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海水淡化都有哪幾種方法?目前蒸餾法是哪個(gè)國家做得最好?[限時(shí)回答]

作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2023-01-06分類:無機(jī)化工瀏覽:108


導(dǎo)讀:蒸餾法蒸餾法雖然是一種古老的方法,但由于技術(shù)不斷地改進(jìn)與發(fā)展,該法至今仍占統(tǒng)治地位。蒸餾淡化過程的實(shí)質(zhì)就是水蒸氣的形成過程,其原旦如同海水受熱蒸發(fā)形成云,云在一定條件下遇冷形成雨...

蒸餾法

蒸餾法雖然是一種古老的方法,但由于技術(shù)不斷地改進(jìn)與發(fā)展,該法至今仍占統(tǒng)治地位。蒸餾淡化過程的實(shí)質(zhì)就是水蒸氣的形成過程,其原旦如同海水受熱蒸發(fā)形成云,云在一定條件下遇冷形成雨,而雨是不帶的咸味的。根據(jù)設(shè)備蒸餾法、蒸汽壓縮蒸餾法、多級(jí)閃急蒸餾法等。

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。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端,其中蒸餾法會(huì)消耗大量的能源并在儀器里產(chǎn)生大量的鍋垢,而所得到的淡水卻并不多;而冷凍法同樣要消耗許多能源,但得到的淡水味道卻不佳,難以使用。

反滲透法

通常又稱超過濾法,是1953年才開始采用的一種膜分離淡化法。該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質(zhì)透過的半透膜,將海水與淡水分隔開的。在通常情況下,淡水通過半透膜擴(kuò)散到海水一側(cè),從而使海水一側(cè)的液面逐升高,直至一定的高度才停止,這個(gè)過程為滲透。此時(shí),海水一側(cè)高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對(duì)海水一側(cè)施加一大于海水滲透壓的外壓,那么海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能。它的能耗僅為電滲析法的1/2,蒸餾法的1/40。因此,從1974年起,美日等發(fā)達(dá)國家先后把發(fā)展重轉(zhuǎn)向反滲透法。

反滲透海水淡化技術(shù)發(fā)展很快,工程造價(jià)和運(yùn)行成本持續(xù)降低,主要發(fā)展趨勢(shì)為降低反滲透膜的操作壓力,提高反滲透系統(tǒng)回收率,廉價(jià)高效預(yù)處理技術(shù),增強(qiáng)系統(tǒng)抗污染能力等。

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(duì)它的應(yīng)用有了近150年的歷史。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、取材方便,至今仍被廣泛采用。目前對(duì)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。

低溫多效

多效蒸發(fā)是讓加熱后的海水在多個(gè)串聯(lián)的蒸發(fā)器中蒸發(fā),前一個(gè)蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的蒸汽作為下一蒸發(fā)器的熱源,并冷凝成為淡水。其中低溫多效蒸餾是蒸餾法中最節(jié)能的方法之一。低溫多效蒸餾技術(shù)由于節(jié)能的因素,近年發(fā)展迅速,裝置的規(guī)模日益擴(kuò)大,成本日益降低,主要發(fā)展趨勢(shì)為提高裝置單機(jī)造水能力,采用廉價(jià)材料降低工程造價(jià),提高操作溫度,提高傳熱效率等。

多級(jí)閃蒸

所謂閃蒸,是指一定溫度的海水在壓力突然降低的條件下,部分海水急驟蒸發(fā)的現(xiàn)象。多級(jí)閃蒸海水淡化是將經(jīng)過加熱的海水,依次在多個(gè)壓力逐漸降低的閃蒸室中進(jìn)行蒸發(fā),將蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化裝置仍以多級(jí)閃蒸方法產(chǎn)量最大,技術(shù)最成熟,運(yùn)行安全性高彈性大,主要與火電站聯(lián)合建設(shè),適合于大型和超大型淡化裝置,主要在海灣國家采用。多級(jí)閃蒸技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠,主要發(fā)展趨勢(shì)為提高裝置單機(jī)造水能力,降低單位電力消耗,提高傳熱效率等。

電滲析法

該法的技術(shù)關(guān)鍵是新型離子交換膜的研制。離子交換膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片,按其選擇透過性區(qū)分為正離子交換膜(陽膜)與負(fù)離子交換膜(陰膜)。電滲析法是將具有選擇透過性的陽膜與陰膜交替排列,組成多個(gè)相互獨(dú)立的隔室海水被淡化,而相鄰隔室海水濃縮,淡水與濃縮水得以分離。電滲析法不僅可以淡化海水,也可以作為水質(zhì)處理的手段,為污水再利用作出貢獻(xiàn)。此外,這種方法也越來越多地應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的濃縮、分離與提純。

壓汽蒸餾

壓汽蒸餾海水淡化技術(shù),是海水預(yù)熱后,進(jìn)入蒸發(fā)器并在蒸發(fā)器內(nèi)部分蒸發(fā)。所產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)壓縮提高壓力后引入到蒸發(fā)器的加熱側(cè)。蒸汽冷凝后作為產(chǎn)品水引出,如此實(shí)現(xiàn)熱能的循環(huán)利用。

流通電容吸附法

露點(diǎn)蒸發(fā)法

露點(diǎn)蒸發(fā)淡化技術(shù)是一種新的苦咸水和海水淡化方法。它基于載氣增濕和去濕的原理,同時(shí)回收冷凝去濕的熱量,傳熱效率受混合氣側(cè)的傳熱控制。

水電聯(lián)產(chǎn)

水電聯(lián)產(chǎn)主要是指海水淡化水和電力聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供。由于海水淡化成本在很大程度上取決于消耗電力和蒸汽的成本,水電聯(lián)產(chǎn)可以利用電廠的蒸汽和電力為海水淡化裝置提供動(dòng)力,從而實(shí)現(xiàn)能源高效利用和降低海水淡化成本。國外大部分海水淡化廠都是和發(fā)電廠建在一起的,這是當(dāng)前大型海水淡化工程的主要建設(shè)模式。

熱膜聯(lián)產(chǎn)

熱膜聯(lián)產(chǎn)主要是采用熱法和膜法海水淡化相聯(lián)合的方式(即MED-RO或MSF-RO方式),滿足不同用水需求,降低海水淡化成本。目前,世界上最大的熱膜聯(lián)產(chǎn)海水淡化廠是阿聯(lián)酋富查伊拉海水淡化廠,日產(chǎn)海水淡化水量為45.4萬立方米,其中,MSF日產(chǎn)水28.4萬立方米,RO日產(chǎn)水17萬立方米。其優(yōu)點(diǎn)是:投資成本低,可共用海水取水口。RO和MED/MSF裝置淡化產(chǎn)品水可以按一定比例混合滿足各種各樣的需求。

此外,以上方法的其他組合也日益受到重視。在實(shí)際選用中,究竟哪種方法最好,也不是絕對(duì)的,要根據(jù)規(guī)模大小、能源費(fèi)用、海水水質(zhì)、氣候條件以及技術(shù)與安全性等實(shí)際條件而定。

實(shí)際上,一個(gè)大型的海水淡化項(xiàng)目往往是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。就主要工藝過程來說,包括海水預(yù)處理、淡化(脫鹽)、淡化水后處理等。其中預(yù)處理是指在海水進(jìn)入起淡化功能的裝置之前對(duì)其所作的必要處理,如殺除海生物,降低濁度、除掉懸浮物(對(duì)反滲透法),或脫氣(對(duì)蒸餾法),添加必要的藥劑等;脫鹽則是通過上列的某一種方法除掉海水中的鹽分,是整個(gè)淡化系統(tǒng)的核心部分,
這一過程除要求高效脫鹽外,往往需要解決設(shè)備的防腐與防垢問題,有些工藝中還要求有相應(yīng)的能量回收措施;后處理則是對(duì)不同淡化方法的產(chǎn)品水針對(duì)不同的用戶要求所進(jìn)行的水質(zhì)調(diào)控和貯運(yùn)等處理。海水淡化過程無論采用哪種淡化方法,都存在著能量的優(yōu)化利用與回收,設(shè)備防垢和防腐,以及濃鹽水的正確排放等問題。

海水淡化技術(shù)的發(fā)展與工業(yè)應(yīng)用,已有半個(gè)世紀(jì)的歷史,在此期間形成了以多級(jí)閃蒸、反滲透和多效蒸發(fā)為主要代表的工業(yè)技術(shù)。專家普遍認(rèn)為,今后三、四十年在工業(yè)應(yīng)用上,仍將是這三項(xiàng)技術(shù)“唱主角”,但反滲透的比重將越來越大。從地區(qū)上來講,中東海灣國家仍將以多級(jí)閃蒸為首選,因?yàn)樗哂写笮突统笮突▎闻_(tái)設(shè)備產(chǎn)水量目前已高達(dá)日產(chǎn)淡水4~5萬噸)、適應(yīng)于污染重的海灣水以及預(yù)處理費(fèi)用低的優(yōu)勢(shì);然而在中東以外地區(qū)將以反滲透或膜法為首選,因?yàn)槟しǖ哪芎暮统杀径季哂袃?yōu)勢(shì),以北美地區(qū)為例,近期的發(fā)展已經(jīng)表明,在淡化和水處理方面都將以膜法為主。
做得最好的是以色列。

標(biāo)簽:蒸餾限時(shí)淡化


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