沿海電廠海水淡化技術應用現狀

張磊

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.082

摘 要：海水淡化實際上就是降低海水的鹽度，飲用水的鹽度為500mg/L，海水淡化就是把海水的鹽度降低到500mg/L。目前，我國現有的沿海電廠海水淡化技術有以下幾種：一是蒸餾法，二是膜法。其中，蒸餾法包括：一是多級閃蒸法，二是多效蒸餾法，三是蒸汽蒸餾法。膜法包括：一是電滲析法，二是反滲透法。技術人員需要結合實際情況選擇沿海電廠海水淡化技術，以實現海水淡化目標。

關鍵詞：沿海電廠 海水淡化技術 應用

中圖分類號：O434 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（a）-0082-02

相比而言，多級閃蒸法和多效蒸餾法的淡化效果比較好，但是這兩種淡化技術需要投入大量的成本，極少應用于沿海電廠海水淡化中。目前，反滲透淡化技術被廣泛應用于沿海電廠海水淡化中，該技術具有以下應用優勢：一是投資少，二是操作簡單，三是能耗低，四是應用周期短，五是占地面積小。反滲透淡化技術在沿海電廠海水淡化中的應用比例不斷提高，值得大力推廣。

1 沿海電廠海水淡化技術的應用原理

1.1 多級閃蒸法

多級閃蒸法的應用原理實際上就是技術人員先將沿海電廠附近的海水加熱到特定的溫度，然后在海水內放入一個特制的容器，這個容器的壓力必須低于沿海電廠海水的壓力，海水進入容器后會快速被汽化，待海水在容器內冷凝后就會得到所需要的淡水，沒有被淡化的海水會流進另外的容器內，也就是閃蒸室，再次對海水進行淡化處理。多級閃蒸法實際上就是把多個處理容器連接在一起，容器內的壓力會不斷降低，海水的溫度也會不斷下降，最后得到淡水。

實際上，淡化水的效益更多的是體現在造水比上，造水比是淡水質量和熱蒸汽質量的比值。多級閃蒸法的裝置有兩種：一是小型裝置，二是大型裝置。其中，小型裝置的容積比較小，能夠產出的造水比相對較少，需要采用大型裝置產出造水比。5000t的多級閃蒸裝置所能產生的造水比為6～8，10000t的多級閃蒸裝置能產生的造水比為10，50000t的多級閃蒸裝置所產生的造水比可以達到14。多級閃蒸裝置的優點是容量大，但是也有一定的缺點，就是操作彈性比較小，適用性比較低，如果海水淡化裝置內部的傳熱管被腐蝕很有可能會污染水源。

1.2 多效蒸餾法的應用原理

多效蒸餾法的應用原理實際上就是把一定數量的蒸發器連接在一起，在蒸汽進入到第一個蒸發器后，海水就會被轉化為淡化水，在海水蒸發后，蒸汽還會繼續進入下一個蒸發器，海水的溫度還會持續下降，最后被冷凝，從第一個蒸發器到最后一個蒸發器，海水就可以全部被轉化為淡化水。海水在經過冷凝器后會先預熱，然后海水的脫氣會被分成兩個部分，一個部分進入到準備好的進料液中，另一部分會排回大海。技術人員會在進料液中加入一定劑量的阻垢劑，淡化系統會把進料液輸送到排氣管上，這樣部分海水就會被汽化，最終導出淡化水。多效蒸餾法的優點是淡化效率比較高，能耗低，而且操作比較簡單，安全系數比較高。多效蒸餾法的缺點就是設備的占地面積比較大，而且海水淡化的應用成本比較高。

1.3 蒸汽蒸餾法

蒸汽蒸餾法的應用原理實際上就是利用壓縮機把海水的蒸汽壓縮、升溫，最終把海水轉化為淡化水。在應用蒸汽蒸餾法的過程中，海水會先進入儲水池，沉淀一段時間后海水會進入濾清池，過濾一段時間后再進入凈水池。技術人員會在凈水池內部注入一定劑量的蒸餾釜對海水進行減壓處理，海水在遇到蒸餾釜后會不斷地翻騰，并把海水中的異味消除掉，把海水內的細菌過濾掉，然后技術人員還需要繼續向凈水池內加入蒸餾釜，然后把海水排進導流裝置，最終得到淡化水。蒸汽蒸餾法的優點就是淡化效率非常高，而且能耗比較低，裝置的結構非常緊湊，占地面積比較小。蒸汽蒸餾法的缺點就是設備的造價比較高，而且很容易受到外部因素的影響，設備的零件很容易被腐蝕，維修和養護成本比較高。蒸汽蒸餾法主要應用于以下地方：一是陸地海島，二是海上鉆井平臺，三是軍用潛艇。

1.4 海水反滲透法的應用原理

海水反滲透法的應用原理實際上就是技術人員會使用半透膜把海水和淡水隔離開來，這時淡水會流向海水這邊，如果技術人員人為地向海水這邊施加壓力，海水中的純水就會流向淡水這邊。在淡化海水的過程中，半透膜實際上也是一道隔離的屏障，水與溶脂溶解都會在半透膜中，并依靠壓力的梯度讓海水擴散。海水經過淡化后會去除掉海水中原有的固體和有害物質，并經過高壓泵進行脫鹽處理產出淡水，淡水還會在經過專業處理最終產出飲用淡水。高壓泵有以下幾種：一是復泵，二是單螺桿泵，三是高速泵。為了降低海水淡化成本，技術人員會在淡化裝置上安裝回收裝置。目前，海水淡化回收裝置包括：一是透平式回收裝置，二是正移位回收裝置。海水反滲透法的應用優點包括：一是無變相過程，二是能耗低，三是投資低，四是裝置緊湊，五是占地面積小，六是操作簡單，七是維修和保養方便。海水反滲透法的缺點是對于半透膜的要求比較高。

2 我國沿海電廠海水淡化項目

目前，只有以下國家在應用沿海電廠海水淡化技術：一是美國，二是法國，三是以色列，四是中國。如今，我國已經開始自制海水淡化設備，但是對于一些比較關鍵的淡化設備，比如大型的蒸餾設備、半透膜等還需要進口。相比于西方國家，我國沿海電廠海水淡化技術的應用還處于初級階段，我國海水淡化項目都屬于小型項目。從沿海電廠海水淡化技術應用和發展現狀來看，RO是應用最為廣泛的海水淡化技術，具有以下應用優勢：一是投資低，二是能耗低，三是建設周期短。

在新形勢下，沿海電廠海水淡化技術的應用是十分必要的。我國是人口大國，淡水資源的人均占有量非常少，而淡水是國家經濟發展和社會穩定的關鍵因素。但是，我國淡水資源污染的情況十分嚴重，在一定程度上降低了淡水的功能，影響人們的身體健康，威脅社會穩定。我國的淡化水主要來源于地表水和地下水，但是我國的地下水位在不斷下降，地下水的采集難度不斷加大。海水淡化技術的應用解決了淡水緊缺的問題，滿足了人們的用水需求，提高了淡水資源的人均占有率。隨著淡水資源的緊缺，淡水的價格也在不斷上漲，給電廠帶來了很大的壓力，電廠的運營和發展成本在不斷提高。海水淡化技術在沿海電廠的應用解決了電廠用水緊張的問題，降低了電廠的運營成本，提高了電廠的經濟效益和社會競爭力，推動了沿海電廠的發展。

3 結語

如今，淡水資源緊缺問題已經成為全球關注的問題，淡水是人們生活不可或缺的資源。但是，我國淡水人均占有量非常低，而且淡水污染情況越來越嚴重。由于淡水資源的短缺，導致淡水的價格不斷上漲，在一定程度上提高了沿海電廠的用水成本，降低了沿海電廠的經濟效益。對此，海水淡化技術在沿海電廠應用是十分必要的，不僅可以緩解沿海電廠用水緊張的問題，還可以降低電廠的運營成本。當然，沿海電廠海水淡化技術的種類比較多，需要結合實際情況選擇海水淡化技術，發揮出海水淡化技術的作用。事實上，海水淡化技術不僅可以應用于沿海電廠，海水淡化技術的應用范圍在不斷擴大，海水淡化技術的發展前景十分廣闊。技術人員需要合理制定海水淡化方案，有針對性地開展海水淡化工作，提高海水淡化的效率，以實現海水淡化的目標。

參考文獻

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