沿海電廠海水淡化濃海水綜合利用循環(huán)經(jīng)濟探討

袁天定

(福建惠安泉惠發(fā)電有限責(zé)任公司，福建泉州362199)

沿海電廠海水淡化濃海水綜合利用循環(huán)經(jīng)濟探討

袁天定

(福建惠安泉惠發(fā)電有限責(zé)任公司，福建泉州362199)

我國沿海地區(qū)含11個省、區(qū)和直轄市，陸地面積占國土總面積的15%，有18000多公里的海岸線和6500多島嶼，人口占全國的40%以上，社會總產(chǎn)值占60%左右，是我國人口最多、經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)。而該地區(qū)的的可持續(xù)發(fā)展也面臨著相當(dāng)嚴(yán)峻的形勢和問題，土地、水和其他資源的日趨緊缺，近海海域的污染和近海海洋環(huán)境質(zhì)量的退化等，嚴(yán)重制約了該地區(qū)經(jīng)濟和社會的發(fā)展。向占全球水總儲量96.5%的海水要水，要其他資源，大力發(fā)展海水綜合利用技術(shù)，是解決沿海地區(qū)資源短缺和繁榮沿海經(jīng)濟的重要措施。電廠海水淡化濃海水綜合利用循環(huán)經(jīng)濟結(jié)合電廠生產(chǎn)進行海水淡化，并充分提取海水中的各項化學(xué)成份，形成高效低耗、節(jié)能環(huán)保、資源綜合利用的生產(chǎn)模式，主要包括海水淡化和濃海水綜合利用兩方面。

圖1 電廠海水淡化濃海水綜合利用循環(huán)經(jīng)濟示意圖

海水淡化是指將3500mg/L的海水淡化至500mg/L以下的飲用水。目前，應(yīng)用于大規(guī)模海水淡化生產(chǎn)最多的兩種成熟技術(shù)是低溫多效蒸餾法（LT－MED－TVC）和海水反滲透膜法（SWRO）。世界上一億多人口的地區(qū)靠海水淡化解決用水的問題，實踐表明海水淡化對沿海地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展將發(fā)揮其重要的作用。

結(jié)合電廠生產(chǎn)可大大降低海水淡化的生產(chǎn)成本，提高電廠的能源利用效率。反滲透膜法海水淡化生產(chǎn)依靠高壓泵使淡水通過反滲透膜制得淡水，約需消耗4kW/h電能/噸水，利用電廠廠用電資源進行膜法海水淡化生產(chǎn)可極大降低海水淡化的能源成本；低溫多效蒸餾法是讓加熱后的海水在多個串聯(lián)的蒸發(fā)器中蒸發(fā)，前一個蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的蒸汽作為下一蒸發(fā)器的熱源，并冷凝成為淡水。低溫多效蒸餾法進行海水淡化主要消耗熱能，低溫多效蒸餾法可充分利用電廠低品位蒸汽和乏熱進行海水淡化生產(chǎn)，可充分利用電廠的余熱資源，根據(jù)已投運的電廠海水淡化生產(chǎn)經(jīng)驗，采用低溫多效蒸餾法進行海水淡化生產(chǎn)可提高電廠熱效率10%以上。

海水反滲透膜法生產(chǎn)的是普通工業(yè)淡水，含鹽量為300-500mg/L；低溫多效蒸餾法生產(chǎn)的則是高品質(zhì)的蒸餾水，含鹽量小于10 mg/L。我國沿海地區(qū)工業(yè)經(jīng)濟發(fā)達，各種淡水消耗量極大，一些地區(qū)（如京、津、唐、廣東及閩南沿海地區(qū)）淡水資源日趨緊缺，嚴(yán)重制約了該地區(qū)經(jīng)濟和社會的發(fā)展。兩種海水淡化技術(shù)，可分區(qū)分類提供普通淡水、高品質(zhì)蒸餾水，滿足不同客戶用水需求。同時能夠避免各用戶單獨引水、制水，造成制水成本增加和能源、土地資源的浪費。

濃海水綜合利用就是從海水淡化濃海水中提取食鹽、鉀(系列鉀鹽)、溴(溴素及深加工)、鎂(氫氧化鎂、系列鎂肥、晶須硼酸鎂)等基礎(chǔ)化工原料，吃盡榨干海水中的寶貴資源，實現(xiàn)海水淡化生產(chǎn)的零排放，避免因苦鹵排放對環(huán)境造成的影響，其經(jīng)濟效益和社會效益顯著，利國利民。海水淡化副產(chǎn)的濃海水濃度大約是自然海水的兩倍，是非常好的制鹽和鹽化工原材料。傳統(tǒng)的鹽場利用海水淡化濃海水制鹽可大大提高鹽場的生產(chǎn)效率，在保證鹽場產(chǎn)量不變的前提下，可節(jié)省約1/3的鹽田用地，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展提供大量土地資源。濃海水制鹽后苦鹵用于提取溴素、氯化鉀、氯化鎂、硫酸鎂等化工產(chǎn)品。綜觀國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀，我國苦鹵綜合利用技術(shù)按主要工藝和產(chǎn)品分類，主要有 “氯化鉀-工業(yè)鹽-硫酸鎂-溴素-氯化鎂聯(lián)產(chǎn)技術(shù)”和 “硫酸鉀-工業(yè)鹽-氯化鎂聯(lián)產(chǎn)技術(shù)”。

圖2 氯化鉀-工業(yè)鹽-硫酸鎂-溴素-氯化鎂聯(lián)產(chǎn)工藝流程

圖3 硫酸鉀-工業(yè)鹽-氯化鎂聯(lián)產(chǎn)工藝流程

電廠海水淡化濃海水綜合利用循環(huán)經(jīng)濟模式通過規(guī)模化的水電聯(lián)產(chǎn)降低海水淡化生產(chǎn)成本，不但推進海水淡化和海水資源利用事業(yè)的健康發(fā)展，促進海洋經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈的形成，還可以使沿海土地資源得到優(yōu)化配置，為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展提供空間，實現(xiàn)資源、土地、環(huán)境的協(xié)調(diào)，經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益顯著，值得大力推廣。

［1］高從堦，陳國華.海水淡化技術(shù)與工程手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社，ISBN 7-5025-5206-5.

［2］林斯清.海水和苦咸水淡化[J].水處理技術(shù)，2001(21)：1.

丁艷］