水灌溉技術(shù)論文論海水淡化及其發(fā)展(編輯修改稿)
2025-07-11 00:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 閃蒸法、低溫多效 法和反滲透法發(fā)揮了突出的作用 ,成為當(dāng)代海水淡化與苦咸水淡化技術(shù)的主流。近年來 ,1 種將蒸餾法和膜法進(jìn)行集成耦合的海水淡化技術(shù)更具挑戰(zhàn)性?，F(xiàn)主要介紹多級閃蒸 (MSF) 、低溫多效 (MED)及反滲透法 (RO) 的技術(shù)情況 ,同時(shí) ,對其在國內(nèi)外海水淡化市場上的占有率、運(yùn)行及投資成本、技術(shù)特征等主要指標(biāo)進(jìn)行比較分析。 3. 1 技術(shù)原理 3. 多級閃蒸 多級閃蒸法是利用蒸餾的原理 ,即液體在沸點(diǎn)時(shí)將產(chǎn)生蒸汽的原理 ,將溶液中的水份轉(zhuǎn)變成 蒸汽 ,而與溶解于溶液中的鹽份分離 ,其工藝流程原理見圖 1 。閃蒸 ( Flashing ) 以 壓方式降低沸點(diǎn) ,并產(chǎn)生蒸汽 ,再將蒸汽冷凝后 ,即可制得淡水。由于此方法并 有使含鹽水真正沸騰 (僅是表面沸騰 ) 與熱傳表面積接觸 ,可以大幅改善因蒸餾產(chǎn)生的積垢 ( Scale ) 問題 ,這種方法于 1950 年代即已有商業(yè)化的規(guī)模 ,加上其產(chǎn)量較大 ,廣為中東產(chǎn)油國所采用。 多級閃蒸的工藝過程 ,在海水淡化系統(tǒng)中主要被分成 2 個(gè)區(qū)域 ,一為加熱區(qū) ,作為進(jìn)料海水之預(yù)熱使用 ,一般多采蒸汽作熱源 ,蒸汽冷凝后回到鍋爐。另一為閃化區(qū)域 ,系一多級的閃化與熱回收區(qū) ,通常為 16 級至 50 級不等 ,級數(shù)隨著不同的設(shè)計(jì)要 求而定。各級蒸發(fā)室的壓力依次遞減 ,海水從一級到另一級不斷閃蒸 ,此區(qū)域內(nèi)并不需要外加熱量。已閃蒸蒸發(fā)的水蒸汽上升與蒸發(fā)室上端盤管中之冷進(jìn)料海水作熱交換而冷凝成為淡水 ,最后 1 個(gè)蒸發(fā)室則用蒸汽噴射器 ( Steam Ejector ) 抽真空 ,造成鹽水之表面沸騰。 3. 低溫多效 低溫多效是用高 蒸汽與海水之 差進(jìn)行熱交后 ,將受熱沸騰而蒸發(fā)的海水 (不含鹽的水蒸汽 )冷凝并收集而成 。 目前 , 應(yīng)用此原理發(fā)展出沉管式蒸發(fā)器 (Submerged Tube Evaporator , STE ) 。因?qū)⑺羝澳?集液收集于管線 ,且管線沉置于蒸發(fā)器之海水或鹵水中 ,故以此為名 ,其缺點(diǎn)為易結(jié)垢。以及管 殼 ( Shell amp。 Tube ) 式蒸發(fā)器 ,此種蒸發(fā)器系針對沉管式熱利用效益較低之缺點(diǎn)加以改進(jìn)的熱交方式。依海水在管中的流向 ,又可分為垂直管蒸發(fā)器 ( Vertical Tube Evaporator , V TE ) 與水平管蒸發(fā)器 ( Horizontal Tube Evaporator , HTE ) 2 種形式。 低溫多效的主要工藝流程是 :進(jìn)料海水流經(jīng)冷凝器 ,吸取蒸發(fā)器中的熱量 ,提高海水的溫度 。冷凝器后 ,部分海水被排 出 ,剩余部分做進(jìn)料海水加入防垢劑后 ,成為進(jìn)料液被噴灑到蒸發(fā)器各級熱束管上 。蒸發(fā)器換熱管束外部分海水蒸發(fā) ,產(chǎn)生的蒸汽流入下一效的熱束管中 ,經(jīng)受下一級海水噴灑后冷凝 。冷凝后的蒸餾水從束管中流出并被逐級收集。未蒸發(fā)的海水稱做鹽水 ,流向蒸發(fā)器的底部 ,鹽水聚集在蒸發(fā)器底部并流向下一級效 。在最后一效產(chǎn)生的蒸汽在冷凝器束管冷凝 ,流入的海水在此被加熱 。而作為熱源的加熱蒸汽 ,一般輸入到溫度最高一效的蒸發(fā)器管內(nèi) ,在管內(nèi)冷凝后回鍋爐。 3. 反滲透法 反滲透法自 1970 年代后期 ,建造了第一座海水淡化廠后 ,一直是最具 競 / 力的處理技術(shù)之一。反滲透法的原理就是利用半透膜中分子晶格空隙對水及鹽類溶解度的差異而將其分離。在半透膜兩側(cè)分別為淡水及含鹽類之溶液。依熱力學(xué)定律 ,物質(zhì)會(huì)趨向較低化學(xué)勢能的方向移動(dòng) ,因鹽水的化學(xué)勢能較清水為低 ,故由淡水一側(cè)會(huì)產(chǎn)生滲透流 ,通過膜面 ,進(jìn)入鹽水溶液 ,直到膜兩側(cè)化學(xué)勢能達(dá)到平衡為止。當(dāng)兩側(cè)的壓力差等于滲透壓時(shí) ,則達(dá)到平衡狀。若在鹽水一側(cè)施加大于滲透壓之壓力時(shí) ,則鹽水的化學(xué)勢能會(huì)高于清水 ,而使鹽水中的水份 ,通過膜面流向清水側(cè) ,此種現(xiàn)象即稱為反滲透 ,其工藝流程及工廠實(shí)物見圖 , 太陽能法 人類早期利用太陽能進(jìn)行海水淡化，主要是利用太陽能進(jìn)行蒸餾，所以早期的太陽能海水淡化裝置一般都稱為太陽能蒸餾器。餾系統(tǒng)被動(dòng)式太陽能蒸餾系統(tǒng)的例子就是盤式太陽能蒸餾器，人們對它的應(yīng)用有了近 150年的歷史。由于它結(jié)構(gòu)簡單、取材方便，至今仍被廣泛采用。目前對盤式太陽能蒸餾器的研究主要集中于材料的選取、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽能集熱器配合使用上。與傳統(tǒng)動(dòng)力源和熱源相比 ,太陽能具有安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，將太陽能采集與脫鹽工藝兩個(gè)系統(tǒng)結(jié)合是一種可持續(xù)發(fā)展的海水淡化技術(shù)。太陽能海水淡化技術(shù)由于不消耗常 規(guī)能源、無污染、所得淡水純度高等優(yōu)點(diǎn)而逐漸受到人們重視。 冷凍法 冷凍法，即冷凍海水使之結(jié)冰，在液態(tài)淡水變成固態(tài)冰的同時(shí)鹽被分離出去。冷凍法
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