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余热锅炉2010.425

海水淡化主流技术及水电联产概述

杭州锅炉集团股份有限公司黄长江姚飞奇

摘要本文介绍了目前海水淡化的几种主流技术的工作原理及其适用范围，对其进行了分析和比较，得出目前海水淡化的发展趋势，并对水电联产做了简要介绍。

关键词海水淡化低温多效多级闪蒸反渗透水电联产

前言

世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。曾经有人预言，19世纪争煤，20世纪争油，21世纪可能争水。作为水资源的开源增量技术，海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。未来20年内国际海水淡化市场将有近700亿美元的商机。中国未来会有几十亿美元的市场。中国海水淡化产业发展前景广阔。根据全国海水利用专项规划，到2020年中国海水淡化能力达到每日(250～300)万吨，因此，中国市场将成为国内外海水淡化产品装备制造集团的重要战略市场。

1海水淡化概述

海水淡化技术也称海水脱盐技术，是分离海水中盐和水的过程。按分离原理和方法，海水淡化技术可分为相变法和非相变法两大类。相变法主要包括：蒸馏法、冷冻法、气体水化物法；非相变法主要包括：膜法、其他方法。

表1列出了海水淡化方法的不同分类，现应用最为广泛、形成产业化规模的是蒸馏法中的低温多效蒸馏法(LT-MED)、多级闪

蒸法(MSF)及膜法中的反渗透法(RO)。这几种方法也是现国际海水淡化市场所采用的主流海水淡化技术。

表1海水淡化方法的分类

海水淡化的基本方法

相变法

蒸馏法

太阳能蒸馏法

(SolarDistillation,SD)

低温多效蒸馏法

(Multi-EffectDistillation,LT-MED)

多级闪蒸法

(Multi-StageFlash,MSF)

压汽蒸馏法

(VaporCompression,VC)

膜分离法

(MembraneDistillation,MD)

冷冻法

直接法

直空法

二次冷冻法

间接法

气体水化物法

非相变法

膜法

反渗透法(ReverseOsmosis,RO)

电渗析法(ElectroDialysis,ED)

其它方法

离子交换法

溶剂提取法

2海水淡化主流技术介绍

2.1多级闪蒸法(MSF)

多级闪蒸法是利用闪蒸原理对海水进行淡化的工艺过程，将原料海水加热到一定温

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度后引入到一个压力较低的空间内，由于空间压力低于热盐水温度所对应的饱和汽压，此时热盐水而急速地部分降压汽化，所产生的蒸汽冷凝成淡水。多级闪蒸就是以此原理

为基础，使热盐水依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸室，逐级蒸发降温，同时盐水也逐级增浓，直到其温度接近(但高于)天然海水的温度。工艺流程如图1所示。

图1多级闪蒸的流程示意图

多级闪蒸的主要设备有盐水加热器、蒸发器、脱气器、前处理装置等。多级闪蒸的技术成熟，具有设备简单可靠、运行安全性高、可利用低位热能和废热等优点。但该技术也有一些缺点，如能耗大、工程投资高、造水成本高等。

2.2低温多效蒸馏法(LT-MED)

低温多效蒸馏法是指盐水的最高蒸发温度不超过70℃的海水淡化技术，其特征是将一系列的水平管降膜蒸发器或垂直管降膜蒸发器串联起来并被分成若干效组，用一定量的蒸汽输入，通过喷淋海水使之多次的蒸发和冷凝，从而得到蒸馏水。低温多效蒸馏的操作过程具有饱和态、低流阻、小温差等特点。工艺流程如图2所示。

低温多效蒸馏的主要设备包括蒸发器、冷凝器、闪蒸罐、预热器等。低温多效蒸馏具有以下优点：系统控制简单、能耗较低、操作安全可靠、可避免或减缓设备的腐蚀和结垢，可充分利用低位热能和废热、预处理要求低、

产水纯度高，检修维护方便。

2.3反渗透法(RO)

反渗透法指的是在膜的原水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力，原水透过半透膜时，只允许水透过，其他物质不能透过而被截留在膜表面的过程。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，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大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。工艺流程如图3所示。

反渗透的主要设备有取水设备、调整设备(预处理及后处理)、反渗透主体设备(主要由高压泵、反渗透膜、能量回收装置三部分组成)、排放