海水淡化技术集成的研究进展_伍联营

技术进展海水淡化技术集成的研究进展伍联营,夏艳,高从(中国海洋大学化学化工学院,山东青岛266100)摘要:分析了海水淡化技术之间的耦合特性,详细介绍了海水淡化方法自身集成、不同方法间的集成、海水淡化与不同能源的集成、预处理技术与海水淡化的集成以及海水淡化产业链的深度集成的研究进展。指出了海水淡化存在集成度低、缺少理论指导等问题,建议加强海水淡化集成及优化技术的理论研究。关键词:海水淡化;反渗透;多级闪蒸;多效蒸发;集成中图分类号:P747;TQ085.42文献标识码:A文章编号:0253-4320(2006)12-0013-04AdvancesinintegrationofseawaterdesalinationtechnologiesWULian-ying,XIAYan,GAOCong-jie(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,OceanUniversityofChina,Qingdao266100,China)Abstract:Thecouplingcharacteristicsofseawaterdesalinationtechnologiesareanalyzed,andtheintegrationofdesalinationprocessesisintroduced,includingdesalinationmethods,theintegrationbetweendesalinationandenergyresource,pretreatmentanddesalinationandthedesalinationamongindustrialchains.Inaddition,someproblemsindesalinationintegrationsuchaslowdegreeofintegrationandlackoftheoreticalguidancearepointedout.Itisthereforesuggestedthatthetheoreticstudyofdesalinationintegrationandoptimumtechnologiesshouldbestrengthened.Keywords:desalination;reverseosmosis(RO);multi-stageflash(MSF);multi-effectdistillation(MED);integration收稿日期:2006-09-12作者简介:伍联营(1971-),男,硕士,副教授,研究方向为化工系统工程及海水淡化,wulianying@ouc.edu.cn。海水淡化是解决淡水缺乏的重要途径,但能耗高是制约其进一步推广应用的瓶颈,因此,如何降低淡化水的能耗是一个重要课题[1]。解决这一问题的途径主要有2方面:一是开发新的海水淡化工艺,包括淡化方法、淡化设备和材料等;二是对现有的淡化技术进行集成与优化,提高能源的利用效率,实现海水淡化过程的零排放。考虑到环境友好和可持续发展的要求,海水淡化技术的集成与优化必将成为越来越有前景的途径[2-3]。1海水淡化技术的耦合性蒸馏法和膜法是迄今为止海水淡化技术中最主要的2种方法[4-5],其中前者以多级闪蒸(MSF)法和多效蒸发(MED)法为主,后者以反渗透(RO)法为主。蒸馏法所需要的能量可以通过热能、电能、太阳能、风能等不同的方式来提供,故其与不同的能源之间存在耦合的可能性。RO法消耗的能量主要为压力能,并最终可归结为电能,因此RO法存在与不同发电过程进行耦合的可能性。蒸馏法与膜法之间也存在耦合的可能性,主要体现在:①蒸馏法与膜法的物流、能流存在匹配的可能性;②排放的浓盐水可互为进料、共用一套预处理系统和排放系统、二者可与电厂相结合等。2海水淡化技术的集成海水淡化技术集成的目的是充分发挥各方法的优势及合理利用能量,降低成本获取综合效益。其集成大致有3种形式:①海水淡化方法自身及方法间的集成;②能源与海水淡化技术的集成;③发电-海水淡化-综合利用的深度集成。2.1海水淡化方法自身及方法间的集成海水淡化方法自身的集成如多段多级的反渗透或电渗析,可以达到提高回收率或提高产水质量的目的。日本Toray公司研发的BCS(brineconversionsystem)系统的水回收率可达60%,并在西班牙Mas-Palomas4500t/d的装置上实现商业化应用。现在世界范围内运行的BCS系统共有12套[6-9]。海水淡化方法间的集成目前研究最多并应用于实际生产的是RO法与MSF(MED)法的组合。许多学者对MSF法和RO法的集成进行了理论研究。Misra等分析了RO法与MSF法集成的优点。Car-dona等[10]对MSF法与RO法集成淡