据 调整后 备注 总投资 / / 设备投资 1885 1885 按89年汇率折算 开工率 100% 90% 电价（元/度） 0.084 0.4 电力成本(元/立方米) 0.385 1.83 蒸汽单价（元/吨） 4.88 16 与黄岛电厂采用的价格相