淺析低溫多效蒸餾海水淡化工藝的應用

【摘要】海水淡化又稱海水脫鹽，是從海水中獲取淡水的一種技術和過程，由于其自身的優(yōu)勢性，使得其在世界范圍內受到廣泛的關注和好評。本文介紹了低溫多效蒸餾海水淡化技術在具體企業(yè)及發(fā)電廠中的應用情況，從而分析了該海水淡化技術的具體特點及相關的優(yōu)勢，進一步論述了海水淡化系統(tǒng)的運行及控制方式。

【關鍵詞】海水淡化技術；低溫多效蒸餾；性能參數

一、當前的應用狀況

海水淡化技術采用低溫多效蒸餾工藝，解決了鋼鐵企業(yè)的煤氣、蒸汽動態(tài)平衡及零排放，形成鋼鐵企業(yè)內特有的水-汽-水循環(huán)，為鋼鐵企業(yè)余能余熱的高效回收利用開拓了一條有效途徑，也起到節(jié)能環(huán)保的雙重作用。如今，由于該技術的自身優(yōu)勢，在世界范圍內得到了能源企業(yè)廣范圍的應用，得到了很大程度的歡迎。

二、與反滲透對比的技術經濟應用優(yōu)勢

相對于反滲透來說，低溫多效蒸餾技術具有能耗高、預處理要求低和設備維護量小等工藝特點。進料海水的懸浮物含量是該技術主要考慮的指標。根據中國海洋行業(yè)標準《蒸餾法海水淡化工程設計規(guī)范》（HY/T 115-2008）規(guī)定，進入熱法海水淡化裝置的海水懸浮物含量要求小于50mg/L。

在海水淡化方面，目前我國已掌握反滲透和低溫多效海水淡化技術，相關技術達到或接近國際先進水平。低溫多效蒸餾技術產水成本為5～8元/噸，在為人們提供了淡水的同時大大的節(jié)約了成本，這使得海水利用產業(yè)進一步得到推進，促進了我國經濟的發(fā)展。根據調查，全國海水淡化工程產水的終端用戶主要分為兩類：一類是工業(yè)用水，一類是生活用水。

在海水化學資源利用方面，除海水制鹽外，我國海水提鉀、提鎂、提溴等也發(fā)展較快，產品主要包括溴素、氯化鉀、氯化鎂、硫酸鎂。其中，在濃海水綜合利用及產品高值化產業(yè)化技術研究方面取得較大進展，完成了濃海水制鹽灘田設施自動化、濃海水提溴自動化控制產業(yè)化技術改造，助推企業(yè)的轉型升級，藥用無機鹽系列實現規(guī)模化生產并投入市場。

三、多效蒸餾具體的運行參數與控制要求

就具體設備裝置來說，海水淡化裝置在水源上使用兩種。入料水采用原海水，末效強制冷卻器冷卻水取自二次循環(huán)海水。原海水的取水方式是高潮位取水，在具體操作上是在海擋外設置 2座沉淀調節(jié)池，在一級沉淀調節(jié)池入口的位置設置閘門調節(jié)進水水位，經2級沉淀調節(jié)池后，通過海水取水泵升壓，再進一步傳輸送到電廠冷卻塔系統(tǒng)及海水淡化裝置的預處理系統(tǒng)。在海水淡化裝置的相關要求之中，入料海水懸浮物質量濃度不高于 25 mg/L，溫度變化范圍為 -2.1 ～ +30 ℃，鹽的質量濃度變化范圍為 27 000 ～ 34 000mg/L。海水淡化裝置末效強制循環(huán)冷卻器采用發(fā)電機組的二次循環(huán)海水冷卻，冷卻海水溫度變化范圍為6 ～ 33℃，鹽的質量濃度變化范圍為 48 600 ～ 66 000mg/L，排水返回海水冷卻塔循環(huán)使用。海水淡化裝置動力蒸汽為汽輪發(fā)電機組的五段抽汽 （中壓缸排汽 ）和 /或六段抽汽，蒸汽參數隨汽輪發(fā)電機組的負荷變動而變化。淡化裝置入口動力蒸汽壓力范圍為 0.03 ～ 0.669 MPa（a），蒸汽溫度范圍為 69 ～ 310 ℃。用于驅動噴射壓縮器，抽真空的蒸汽壓力大于 0.6 ～ 1.2 MPa（a），蒸汽溫度為過熱蒸汽，每套裝置抽真空蒸汽用量 2 t/h。設備運行時水溫變化，原料水溫度最高為 30℃，最低為 -2.1 ℃，強制冷凝器冷卻水溫度最高為33 ℃， 最低為 6 ℃。

四、低溫多效蒸餾海水淡化工藝的進步

低溫多效海水淡化技術在如今世界范圍內的應用日益增加，它的發(fā)展趨勢作為極具有未來和光明的低溫多效蒸餾海水淡化技術，將在日后的過程中體現出如下的發(fā)展方向和相關趨勢。

（一）KSB

KSB是水處理、水調質和海水淡化方面的專家。KSB的水泵、閥門和系統(tǒng)代表著技術進步，并且符合所有認可標準。KSB可通過MSF（多級閃蒸）和MED（多效蒸餾）等反滲透（RO）工藝淡化海水。KSB水泵代表著水在水處理方面的創(chuàng)新技術和最佳性能，并且節(jié)能高效，可減少所安裝系統(tǒng)的生命周期成本。

（二）蒸餾與太陽能的結合

美國的一項研究引起關注，和傳統(tǒng)方法相比，美國團隊研究人員將特殊的納米顆粒加入到蒸餾膜中，將太陽能即時轉變?yōu)闊崮埽ㄗ约訜幔虼瞬辉傩枰~外能源使水沸騰。熱鹽水沿著多孔膜的一側反復蒸餾，而冷凝淡水通過另一側被收集。

五、多效蒸餾的發(fā)展前景

（一）應用裝置的大規(guī)模化發(fā)展

隨著海水淡化的市場需求量以及相關產業(yè)的大力發(fā)展，這便使得對相關設備的性能要求與質量要求日益增加，眾所周知，設備裝置的規(guī)模與其所帶來的經濟效益呈現正相關性的變化趨勢，設備的規(guī)模越大，經濟效益便會隨之更大。因此，蒸餾法海水淡化的設備裝置正在向著大規(guī)模大容量的方向不斷發(fā)展。低溫多效蒸餾是目前國際主流海水淡化技術之一。經國家科技部長期支持研究，已形成了擁有全部自主知識產權的成套技術成果，擁有專利二十余項，由此可見，日后此趨勢將不斷加強。

（二）與核能等新能源的結合

隨著世界范圍內能源和產業(yè)結構的不斷優(yōu)化升級，核能已經成為不可替代的重要能源。如今，在世界范圍內已經存在13座與核電站相結合的海水淡化廠。使用如今的科技知識中的相關核能技術為海水淡化的方法和措施來減少成本，從而增加海水淡化的產出和經濟效率。此外，在核電站的生產運行過程中，核電使用燃料在退役以后也依然會產生大量的余熱，如果使用傳統(tǒng)的廢料處理辦法的話不僅會造成巨額的處理費用，而且可能會造成這些廢料的污染。因此，如果對這些廢料進行合理得利用，使之變廢為寶，按照我國如今的技術，可以使這些廢料建造低溫核供熱堆，利用這些設備可以產生75-110度的蒸汽，用于供暖造水。

六、結束語

隨著世界人口的不斷增多和對水資源需求量的不斷增多，低溫多效蒸餾海水淡化技術由于其自身的優(yōu)勢和特點，從80年代正式在我國投入使用開始到21世紀，獲得了極其快速的發(fā)展與進步。如今，在全國范圍內已經有大量的裝置與設備正式投入使用，得到了很大程度上的推廣，隨著我國相關政策的大力支持，該技術必將得到進一步的推廣和發(fā)現，為我國人民進一步帶來福利。

參考文獻：

[1]孫育文， 周軍.低溫多效蒸餾法海水淡化技術的應用[J].華電技術，2009：65-67.

[2]2011-2015年中國海水淡化產業(yè)投資分析及前景預測報告