海水淡化工艺方案.docx

前言
概况
我国淡水资源极为匮乏，全国 660 多个城市中，有 400 多个城市缺水，其中
多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热装置，是我国第一套大型的海水淡化装置。
MSF 的典型流程示意图见图 2-1。
图 2-1 盐水再循环式多级闪蒸（ MSF）原理流程
多级闪蒸过程原理如下； 将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室， 由于该
闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下， 故热盐水
进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，
所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。
MSF 装置具有设备单机容量大、使用寿命长、出水品质好、造水比高、热
效率高、寿命长等优点。但该装置海水的最高操作温度在 110℃ ~120℃左右，对
传热管和设备本体的腐蚀性较大， 必须采用价格昂贵的铜镍合金、 特制不锈钢及
钛材，因此设备造价高； 设备的操作弹性小， 多级闪蒸的操作弹性是其设计值的
80%～110%，不适应于产水量要求可变的场合。
低温多效蒸馏 (LT－ MED)
低温多效蒸馏海水淡化技术是指盐水最高温度不超过 70℃的淡化技术，是
20 世纪 80 年代成熟的高效淡化技术。其特点是将一系列的喷淋降膜蒸发器串联
布置。加热蒸汽被引入第一效， 其冷凝热使几乎等量的海水蒸发， 通过多次蒸发和冷凝，后面的蒸发温度均低于前面一效， 从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水， 最后一效的蒸汽在海水冷凝器中冷凝。 第一效冷凝液返回锅炉， 而其他效及海水冷凝器的冷凝液收集后作为产品水。 为提高热效率， 目前多采用压汽蒸馏的淡化工艺，压缩可采用蒸汽喷射器，称为热压缩（ TVC ）；或采用机械蒸汽压缩机，即机械压缩（ MVC ），由于受压缩机的限制， 其单台装置的容量较其他蒸馏装置小。
目前绝大多数低温多效蒸馏装置都采用热压汽蒸馏的方式来提高热能效率， 即低温多效加蒸汽压缩喷射器（ LT－MED －TVC ）工艺。
图 2-2 是 LT－MED －TVC 蒸馏装置的原理示意图。
图 2-2 LT－ MEDTVC 蒸馏装置的原理示意图
低温多效海水淡化装置的运行温度远远低于 MSF 装置的 110℃，所以其能耗和管壁腐蚀及结垢速率均较低。和 MSF 相比，其设备本体和传热管的材质要求较低，而热效率较高。
多效蒸馏的操作弹性很大，负荷范围从 110%变到 40%，皆可正常操作，而且不会使造水比下降。
低温多效海水淡化装置可以用 70℃左右，的蒸汽作为热源，当提供的汽机抽汽参数高于低温多效加热蒸汽的压力和温度的要求时， 可采用热压缩装置， 可以进一步提高系统的热效率。
国外近几年 MED 发展迅速， MED 单台最大产水量已达 40000t/d，技术是成熟的。
海水反渗透 (SWRO)淡化技术
海水反渗透 (SWRO)淡化技术在 20 世纪 70 年代后获得了很大发展。 由于 RO 膜材料的不断改进， 以及能量回收效率的不断提高， SWRO 技术越来越引起人们的关注，现也已成为蒸馏海水淡化系统的主要竞争对手。
反渗透是用一种特殊的膜， 在外加压力的作用下使溶液中的某些组分选择性透过，从而达到淡化、 净化或浓缩分离的目的。 典型的海水反渗透处理工艺流程见图 2-3。
预处理 保安过滤器
除氯还原剂
混凝剂

反渗透膜组件
高压泵
消毒剂
杀菌剂
杀菌剂
电动机
能量回收
海水
澄清池
原水池
浓水
产品水
图 2-3 典型的海水反渗透工艺流程图
海水反渗透 (SWRO)系统所需的能量决定于进水的含盐量、 系统的浓缩倍率、进水温度及产品水的水质， 其能耗一般为 9～10kWh/m3，若有能量回收装置， 则所需能耗为～ 6kWh/m 3。
海水反渗透 SWRO 设备除膜组件、高压泵、能量回收装置需要进口外，其
它设备和器件均可以在国内加工制造，设备投资以及制水成本相对较低。
海水淡化工艺主要技术性能对比