向大海要水喝!(下)

2017-02-27 02:21
农村青少年科学探究 2017年11期
关键词:闪蒸淡化蒸发器

○本刊记者

多效蒸发是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发,前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源,并冷凝成为淡水。其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。

多级闪蒸技术是将经过加热的海水,依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发,将蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化装置中以多级闪蒸方法产量最大,技术最成熟,运行安全性高,主要与火电站联合建设,主要在海湾国家采用。

电渗析法的技术关键是新型离子交换膜。离子交换膜是0.5mm~1.0mm厚度的功能性膜片,按其选择透过性区分为正离子交换膜(阳膜)与负离子交换膜(阴膜)。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列,组成多个相互独立的隔室,一个隔室的海水被淡化,而相邻隔室的海水被浓缩,淡水与浓缩水得以分离。这种方法越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。

压汽蒸馏海水淡化技术,是将海水预热后,进入蒸发器内部分蒸发,产生的二次蒸汽经压缩机引入到蒸发器。蒸汽冷凝后作为产品水引出,以实现热能的循环利用。

由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本,水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力,从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的,这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。

热膜联产是热法和膜法相联合的方式,可以满足不同用水需求,降低海水淡化成本。目前,世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋富查伊拉海水淡化厂,日产淡化水45万立方米。其优点是:投资成本低,可以按一定比例提供淡水以满足各种各样的需求。

【记者】这么多方式!哪种最好?

【苏德水】优劣不是绝对的,要根据规模大小、能源费用、海水水质、气候条件以及技术与安全性等实际条件而定。

一个大型的海水淡化项目往往是一个非常复杂的系统工程。就主要工艺过程来说,包括海水预处理、淡化(脱盐)、淡化水后处理等。预处理是指在海水进入淡化装置之前对其所作的处理,如滤除浮游生物,降低浊度,除掉悬浮物(反渗透法),脱气(蒸馏法),添加必要的药剂等。脱盐是除掉海水中的盐分,是整个淡化系统的核心部分,除要求高效脱盐外,往往需要解决设备的防腐与防垢问题,有些工艺还要求有相应的能量回收措施。后处理是针对不同的用户要求所进行的水质调控和贮运。海水淡化过程无论采用哪种方法,都存在着能量的优化利用与回收,设备防垢和防腐,以及浓盐水的正确排放等问题。

【记者】有没有比较方便、快捷、廉价的海水淡化设备呢?

【苏德水】可以将海水淡化设备安装于一个标准集装箱内,避免了管道、电器安装等大量的土建工程,可大大节省投资,特别适用于边远地区、海岛地区以及灾害救援的紧急使用。

第一步,海水被提取泵抽取到水箱里。第二步,经过沉淀池和过滤器,将海水中的藻类、泥沙过滤掉。第三步,投放杀菌剂,过滤,调整pH值。第四步,淡化。

加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发,前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一个蒸发器的热源,并冷凝成为淡水。淡化装置中排出淡水,里面的浓盐水则输送给制盐企业,后者在不占用盐田的情况下,能新增可观的原盐产量。

【记者】这样制出来的淡水是不是价格很高啊?

【苏德水】原水(来自水库的未经加工的水)每吨为2.5元,如果要加工成企业用的高纯度锅炉用水,每吨需要增加6元左右,即每吨8.5元。与加工水相比,海水淡化水本身品质很高,无须再进行处理,可直接用于工业锅炉。以此为依据,海水淡化水的出厂价格如果定为每吨6元,受水方在10千米以内的加收0.5元管输费,10千米~20千米的加收1元管输费,则海水淡化水的市场价格被锁定在每吨6.5元~7元。所以对于企业来说,使用海水淡化水还是很划算的。

但是,对老百姓来说,每吨6元的价格还是有点高,需要进一步降低成本,服务百姓。

海水淡化水价是按照生产运营企业的生产成本计算出来的,而自来水是享有政府补贴的,单靠企业通过市场化手段来推动是比较困难的。如果能用太阳能、风能等自然能发电,淡化海水的价格能够降到1立方米水3元~5元,就能将海水充分利用起来。

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