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海水淡化设备的技术

2020-07-01

人类社会的高速发展对淡水资源的过度使用导致地球上淡水的自循环平衡正在逐渐被打破,人类将不得不面对淡水资源缺少的危机。虽然地球表面70%的面积被水覆盖,但能被人类直接使用的淡水仅占其间缺乏1%,所以从宽广的海洋中汲取淡水成为人类向往的处理水资源缺少的途径。进入21世纪后,淡水资源更加匮乏使得海水淡化技能从缺水的中东地区逐渐扩展使用到国际主要滨海国家,海水淡化设备也从开始的单一蒸馏法逐渐发展出冷冻法、气体水化物法、渗透膜法、离子交换法等诸多办法。


海水淡化设备


蒸馏法

蒸馏法原理简单,是最早被使用的海水淡化技能,选用将海水加热蒸腾再冷凝的办法除掉海水中对人体有害的盐分和杂质得到淡水。

1、多效蒸馏法

多效蒸馏法将一系列蒸馏器串联起来,热源蒸汽(一般为工厂废热)从榜首级进入将热量传递到一级蒸馏室的海水中。海水在蒸馏室中负压的效果下沸点降低,然后易于被低档次余热蒸汽加热气化,气化后的海水蒸汽又可作为第二级蒸馏的热源。串联的多级蒸馏室使得热源的余热被充分使用,产生远大于热源蒸汽量的蒸馏水,因而可使用于大规模海水淡化工程.低温多效蒸馏法因为可使用工厂低档次余热(热源蒸汽温度低于70℃),而被广泛使用。首钢京唐海水淡化项目即是钢铁生产流程低档次余热使用的典型代表,其原理如图2所示。使用钢铁流程低档次余热作为热源,钢厂热蒸汽从左边管道(赤色)进入榜首级蒸馏室中的换热管中。室顶的海水喷雾装置将海水雾化喷出,然后增大水雾与换热管的触摸面积。水雾吸收换热管的热量气化为水蒸气,冷凝之后汇入蒸馏水管道,浓盐水流入收集槽。剩余蒸汽携带余热进入下一级换热管作为第二级的热源,通过七级蒸馏室将钢厂余热蒸汽的热量充分使用,蒸汽温度由榜首级的70℃左右下降到第七级的45℃左右。图2中第七级蒸馏室处的空气引射和蒸汽引射装置使整个设备中产生负压,然后降低水的沸点,加快气化过程,一起该负压作为整个系统中热蒸汽从一级流向七级的驱动力。


海水淡化设备


2、多级闪蒸法

多级闪蒸法是将海水预热后导入闪蒸室,闪蒸室的压力低于热海水的饱和蒸气压,因而热海水进入闪蒸室即迅速蒸腾,将蒸汽冷凝后得到淡水。因为其牢靠,中东产油国大多选用此办法,并将其与发电厂结合。例如,阿联酋建造了国际上大的发电厂-多级闪蒸机械过滤设备。此办法的长处在于淡化海水过程中整个容器的传热面与蒸腾面相互别离,然后杜绝了断垢的产生。此外多级闪蒸法还具有工艺老练、维护量小、对原水要求低、适用寿命长、出水质量好、热功率高的长处,因而成为现在使用广泛的工艺。而缺陷则是耗电量大,此办法的淡化水产值占国际总产值的70%以上,能耗一直维持在10kWh/m3以上。

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