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常见的海水淡化方法有哪些?

海水淡化经过几百年的发展技术已经非常成熟,海水淡化的方法有很多种,主要以蒸馏法和膜法淡化技术应用最为广泛。膜法主要以反渗透技术为主,蒸馏法中达到商业用途的主要有多效蒸馏、压汽蒸馏和多级闪蒸。下面介绍这几种常用的海水淡化方法

反渗透法(RO):

反渗透海水淡化是通过高压泵使海水从膜的一侧进入,利用膜的选择透过性,水分子可以顺利通过,而盐分等杂质则被截留从而实现海水的脱盐过程。反渗透法是近年来发展最快的海水淡化技术,在世界各地都有广泛应用。无论大型淡化厂还是小型淡化设备都可适用,因能量回收装置的应用,其能耗成本大大降低,已成为海水淡化的首选方法。工艺流程如下:

RO海水淡化工艺流程

低温多效蒸馏(MED):

低温多效蒸馏是一种海水的最高蒸发温度TBT不超过70℃的海水淡化技术,其结构是将一系列的降膜蒸发器串联起来并被分成若干效组,用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝,从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水的海水淡化技术。工艺流程如图:

MED海水淡化工艺

低温多效蒸馏过程操作温度较低,一定程度上减缓了设备的腐蚀及结垢问题,而且也使得使用廉价传热材料成为可能,同样的投资规模下可以安排更多的传热面积,以此提高系统的经济性。

压汽蒸馏(MVC):

MVC海水淡化工艺

是将蒸发过程所产生的二次蒸汽,经压缩提高温度,再作为加热蒸汽使用的淡化过程,其主要目的是充分利用二次蒸汽中的焓值。如果将其轻易地冷凝或排弃,将是能量的极大浪费。

将其稍加压缩,提高其压力后再输入到系统中去,蒸汽压力提高之后其饱和温度也随之相应提高,因此输入系统后可以作为加热源使用。

MVC不需外部提供热源,仅消耗电能,不需冷凝器和冷却水,因而适合在有电网的偏远地区使用。

多级闪蒸(MSF):

MSF海水淡化工艺

是目前最常用的海水淡化方法之一,通过加热至一定温度的海水依次在一系列压力逐渐降低的容器中实现闪蒸汽化,然后再将蒸汽冷凝后得到淡水的过程。

对原海水要求低,预处理简单。技术上成熟可靠,成本适中。多级闪蒸操作温度高,动力消耗大,因此其装置投资和能耗均较高,目前主要集中在中东能源富裕国家使用。

电渗析(ED):

电渗析是在直流电场的作用下,利用具有透过选择性的离子交换膜完成淡化的过程。

离子交换膜是由高分子材料制成的薄膜。主要分阳离子交换膜和阴离子交换膜两种。电渗析过程最基本的工作单元称为膜对。一个膜对构成一个脱盐室和一个浓缩室。

在通电情况下,脱盐中的Na+向阴极方向迁移,Cl-向阳极方向迁移,Na+与Cl-就分别透过阴离子交换膜与阳离子交换膜迁移到相邻的隔室中去。这样脱盐室中的NaCl溶液浓度便逐渐降低,从而实现脱盐。原理图如下:

ED海水淡化原理

以上几种方法凭借各自独特优势成为海水淡化主流技术方法。海水淡化方法还有很多,如冷冻法、电容吸附法、正渗透法、溶剂萃取法等,但大多技术尚未成熟或有局限性难以广泛应用。


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