论文部分内容阅读
摘要：海水淡化处理可采用膜法和热法，热法又称蒸馏法，分低温多效蒸馏法和多级闪蒸法。依托山东省某电站项目就沿海电厂如何利用海水淡化工艺进行了方案比较，阐述了膜法和热法工艺的优缺点及经济性指标，提出了采用膜法海水淡化处理工艺的方案。
关键词：反渗透海水淡化低温多效蒸馏技术经济比较
中图分类号：TM6
文献标识码：A
文章编号：1007-3973(2011)010-035-02
l、海水淡化技术简述
目前，国内外常用的海水淡化技术包括膜法和蒸馏法，现对二种技术的原理、工艺特点等进行简单的介绍。
1.1膜法反渗透技术
工艺原理：反渗透海水淡化工艺是在外加压力作用下利用反渗透膜对物质选择性透过的特性，对海水中的溶解物质进行分离，达到制取淡水的目的。反渗透过程的能量消耗主要是用于克服浓水的渗透压的电能，在反渗透浓水出口利用能量回收装置，可大大降低其电能消耗。
1.2蒸馏法淡化技术
(1)工艺原理：蒸馏法又称蒸发法也可称为热法，是最早采用的淡化技术。早期主要用于少量蒸馏水的生产和制糖工业的料液浓缩，近代工业逐渐用于电厂和大型工业锅炉供水。
蒸馏法海水淡化的装置类型较多，主要的有：多级闪蒸海水淡化、压汽蒸馏海水淡化和低温多效海水淡化。
(2)低温多效蒸馏技术(MED)
。将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，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。装置在真空条件下运行，其最高蒸发温度不超过70℃。
2、山东某电厂的海水淡化工程
山东某工程拟新建2x670MW国产超临界燃煤机组。该机组主要汽水参数：单台锅炉最大连续蒸发量：2102t／h；锅炉过热器出口的蒸汽温度／压力：571~C／25．4MPa(g)。汽轮机为超临界参数抽汽凝汽式。发电机额定功率670MW。
3、水源、水质
电厂水源来自黄海海水，经淡化后进入锅炉补给水处理系统和工业用水系统。
4、系统出力及工艺选择
4.1系统出力
本工程锅炉补给水用淡水量为427t／h，其它工业用淡水量100t／h，合计527ｔ／ｈ。
4.2工艺选择
根据水源水质及机组对水汽质量的要求，本工程海水淡化系统对以下两种方案进行了比较，以最终确定适合本工程的最佳方案。
方案一：膜法海水淡化方案。
方案二：低温多效海水淡化方案。
5、膜法海水淡化方案及特点
(1)膜法海水淡化系统选择
本工程膜法海水淡化处理拟采用如下系统：
供水泵来海水→混凝沉淀池→自清洗过滤器→超滤装置→保安过滤器→海水反渗透高压泵→海水反渗透装置→锅炉补给水系统→工业水池→各淡水用户
(2)考虑设备检修、备用余量30％-50％，则膜法海水淡化系统出力按700t，t／h设计。
(3)出水水质：TDS<930ppm。
6、热法海水淡化方案
(1)海水淡化系统选择
热法海水淡化处理拟采用如下系统：
供水泵来海水→保安过滤器→低温多效蒸馏装置→一级淡水箱一锅炉补给水系统l→工业水池
(2)设备按2×50％容量设计，则设2x300 t／ｈ低温多效蒸馏装置。
(3)设计造水比暂按1：10。采用5抽蒸汽，参数为290℃0．5MPa。按照给定淡水产量，抽气量约为60t／h。凝结水返回除氧器。
(4)出水水质：TDS<10ppm。
7、膜法、热法工艺比较
7.1技术方面的比较
本工程海水淡化采用膜法、热法两种工艺从技术方面来讲均可行。
采用膜法工艺，技术成熟，自动化程度高，可实现连续运行，国内应用广泛。但膜法对海水预处理系统要求较高，预处理的好坏直接影响系统能否正常运行，通常考虑超滤及各种加药等系统，较为复杂，同时要考虑水温的影响，甚至考虑加热措施。经膜法处理后的产品水质TDS<930ppm较差，作为锅炉补给水水源仍需设淡水反渗透系统进一步脱盐，后处理工艺复杂。
采用热法工艺，系统简单，但由于温度和水质的影响，设备的材料应考虑防腐和结构措施。MED海水淡化技术采用较低温度参数的蒸汽，降低了设备的抗腐蚀抗结垢的要求。此外对海水预处理要求较低，化学品消耗量较低。设备运行安全性、稳定，出水品质较高，一般TDs<10ppm。
7.2投资及运行成本的比较
在投资方面两种方法比较数据见表1。
8、结论
根据技术、经济比较，膜法、热法两种海水淡化方案均能满足设计要求。热法方案投资及运行成本都较高。
目前热法工艺多采用进口设备，投资较高。国产化的热法技术，在黄骅二期电厂已有成功投运的经验。随着国产化设备的研制及产业化，相信在投资上还会有更大的下降空间。此外运行成本取决于蒸汽折算煤耗的价格，当电厂利用废汽余热时，成本将大大降低。
根据目前比较的数据，该工程推荐膜法海水淡化方案。该方案无论从投资还是运行成本均优于热法方案。
参考文献：
[1]高丛瑁，陈国华．海水淡化技术与工程手册[M]．化学工业出
版社，2004．
[2]王世昌．海水淡化工程[M]．化学工业出版社，2003．
[3]肖建群．沿海电厂海水淡化处理工艺方案的探讨[J]．重庆电
力高等专科学校学报，2009(6)．[4]孙德政，吕新栋．双模法一海水淡化在沿海电厂中的应用[J]．
山东电力技术，2007(06)．
关键词：反渗透海水淡化低温多效蒸馏技术经济比较
中图分类号：TM6
文献标识码：A
文章编号：1007-3973(2011)010-035-02
l、海水淡化技术简述
目前，国内外常用的海水淡化技术包括膜法和蒸馏法，现对二种技术的原理、工艺特点等进行简单的介绍。
1.1膜法反渗透技术
工艺原理：反渗透海水淡化工艺是在外加压力作用下利用反渗透膜对物质选择性透过的特性，对海水中的溶解物质进行分离，达到制取淡水的目的。反渗透过程的能量消耗主要是用于克服浓水的渗透压的电能，在反渗透浓水出口利用能量回收装置，可大大降低其电能消耗。
1.2蒸馏法淡化技术
(1)工艺原理：蒸馏法又称蒸发法也可称为热法，是最早采用的淡化技术。早期主要用于少量蒸馏水的生产和制糖工业的料液浓缩，近代工业逐渐用于电厂和大型工业锅炉供水。
蒸馏法海水淡化的装置类型较多，主要的有：多级闪蒸海水淡化、压汽蒸馏海水淡化和低温多效海水淡化。
(2)低温多效蒸馏技术(MED)
。将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，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。装置在真空条件下运行，其最高蒸发温度不超过70℃。
2、山东某电厂的海水淡化工程
山东某工程拟新建2x670MW国产超临界燃煤机组。该机组主要汽水参数：单台锅炉最大连续蒸发量：2102t／h；锅炉过热器出口的蒸汽温度／压力：571~C／25．4MPa(g)。汽轮机为超临界参数抽汽凝汽式。发电机额定功率670MW。
3、水源、水质
电厂水源来自黄海海水，经淡化后进入锅炉补给水处理系统和工业用水系统。
4、系统出力及工艺选择
4.1系统出力
本工程锅炉补给水用淡水量为427t／h，其它工业用淡水量100t／h，合计527ｔ／ｈ。
4.2工艺选择
根据水源水质及机组对水汽质量的要求，本工程海水淡化系统对以下两种方案进行了比较，以最终确定适合本工程的最佳方案。
方案一：膜法海水淡化方案。
方案二：低温多效海水淡化方案。
5、膜法海水淡化方案及特点
(1)膜法海水淡化系统选择
本工程膜法海水淡化处理拟采用如下系统：
供水泵来海水→混凝沉淀池→自清洗过滤器→超滤装置→保安过滤器→海水反渗透高压泵→海水反渗透装置→锅炉补给水系统→工业水池→各淡水用户
(2)考虑设备检修、备用余量30％-50％，则膜法海水淡化系统出力按700t，t／h设计。
(3)出水水质：TDS<930ppm。
6、热法海水淡化方案
(1)海水淡化系统选择
热法海水淡化处理拟采用如下系统：
供水泵来海水→保安过滤器→低温多效蒸馏装置→一级淡水箱一锅炉补给水系统l→工业水池
(2)设备按2×50％容量设计，则设2x300 t／ｈ低温多效蒸馏装置。
(3)设计造水比暂按1：10。采用5抽蒸汽，参数为290℃0．5MPa。按照给定淡水产量，抽气量约为60t／h。凝结水返回除氧器。
(4)出水水质：TDS<10ppm。
7、膜法、热法工艺比较
7.1技术方面的比较
本工程海水淡化采用膜法、热法两种工艺从技术方面来讲均可行。
采用膜法工艺，技术成熟，自动化程度高，可实现连续运行，国内应用广泛。但膜法对海水预处理系统要求较高，预处理的好坏直接影响系统能否正常运行，通常考虑超滤及各种加药等系统，较为复杂，同时要考虑水温的影响，甚至考虑加热措施。经膜法处理后的产品水质TDS<930ppm较差，作为锅炉补给水水源仍需设淡水反渗透系统进一步脱盐，后处理工艺复杂。
采用热法工艺，系统简单，但由于温度和水质的影响，设备的材料应考虑防腐和结构措施。MED海水淡化技术采用较低温度参数的蒸汽，降低了设备的抗腐蚀抗结垢的要求。此外对海水预处理要求较低，化学品消耗量较低。设备运行安全性、稳定，出水品质较高，一般TDs<10ppm。
7.2投资及运行成本的比较
在投资方面两种方法比较数据见表1。
8、结论
根据技术、经济比较，膜法、热法两种海水淡化方案均能满足设计要求。热法方案投资及运行成本都较高。
目前热法工艺多采用进口设备，投资较高。国产化的热法技术，在黄骅二期电厂已有成功投运的经验。随着国产化设备的研制及产业化，相信在投资上还会有更大的下降空间。此外运行成本取决于蒸汽折算煤耗的价格，当电厂利用废汽余热时，成本将大大降低。
根据目前比较的数据，该工程推荐膜法海水淡化方案。该方案无论从投资还是运行成本均优于热法方案。
参考文献：
[1]高丛瑁，陈国华．海水淡化技术与工程手册[M]．化学工业出
版社，2004．
[2]王世昌．海水淡化工程[M]．化学工业出版社，2003．
[3]肖建群．沿海电厂海水淡化处理工艺方案的探讨[J]．重庆电
力高等专科学校学报，2009(6)．[4]孙德政，吕新栋．双模法一海水淡化在沿海电厂中的应用[J]．
山东电力技术，2007(06)．