蒸餾法與膜法海水淡化技術(shù)經(jīng)濟比較

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1、蒸餾法與膜法海水淡化技術(shù)經(jīng)濟比較一、海水淡化技術(shù)簡介海水淡化方法已有數(shù)十種，主要包括蒸餾法、膜法和冷凍法等。蒸餾法的原理是將海水加熱，使之蒸發(fā)，然后將蒸汽冷凝即為淡水；它的特點是即使在污染嚴重、高生物活性的海水環(huán)境中也適用，產(chǎn)水純度高，特別適用于作為電廠鍋爐補給水。蒸餾法主要有多級閃蒸、多效蒸餾、壓汽蒸餾三種方法。膜法海水淡化主要是反滲透法和電滲析法。反滲透法是將海水強制加壓使淡水透過膜面進入另一側(cè)，從而實現(xiàn)海水的淡化，它具有投資省、能耗低（無相變）、建設期短、占地少的特點，是海水淡化技術(shù)中近二十年來發(fā)展最快的。電滲析（ED）法以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性而脫

2、除水中離子的淡化過程。由于能耗較高，當反滲透法快速發(fā)展后，實際應用已較少。冷凍法是將海水冷凍到冰點以下，使淡水結(jié)冰、分離、再融化為淡水的過程。但目前尚處于研究中。實際海水淡化應用中，要根據(jù)實際條件來定，需考慮規(guī)模大小、能源費用、原水水質(zhì)、氣侯條件以及技術(shù)及安全性要求等多種因素。從1991年到2001年世界各地建設的海水淡化裝置不同方法比較（見圖1）可清楚的看到，反滲透法是除中東地區(qū)以外世界其他地區(qū)的首選。二、火力發(fā)電廠鍋爐補給水及城鎮(zhèn)生活用水的水質(zhì)要求火電廠需大量的優(yōu)質(zhì)淡水，對于一個4×60０MW的火電廠，需要淡水的水量約2.4萬立方米/日，其中鍋爐補給水約為4800立方米/

3、日，其他普通淡水（相當于自來水水質(zhì)）約19200立方米/日。鍋爐補給水（特別是中高壓鍋爐的鍋爐補給水）的水質(zhì)要求較高。1999年頒布的《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量標準》（GB/T12145-1999）規(guī)定了適用于中高壓鍋爐的鍋爐補給水質(zhì)量標準如下：鍋爐補給水質(zhì)量標準種類硬度/(μmol/L)二氧化硅含量/(μg/L)電導率（25℃）/(μS/cm)堿度/（mmol/L）標準值期望值一級化學除鹽系統(tǒng)出水≈0≤100≤5--一級化學除鹽—混床系統(tǒng)出水≈0≤20≤0.30.2-石灰、二級鈉離子交換系統(tǒng)出水≤5---0.8-1.2氫-鈉離子交換系統(tǒng)出水≤5---0.3-0.5

4、二級納離子交換系統(tǒng)出水≤5----以上的水質(zhì)標準是基于離子交換工藝作為電廠水處理的工藝的基礎上編制的。4離子交換工藝包括復床系統(tǒng)、混床系統(tǒng)、氫-鈉離子交換系統(tǒng)等。此次調(diào)研的天津大港電廠、大連石化、山東黃島電廠原采用的水處理工藝均為復床加混床的全離子交換工藝。據(jù)廠家介紹采用全離子交換法工藝的水處理成本均在10元/立方米以上。而采用多級閃蒸或低溫多效法的產(chǎn)水含鹽量一般可以達到5mgL以下，反滲透海水淡化加一級常規(guī)反滲透的工藝也可以使產(chǎn)水達到5mg/L以下。再加上后續(xù)離子交換精制就可作為鍋爐補給水。1985年實施的GB5749-85國家生活飲用水衛(wèi)生標準對集中式和分散式供水的主要指

5、標規(guī)定如下：色度色度不超過15度并不得呈其他異色渾濁度不超過3度，特殊情況下不超過5度臭和味不得有異臭、異味肉眼可見物不得含有PH6.5~8.5總硬度（以碳酸鈣計）450mg/L鐵0.3mg/L硫酸鹽250mg/L氯化物250mg/L溶解性總固體1000mg/L細菌總數(shù)100個/mL總大腸菌群<3個/L蒸餾與反滲透海水淡化的產(chǎn)水都能達到上述標準，但蒸餾法的產(chǎn)水純度較高，水中已很少有礦物質(zhì)，而反滲透海水淡化產(chǎn)水鹽度一般在100～200mg/L左右，并且十分潔凈，作為城鎮(zhèn)生活用水十分合適。二、多級閃蒸法海水淡化裝置技術(shù)經(jīng)濟分析國內(nèi)唯一的多級閃蒸海水淡化裝置建在天津，采用多級閃蒸加

6、離子交換的工藝提供鍋爐補給水。迄今為止已運行近十五年，積累了大量的運行數(shù)據(jù)。現(xiàn)對該海水淡化裝置進行技術(shù)經(jīng)濟分析。大港電廠管理人員提供的該套裝置的運行能耗與2004年4月出版的<海水淡化技術(shù)與工程手冊>第五章節(jié)多級閃蒸工程實例內(nèi)容基本相同。在實例中汽價和電價都未按市場化的價格來確定,并且也未考慮維修費用及其他費用,使實例中得出的運行成本明顯偏低,為了與其他的淡化方法進行比較，對以上成本進行調(diào)整，在統(tǒng)一的條件下進行成本估算，盡可能使之與其他方法有可比性。原摘錄的運行數(shù)據(jù)與調(diào)整后的數(shù)據(jù)見表1。表1:多級閃蒸海水淡化經(jīng)濟分析調(diào)整表摘錄數(shù)據(jù)調(diào)整后備注總投資//設備投資18851885按

7、89年匯率折算開工率100%90%電價（元/度）0.0840.4電力成本(元/立方米)0.3851.83蒸汽單價（元/噸）4.8816與黃島電廠采用的價格相同蒸汽成本(元/立方米)0.49*1.6*按原數(shù)據(jù)計算應為2.29化學品成本(元/立方米)0.920.92維修成本(元/立方米)/0.29按設備投資的1.5%計人力成本(元/立方米)0.2470.210人，2萬元/人年管理成本(元/立方米)/0.1按人力成本的50%計投資成本(元/立方米)/1.74投資回收期20年,利率6.5%運行成本(元/立方米)