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        海水淡化處理的方法
        發布日期:2016-04-25 08:58:38 打印

            目前,全球海水淡化技術超過20余種,包括冷凍法、反滲透法、低溫多效、多級閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點蒸發法、水電聯產、熱膜聯產以及利用核能、太陽能、風能、潮汐能海水淡化技術等等,以及微濾、超濾、納濾等多項預處理和后處理工藝。

            從大的分類來看,主要分為蒸餾法(熱法)和膜法兩大類,其中低溫多效蒸餾法、多級閃蒸法和反滲透膜法是全球主流技術。

            一般而言,低多效具有節能、海水預處理要求低、淡化水品質高等優點;

            反滲透膜法具有投資低、能耗低等優點,但海水預處理要求高;

            多級閃蒸法具有技術成熟、運行可靠、裝置產量大等優點,但能耗偏高。

            一般認為,低多效蒸餾法和反滲透膜法是未來方向。

            技術介紹

            冷凍法

            冷凍法,即冷凍海水使之結冰,在液態淡水變成固態冰的同時鹽被分離出去。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端,其中蒸餾法會消耗大量的能源并在儀器里產生大量的鍋垢,而所得到的淡水卻并不多;而冷凍法同樣要消耗許多能源,但得到的淡水味道卻不佳,難以使用。

            冷凍海水淡化法原理:海水三相點是使海水汽、液、固三相共存并達到平衡的一個特殊點。若壓力或溫度偏離該三相點,平衡被破壞,三相會自動趨于一相或兩相。真空冷凍法海水淡化正是利用海水的三相點原理,以水自身為制冷劑,使海水同時蒸發與結冰,冰晶再經分離、洗滌而得到淡化水的一種低成本的淡化方法。與蒸餾法、膜海水淡化法相比,冷凍海水淡化法能耗低,腐蝕、結垢輕,預處理簡單,設備投資小,并可處理高含鹽量的海水,是一種較理想的海水淡化法。

            蒸餾法:低溫多效和多級閃蒸

            蒸餾法海水淡化也叫熱法海水淡化,將前期預處理過的海水通過海水提升泵注入蒸發器內,而后產生的二次蒸汽進行綜合利用。

            蒸餾法是通過加熱海水使之沸騰汽化,再把蒸汽冷凝成淡水的方法。蒸餾法海水淡化技術是最早投人工業化應用的淡化技術,特點是即使在污染嚴重、高生物活性的海水環境中也適用,產水純度高。與膜法海水淡化技術相比,蒸餾法具有可利用電廠和其他工廠的低品位熱、對原料海水水質要求低、裝置的生產能力大。其中,低溫多效蒸餾淡化技術和多級閃蒸技術更是當前海水淡化的主流技術之一。

            低溫多效蒸餾淡化技術

            低溫多效海水淡化技術是指鹽水的最高蒸發溫度低于70℃的蒸餾淡化技術,其特征是將一系列的水平管噴淋降膜蒸發器串聯起來,用一定量的蒸汽輸入首效,后面一效的蒸發溫度均低于前面一效,然后通過多次的蒸發和冷凝,從而得到多倍于蒸汽量的蒸餾水的淡化過程。

            低溫多效蒸餾是蒸餾法中最節能的方法之一。

            低溫多效蒸餾技術由于節能的因素,發展迅速,裝置的規模日益擴大,成本日益降低,主要發展趨勢為提高首效溫度,提高裝置單機造水能力;采用廉價材料降低工程造價,提高操作溫度,提高傳熱效率等。

            多效蒸餾法具有以下的優點:

            1.傳熱系數高,所需的傳熱面積少;

            2.動力消耗低;

            3.操作彈性大;

            4.熱利用效率高。

            而其主要缺點有:

            1.由于海水在加熱表面上沸騰,容易在傳熱管壁上結垢,需要經常進行清洗和采用嚴格的防垢措施。

            2.設備的結構比較復雜。

            多級閃蒸技術

            閃蒸是指一定溫度的水在環境壓力低于該溫度所對應的飽和蒸汽壓時發生的驟然蒸發現象。

            閃蒸后的水溫度降低以使其飽和蒸汽壓與環境壓力平衡。MSF也是利用了這個原理,使加熱至一定溫度的鹽水依次在一系列壓力逐漸降低的容其中閃蒸汽化,蒸汽冷凝后得到淡水的過程。該方法是在多效蒸餾的基礎上發展而來的。相比多效蒸餾法,多級閃蒸減少了垢的形成。

            由于多級閃蒸法得到淡水價格相對反滲透法的低,所以在全世界還有很多國家和地區使用該種方法。但是該方法只能用于海水淡化,并不適用于苦咸水淡化。

            多級閃蒸與其他淡化技術相比,具有如下的優點:

            1.由于此方法加熱與蒸發過程分離,并未使海水真正沸騰(僅是表面沸騰),從而大大改善了一般蒸餾的結垢問題;

            2.技術成熟可靠,運行安全性高,特別適合于大型的海水淡化應用;

            3.設備機構簡單,投資成本較低。

            而其主要缺點有:

            1.大量海水的循環和流體的輸送,導致操作成本升高;

            2.與多效蒸餾法相比,需要較大的熱傳面積;

            3.總是與發電站聯合使用。

         

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