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海水淡化工艺方案
1 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100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－MED-TVC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，-(a)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
反渗透膜组件
保安过滤器
产品水
原水池
澄清池
海水
电动机
能量回收
浓水
混凝剂
杀菌剂
杀菌剂
除氯还原剂
消毒剂
高压泵
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9～10kW•h/m3，若有能量回收装置，～6kW•h/m3。
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
常用的海水淡化工艺主要技术性能见表2-1。
表2-1 海水淡化工艺技术比较
海水淡化工艺比较
SWRO
LT－MED－TVC
MSF
产品水水质(mg/L)
200~500
1~10
1~10
电耗(kW•h/m3)
~
（有能量回收）
1~2
~4
装置热耗
（kJ/ kg）
¾
190~400
190~400
海水淡化工艺比较
SWRO
LT－MED－TVC
MSF
进水预处理
需设置完善的预处理系统
要求进水浊度 小于20mg/L~300mg/L
进水水质要求较低
海水利用率
（或回收率）
35％~55%
25％~40％（含冷却水量）
排出海水的浓度
~
~
~
最大单机产水量（m3/d）
相对较小
68190
91000
操作弹性（％）
不限
40～110
80～110
从表2-1可以看出，蒸馏法与反渗透法的主要技术区别在于：对进水水质的要求不同；单机产水量的不同；变工况能力的不同；能（热）耗的不同等。蒸馏法在装置规模、预处理系统的要求、出水水质、运行可靠性以及电耗方面具有明显优势，但蒸馏法的总能耗比SWRO法高；从海水用量上看，由于SWRO法水的利用率高，因此取水量较少。在变工况能力上，SWRO法则没有限制。
与LT－MED－TVC相比，MSF装置单机容量大，对进水的水质要求低，但其变工况能力差，抽汽参数高，工作温度高，