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20多种全球淡化技术。主流海水淡化技术清单

浏览 81次 来源:【jake推荐】 作者:-=Jake=-    时间:2021-03-25 20:46:23
[摘要] 现代意义上的海水淡化技术,是在第二次世界大战以后才发展起来的。水资源危机对海水淡化提出了前所未有的需求。国外尤其是极度缺水的中东地区,海水淡化有大规模的应用。世界上许多国家都投入巨资,研发海水淡化技术、建立海水淡化工厂。海水淡化成本过高,一度是企业不感冒的主要绊脚石。他介绍,针对船上的海水淡化装备研发也正在进行,预计今年下半年将在船上进行示范。

现代海水淡化技术仅在第二次世界大战之后才发展起来。当时,人类的工农业发展和人口增长进入了快速发展的模式,淡水供应日益紧张AG真人 ,一些沿海城市也面临着严重的水短缺问题。水危机对海水淡化提出了前所未有的需求。在国外,特别是在水资源极为匮乏的中东地区,海水淡化已被广泛使用。许多外国岛屿都严重依赖海水淡化,例如西部的大加那利岛,美属维尔京群岛和新加坡以及马尔代夫,在这200多个有人居住的岛屿上都设有海水淡化站。

世界上有20多种海水淡化技术,包括反渗透,低多效率,多阶段闪蒸,电渗析,压力蒸汽蒸馏,露点蒸发,水电热电联产,热膜热电联产以及使用核能,太阳能,风能,潮汐能,海水淡化技术等,以及许多预处理和后处理过程,例如微滤,超滤和纳滤。当前凤凰体育平台 ,主流技术是膜技术(包括反渗透,电渗析,电去离子等)和热技术(包括多效蒸馏和多级闪蒸等)。两种方法都有其优点和缺点,但是都具有高能耗的问题。世界上许多国家都在海水淡化技术的研究和开发以及海水淡化工厂的建立方面投入了大量资金。

从广义分类的角度来看,它主要分为两类:蒸馏法(热法)和膜法。其中,低效多效蒸馏法,多级闪蒸法和反渗透膜法是世界上的主流技术。一般而言,低效率具有节能,对海水预处理的要求低以及脱盐水的质量高的优点。反渗透膜法投资少,能耗低,但对海水预处理要求高。多级闪蒸蒸发法具有工艺成熟,运行可靠,产量大的优点,但能耗较高。人们普遍认为,低效多效蒸馏法和反渗透膜法是未来的发展方向。据估计,“十二五”期间,我国海水淡化日产量将达到1.5到200万吨,是现有生产能力的四倍三、,投资规模将达到200亿左右。元。

冻结方法

冷冻法,即冷冻海水使其冷冻,并在液态海水变成固态冰的同时分离出盐分。冷冻方法和蒸馏方法均具有不可克服的缺点。其中,蒸馏法消耗大量能量yb体育 ,在仪器中产生大量水垢,但所获得的淡水不多。虽然冷冻法也消耗大量能量,但所获得的淡水味道不好,难以使用。

冷冻海水淡化过程的预冷却。海水脱气后,可以与浓缩的盐水和从蒸发结晶器中排出的淡化水进行热交换,并被预冷至海水的冰点附近。冷冻海水淡化过程的脱气。因为溶解在海水中的不可冷凝气体几乎会在低压条件下释放,并且不会在冷凝器中冷凝。这将增加系统的压力,使蒸发结晶器中的压力高于两相点压力,并中断操作。显然,减压脱气方法适用于该系统。

蒸馏方法

脱盐方法是影响海水蒸发和冻结速度的主要因素。

海水淡化过程中的冰盐水是一种固液系统。普通的分离方法可以分离冰盐水,但是分离方法不同,并且获得的冰晶的盐含量也不同。实验结果表明,真空过滤法制得的冰晶含盐量远低于大气过滤法制得的冰晶含盐量。

海水淡化过程中的蒸汽冷凝在蒸发结晶器中,除了从海水中沉淀出冰晶外,还会产生大量的蒸汽。必须及时清除这些蒸汽,以使海水不断蒸发并冻结。

反渗透方法

通常也称为超滤法,它是一种仅在1953年才采用的膜分离脱盐方法。该方法使用半渗透膜,该膜仅允许溶剂渗透,而不能使溶质从海水中分离出淡水。通常,淡水通过半透膜扩散到海水侧,海水侧的液面逐渐上升直至达到一定高度。这个过程是渗透。此时,海水侧上方的水柱的静压称为渗透压。如果向海水侧施加的压力大于海水的渗透压,则海水中的纯净水将使渗透作用反向转化为淡水。反渗透的最大优势是节能。它的能耗仅为电渗析方法的1/2,而仅为蒸馏方法的1/40。因此,自1974年以来,美国和日本等发达国家已将其发展重点逐渐转向反渗透。

反渗透海水淡化技术发展迅速,项目成本和运行成本不断降低。主要的发展趋势是降低反渗透膜的工作压力,提高反渗透系统的回收率,采用廉价,高效的预处理技术,增强系统的抗污染能力。

太阳能法

早期人类将太阳能用于海水淡化,主要是利用太阳能进行蒸馏,因此早期的太阳能海水淡化装置通常被称为太阳能蒸馏器。蒸馏系统被动式太阳能蒸馏系统的一个例子是使用了近150年的锅式太阳能蒸馏器。由于其简单的结构和方便的材料,它仍被广泛使用。泛型太阳能蒸馏器的研究主要集中在材料的选择,各种热特性的改进以及将其与各种类型的太阳能收集器一起使用上。与传统的动力源和热源相比,太阳能具有安全环保的优点。结合太阳能收集和脱盐技术的两个系统是一种可持续的脱盐技术。太阳能淡化技术由于不消耗常规能源,无污染,所获得的淡水纯度高等优点而逐渐引起人们的关注。太阳能蒸馏方法使用简单的太阳能蒸馏器。该蒸馏器由一个水箱组成,该水箱在水箱中带有黑色的多孔毡芯浮孔,并且在水箱的顶部覆盖了一个透明玻璃盖层,该盖层具有封闭的边缘。阳光穿过透明的覆盖层,并投射到黑色隔热槽的底部,在此处将其转化为热量。因此,塑料芯中水表面的温度始终高于透明覆盖层底部的温度。水从毛毡芯蒸发,蒸汽扩散到覆盖层上并冷却成液体,然后排入不透明的蒸馏罐。

低温多效蒸馏淡化技术

低温多效海水淡化技术是指盐水的最高蒸发温度低于70℃的蒸馏淡化技术。其特点是串联了一系列串联的卧式喷雾降膜蒸发器,第一蒸汽输入一定量的蒸汽。冷凝后,获得的蒸馏水的脱盐过程是蒸汽量的倍数。

多效蒸发是在多个串联的蒸发器中蒸发加热的海水。从前一个蒸发器蒸发的蒸气用作下一个蒸发器的热源,并凝结成淡水。其中,低温多效蒸馏是蒸馏中最节能的方法之一。由于节能因素,低温多效蒸馏技术正在迅速发展。设备的规模在增加,成本也在降低。主要的发展趋势是增加第一效温度并增加装置的单水生产能力。使用便宜的材料来降低工程成本并提高工作温度。提高换热效率等。低温多效蒸馏海水淡化设备包括蒸汽供应系统,水分配系统,蒸发器,淡水箱和浓缩水箱。蒸汽供应系统的原始蒸汽入口放置在中效蒸发器上。工作方法是:[1)配水系统喷洒海水; [2)将原蒸汽输入到中间效果蒸发器的蒸发器管内部; [3)蒸汽在蒸发器管中冷凝以将热量传递到外部蒸发器管吸收热量以产生蒸发;(4)新鲜蒸汽被输送到管两侧的蒸发管。管的外部吸收热量并产生蒸发;(6)每个效果蒸发器都会重复蒸发并冷凝过程;(7)蒸馏水进入淡水箱;(8)浓缩盐水进入浓缩水箱。

多级闪蒸

所谓的闪蒸是指当一定温度下的海水压力突然下降时,一部分海水突然蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化是在逐渐降低的压力下在多个闪蒸室中蒸发加热的海水,并冷凝蒸汽以获得淡水。目前,全球多级闪蒸法海水淡化厂仍是产量最大,技术最成熟,操作安全性高,灵活性高的特点。它主要与火力发电厂结合建造,适用于大型和超大型海水淡化厂。它主要用于海湾国家。多级闪蒸技术成熟可靠。主要的发展趋势是提高机组的单机水生产能力,降低机组能耗,提高换热效率。

电渗析法

该方法的关键技术是新型离子交换膜的开发。离子交换膜是厚度为0. 5- 1. 0mm的功能性膜,根据其选择性渗透性分为正离子交换膜(正膜)和负离子交换膜(阴离子膜)。电渗析方法是将具有选择性渗透性的正膜和负膜交替排列以形成多个独立的隔室。海水被淡化,而相邻隔间的海水被浓缩,淡水和浓缩水被分离。电渗析不仅可以淡化海水,还可以用作水质处理手段,以促进污水的再利用。此外,该方法越来越多地用于化学亚搏登陆 ,制药和食品行业的浓缩海水淡化技术有哪些,分离和纯化。

压力蒸汽蒸馏

蒸馏是将海水加热沸腾并蒸发,然后将蒸汽冷凝成淡水的方法。蒸馏海水淡化技术是工业应用中的第一项淡化技术。它的特点是即使在严重污染和具有高生物活性的海水环境中也适用,并且产品水具有高纯度。与膜式海水淡化技术相比,蒸馏法可利用发电厂及其他工厂的低级热量,对原海水质要求低,装置的生产能力大。它是目前主流的海水淡化技术之一。

露点蒸发

露点蒸发淡化技术是一种微咸水和海水淡化的新方法。它基于载气加湿和除湿的原理,同时回收冷凝和除湿的热量,并且通过混合气体侧的传热来控制传热效率。露点蒸发淡化技术以空气为载体,通过对海水或微咸水进行加湿和除湿,并通过传热将除湿过程与加湿过程结合在一起,从而将淡水的冷凝潜热直接转移到空气中,从而制成淡水。蒸发腔室提供蒸发潜热,用于蒸发盐水,以提高过程的热效率。建立了两个具有有效传热面积9. 6 m〜2和2. 75 m〜2的加湿/除湿耦合的露点蒸发淡化设备。建立了相应的实验设备和计算机数据采集系统。成功完成了露点蒸发淡化的基本过程和参数关联实验以及强化传热/传质淡化的实验。

真空冷冻

真空冷冻海水淡化的过程包括脱气,预冷却,蒸发结晶,冰晶洗涤,蒸汽冷凝等步骤。海水淡化水产品符合国家饮用水标准,是一种理想的海水淡化方法。

海水淡化的高成本曾经是公司不感冒的主要绊脚石。当前使用的膜方法和热方法的最大问题是“浪费电和烧钱”。该技术主要消耗电能海水淡化技术有哪些,并使用反渗透膜拦截杂质和盐分。每隔一段时间,膜需要清洁甚至更换。功耗以及膜的维护和更换是该技术成本高昂的关键问题。简而言之,热法是蒸馏。就像在家里煮汤一样,水在常压下会以100摄氏度的速度蒸发。但是海水不好,如果像汤一样进行定期蒸馏,会出现一层厚厚的水垢。海水的工业脱盐通常使用负压蒸馏。水不必为100摄氏度,但是数十摄氏度将被蒸发。海水不会结垢,这已成为海水淡化的另一种可靠方法,但也存在成本高的缺点。

目前,我国沿海地区有许多万吨级和十万吨级的海水淡化项目相继投入运营。今年1月15日,国家海洋局局长王宏在接受采访时说,“十二五”期间,海水淡化设备的国产化率已从40%提高到目前的85%。 “我们开发的利用余热进行海水淡化的新技术可用于岛屿,远洋渔船,近海平台,沿海地区等,这可以大大减少实际的能源消耗和海水淡化的成本。 ”尽管没有严格的成本核算方法,但张凤鸣预计,与其他两种技术相比,利用余热发电至少可以节省三分之一的成本。

“技术原理并不是特别困难,”张凤鸣说。困难在于系统控制,过程优化和设备设计。困难在于与电厂建设和岛屿工作环境的协调。每天只有两艘船进入该岛。 ,人员和设备的运输受到限制,相应的工程成本是大陆的两倍或三倍,运输和人力非常昂贵。他介绍说,舰船上的海水淡化设备也在研究和开发中,预计今年下半年将在舰船上进行示范。

老王
本文标签:海水淡化,太阳能,能源

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