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类型海水淡化调研报告.ppt

  • 上传人:精品资料
  • 文档编号:8648214
  • 上传时间:2019-07-07
  • 格式:PPT
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    海水淡化调研报告.ppt
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    1、海水淡化调研报告,汇报人:李永强 日 期:2016.01.25,目录,1 海水淡化技术 1.1 蒸馏法淡化技术 1.1.1多级闪蒸技术(MSF) 1.1.2多效蒸馏技术(MED) 1.1.3压汽蒸馏技术(VC) 1.2 膜法海水淡化技术 1.2.1电渗析技术(ED) 1.2.2反渗透技术(RO),海水淡化:将海水中的盐分和水分进行分离,生产生活或工业用水的过程。其主要技术如下:,1 海水淡化技术,1.1蒸馏法淡化技术,1.1.1多级闪蒸技术(MSF),(1)基本原理:多级闪蒸是将海水加热到一定温度后,引入到一个闪蒸室,其室内的压力低于海水所对应的饱和蒸汽压,部分海水迅速汽化,冷凝后即为所需淡水

    2、;另一部分海水温度降低,流入另一个压力较低的闪蒸室,又重复蒸发和降温的过程。将多个闪蒸室串联起来,室内压力逐级降低,海水逐级降温,连续产出淡化水。,(2)工艺流程:经过澄清和加氯消毒处理的海水,首先送入排热段作为冷却水。离开排热段的大部分冷却海水又排回海中,小部分作为进料海水(补给海水),经预处理后,从排热段末级闪蒸室流入第一级闪蒸室,如技术原理所说明的那样,逐级降压,海水逐级降温,连续产出淡化水。见图1。多级闪蒸的造水比,是所得淡水(蒸馏水)的重量与所耗加热蒸汽的重量之比,是淡化厂经济效益的直接体现,通常小型装置的造水比较小,大型装置的造水比较高,如日产淡水几百吨或四、五千吨的装置,造水比一

    3、般为5-8左右;日产淡水一万吨的装置,造水比多在10左右;日产淡水四、五万吨的装置,造水比可达到13-14。,图1 多级闪蒸流程图,(3)主要优缺点: 单机容量大,最大的可达到5万吨/天;产品水盐度一般为310毫克/升。但是,其工程投资高,为反渗透法的2倍;动力消耗大;设备的操作弹性小,是设计值的80110,不适应于造水量要求可变的场合;当其传热管腐蚀穿孔将污染水质。 (4)适用范围:可用于以火电厂或核电厂的背压或抽汽式透平的低位蒸汽为热源的大型海水淡化工程,为高中压锅炉提供优质脱盐水,也可是生活用淡水。,1.1.2多效蒸馏技术(MED),(1)基本原理: 将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起

    4、来,蒸汽进入第一效蒸发器,与进料海水热交换后,冷凝成淡化水;海水蒸发,蒸汽进入第二效蒸发器,并使几乎同量的海水以比第一效更低的温度蒸发,自身又被冷凝。这一过程一直重复到最后一效。连续产出谈化水。 多效蒸馏分为低温和高温多效蒸馏。高温多效蒸馏可安排更多的传热效数,以达到较高的造水比,其热效率较高。但是,头几效盐水的蒸发温度较高,传热管易结垢且腐蚀速度快,因而对设备的材料要求高,需频繁清洗设备,对海水预处理要求也高。针对高温多效蒸馏的缺点,发展了低温多效蒸馏技术,其特点是盐水的蒸发温度不超过70,减缓了设备的腐蚀和结垢;并得到10左右的造水比。同时由于使用了较低价的传热材料,使得同样的投资规模可以

    5、安排更多的传热面积。,工艺流程: 海水在冷凝器中预热、脱气之后分成两股,一股排回大海,另外一股为进料液。料液加入阻垢剂,引入到蒸发器温度最低的效组中。喷淋系统把料液分布到顶排管上,自上向下的降膜过程中,一部分海水吸收了管束内冷凝蒸汽的潜热而汽化;冷凝液以淡化水导出,蒸汽进下一效组,剩余料液也泵入下一效组中,该效组的操作温度高于上一效组。在新的效组中又重复了蒸发和喷淋过程,直到料液在温度最高的效组中以浓缩液的形式排出。详见图2:,低温多效蒸馏主要优缺点: 热效率比多级闪蒸高,30余度的温差可达到10左右的造水比;操作负荷可从40到110变化,造水比不会下降,弹性较大;能耗较低;前处理较简单,化学

    6、药剂消耗较低;系统的操作安全可靠,即便发生传热管泄漏,仅仅降低产量而不会影响水质。但低温多效蒸馏设备体积较大,装置费用较高。 适用范围:多效蒸馏与多级闪蒸的适应条件基本相同。,1.1.3压汽蒸馏技术(VC),(1)基本原理: 海水蒸发过程所产生的二次蒸汽,经压缩机增压,蒸汽饱和温度相应提高,再输入到蒸发器管束内,作为进料海水蒸发的热源,并自身冷凝为淡化水。上述过程周而复始,连续生产。 压汽蒸馏按操作温度可分为常压压汽蒸馏和负压压汽蒸馏两种。从结构上,又分为水平管降膜喷淋式和垂直管式两种形式;前一结构的优点是料液自液体分布器出来之后,在水平传热管上以薄膜的形式分布,又依靠重力向下实现再分布,由于

    7、液膜分布薄且均匀,因而传热系数高,并且蒸发器结构简单,在海水淡化领域得到广泛应用。,(2)工艺流程: 进料海水用极少量阻垢剂预处理后,进入一个板式换热器,回收自蒸发器排放出的浓盐水和淡化水的热量。之后,与循环的浓盐水混合,进入到蒸发器中,喷淋到水平传热管束的外表面上,喷淋量需刚好在管子表面形成连续的液膜,与管束内经压缩机增压的蒸汽(略低于浓盐水蒸发平衡压力)热交换。管内蒸汽冷凝成淡水导出,管外一部分盐水产生蒸发,通过汽液分离器除去夹带的液滴之后,蒸汽进压缩机压缩并导入传热管束内。如此构成了二次蒸汽的不断循环和潜热交换。工艺流程见图3:,主要优缺点: 压汽蒸馏与多效蒸馏的技术十分类似,差别在于前

    8、者使用压缩机,而后者用蒸汽驱动。 适用范围:适用于仅有电能的地方,主要建造中小型装置。,1.2膜法海水淡化技术,1.2.1电渗析技术(ED),(1)基本原理: 电渗析以直流电为推动力,利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性,使一个水体中的离子通过膜迁移到另一个水体中的物质分离过程。,主要特点: 电渗析为无相变过程。所耗电能主要用于迁移溶液中的电解质离子,所耗的电能与溶液浓度成正比,对于不导电的颗粒没有去除能力。电渗析技术用于海水淡化时能耗大,大规模的海水淡化工程基本上不采用。但将10003000毫克/升的苦咸水脱盐至500 毫克/升的饮用水是经济可行的。 适用范围:原水含盐量低于3

    9、000毫克/升的苦咸水淡化装置。,1.2.2反渗透技术(RO),(1)基本原理: 用一张只透过水而不能透过盐的半透膜将淡水和盐水隔开,淡水会自然地透过半透膜至盐水一侧,这种现象称为渗透。当渗透到盐水一侧的液面达到某一高度时,渗透的自然趋势被这一压力所抵消从而达到平衡。这一平衡压力即为该体系的渗透压,如在盐水一侧加一个大于渗透压的压力,盐水中的水会透过半透膜到淡水处。这种与自然渗透相反的水迁移过程称为反渗透。,(2)工艺流程:,进料海水经预处理,去除悬浮固体及其它有害物。然后经高压泵增压后,进入膜脱盐设备,产出的中间淡水产品进入后处理设施(按淡水不同用途选择,如作饮用水,需pH调节和加氯杀菌设备

    10、),精制成终产品淡水。浓盐水自膜脱盐设备排出。见图2,(3)主要优缺点: 反渗透为无相变过程,能耗低,每吨淡水耗电3.0-5.5度;工程投资及造水成本较低;装置紧凑,占地较少;操作简单,维修方便。反渗透的预处理要求严格,反渗透膜需要定期更换,海水温度低的情况下需加热处理。 (4)适用范围:适合大、中、小型海水及苦咸水淡化。,1.3几种海水淡化系统的技术比较,近十年来,反渗透法海水淡化发展趋势较快,而且出现了日产万吨级的大型海水淡化装置。但目前国际上,蒸馏法用于海水淡化方面所占的比例仍是较高的。蒸馏法和反渗透法相比较: 1) 能耗:从脱盐的直接能耗来说,反渗透法明显优于单目的的蒸馏法,但不明显优

    11、于双目的(热电造水)的蒸馏法。而且由于反渗透膜的寿命短,换膜费用高,膜本身就反映了能耗。对蒸馏法来说,过程的直接能耗,不同地区差别很大,需要进行技术经济比较确定。 2) 海水淡化的制水总成本:由于膜的寿命和膜装置的限制,使得膜法在大规模处理海水中仍处于不利地位。因为反渗透法的制水成本,受膜寿命和装置规模的不利影响超过了低能耗所带来的好处,一般认为海水淡化装置容量超过日产6000t淡水时,双目的蒸馏法比反渗透法更经济。,3)海水的预处理:进入蒸馏装置的海水无需进行预处理,仅设置海水过滤网即可。而进入海水反渗透装置的海水需进行絮凝澄清、过滤和加氯等预处理。并且由于反渗透的水利用率低,所以预处理系统

    12、庞大,投资也较高,占地面积也大。 4)其他配套设施:对于新建电厂,蒸馏法需要启动蒸汽,因此启动锅炉的容量应该考虑满足淡化设施的需要,启动锅炉的补充水应考虑一套单独的水处理设施用于启动;另外,由于没有备用设备,需要淡水水源作为工业用水的备用水源。而膜法不需要启动蒸汽,机组启动时,给水水温较低,对淡化设备出力稍有影响,并不影响机组的启动用水,不需要考虑额外的启动设施;淡化设备考虑有足够的备用出力,可以满足设备检修时的用水的需要。,产品简介:,1.1 山东四海水处理设备有限公司,反渗透法是将海水强制加压使淡水透过膜面进入另一侧,从而实现海水的淡化,它具有投资省、能耗低、建设期短,占地少的特点,是海水

    13、淡化技术中近二十年来发展最快的。除海湾国家外,是海水淡化技术中近二十年发展最快的。,1小型海水淡化实验机,工艺流程:海水经预处理(机械过滤器、盘滤、无机碳膜、超滤等),去除悬浮固体及其它有害物。然后经高压泵增压后,进入膜脱盐设备,产出的中间淡水产品进入后处理设施(按淡水不同用途选择,如作饮用水,需pH调节和加氯杀菌设备),精制成终产品淡水。浓盐水自膜脱盐设备排出。,主要优点:反渗透为无相变过程,能耗低,每吨淡水耗电3.0-5.5度;工程投资及造水成本较低;装置紧凑,占地较少;操作简单,维修方便。 适用范围:适合大、中、小型海水及苦咸水淡化。 发展趋势:反渗透技术已成为海水淡化的主要方法之一。相

    14、比世界海水淡化市场,占有268的份额。且海水淡化不断向大型化方向发展,装机容量不断扩大。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。因此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重心转向反渗透法。,产品介绍:多效蒸馏(Multiple Effect Distillation,MED)是在单效蒸馏的基础上发展起来的蒸发技术,分低温和高温多效蒸馏。低温多效蒸馏是指盐水的最高蒸发温度TBT不超过70的海水淡化工程,其特征是将一系列的水平管或垂直管与膜蒸发器串联起来,并被分为若干效组,用一定量的蒸汽通过多次的蒸发和冷凝从而得到多倍于加热蒸汽量的淡化过程。,工艺流程: 海水

    15、首先进入冷凝器中预热、脱气,而后被分成两股水流。一股作为冷却水排回大海,另一股作为蒸馏过程的进料。进料海水加入阻垢剂后被引入到蒸发器的后几效中。料液经喷嘴被均匀分布到蒸发器的顶排管上,后沿顶排管以薄膜形式向下流动,部分水吸收管内冷凝蒸汽的潜热而蒸发。二次蒸汽在下一效中冷凝成产品水,剩余料液由泵输送到蒸发器的下一个效组中,该组的操作温度比上一组略高,在新的效组中重复喷淋、蒸发、冷凝过程。剩余的料液由泵往高温效组输送,最后在温度最高的效组中以浓缩液的形式离开装置。 适用范围: 低温多效海水淡化工艺适合于火电厂或核电厂有背压透平低位热源的大型海水淡化工程(水电联产工程);蒸汽透平低压抽汽生产高品质水,为高中压锅炉供水;利用工厂余热生产优质淡水;原水浓度高于海水的淡化工程,可与反渗透结合形成混合流以降低造水成本。,2.2 双良节能系统股份有限公司,

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