低温多效海水淡化关键能耗指标的选取及应用
海水淡化技术介绍
海水淡化技术及建设投资运行成本介绍1.海水淡化技术发展现状海水淡化又被称为海水脱盐，也就是从海水中获取淡水的技术和过程。
从海水中取出淡水或者除去海水中的盐分，都可以达到淡化的目的。
从这两条路线出发，海水淡化分为两类。
采用从海水中分离出淡水的方法又可以细分为蒸馏法、冷冻法、反渗透法、水合物法和溶剂萃取法；而第二类则包括电渗析法和离子交换法。
其中目前得到大规模商业应用是反渗透法和蒸馏法。
（1）反渗透海水淡化技术对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶液的薄膜称之为理想的半透膜。
当半透膜把不同浓度的溶液隔开后，在自然情况下，水流是从低浓度盐水侧往高浓度盐水侧流动；当在高浓度盐水侧加上一个适当的压力后，也会将水从高浓度侧压到低浓度侧，见图1。
反渗透海水淡化就是利用该原理，用高压泵将海水增压后，借助半透膜的选择截留作用来除去水中的无机离子得到淡水。
由于反渗透膜的截留粒度小于10×10-10 m，所以反渗透海水淡化同时能滤除各种细菌、病毒，获得高质量的纯水。
图1. 反渗透海水淡化技术原理一般说来，反渗透海水淡化工艺包括四部分：预处理、反渗透、后处理及清洗系统，图2是一种反渗透海水淡化系统的典型工艺流程。
图2. 反渗透系统典型工艺流程图预处理系统的目的是为了充分发挥反渗透淡化系统的技术优越性，保障良好的设计性能和长时间的安全运行，特别是为了保证膜的使用寿命（一般情况下，自来水和苦咸水反渗透膜的使用寿命为5年，而海水膜的使用寿命为3年）而设置。
由于供给的源水不同，其水质组成与杂质成分千差万别，预处理系统也有很大的区别，在决定预处理系统时需要丰富的基础理论知识和工程实际经验。
反渗透装置的主体由反渗透膜堆和高压泵两部分组成，反渗透组件是整个系统的心脏部分，而高压泵是系统的关键部件。
高压泵把进水升压至不同的压力进入膜堆，透过膜的水作为产品水，而未透过膜的作为浓盐水排放。
其设计的核心在于根据不同的原水水质安排不同的回收率，以及通过流程及设备的选用使系统尽可能的节能。
海水淡化低温蒸馏工艺调试浅谈
海水淡化低温蒸憎工艺调试浅谈张印志瞿雯蒋卓初夏惠忠（上海电力建设启动调整试验所有限公司，上海市，200031）【摘要】随着淡水的日趋紧张，寻找新的水源势在必行,对于生活在海边的国家、地区，如何利用好海水淡化技术，越显重要。
本文主要介绍低温多效蒸馆海水淡化技术原理及以国产15000t/d低温多效蒸馆海水淡化系统为例，介绍其调试过程。
【关键词】低温多效蒸傳、海水淡化、国产、调试0引言海水淡化是将海水中的盐分和水分进行分离，生产生活或工业用水的过程。
其主要方法有蒸馆法、膜法等。
本文主要介绍蒸馆法中的低温多效系统调试。
低温蒸憎海水淡化系统每效蒸发器内是由换热管组成，换热管内是蒸汽，管外是与之换热的物料水。
第1效蒸发器内的蒸汽为外部来蒸汽加上末效抽汽，水蒸发形成新的蒸汽进入第2效蒸发器进行换热，此过程逐级进行，直至最后，所有蒸汽在凝汽器内凝结。
除第1效蒸汽冷凝下来的纯水通过凝结水系统进入纯水系统外，后面几效冷凝水从2效逐级自流至末效，通过成品水泵输送至纯水系统。
每效蒸馅后留下的浓盐水，从1效逐级自流至末效浓盐水侧，通过盐水排放泵外排。
1.国产15000t/d低温蒸憎海水淡化系统调试1.1设备系统概况本期海水淡化工程设置2套单机制水容量15000t/d的热法低温多效蒸憾海水淡化装置，系统总出力为30000t/d。
1.1.1主设备系统参数与第1效内海水进行换热，蒸汽冷凝成凝结水，而海表1主设备技术参数项目单位技术数据工艺方式TVC-MED 额定设计产水量m3/d15,000设计最大产水量m3/d16,500设计造水比（GOR）kg/kg>10设备设计出力调节范围%50-110蒸发器效数7效，全再循环效7效进水条件（TSS）mg/L200（建议V50）额定加热蒸汽压力MPa.a0.55额定加热蒸汽温度°C250额定设计蒸汽耗量t/h 55.7项目单位技术数据最大设计蒸汽耗量t/h65.8（110%额定产水量）产品水质量（TDS）mg/L<5产品水温度°C<40额定成品水产量t/h582.7最大成品水产量t/h647（110%额定负荷工况）额定凝结水量t/h98最大凝结水量t/h106.4凝结水温度°C<40凝结水质量（TDS）mg/L<2.5进料方式一级平流高低压两级进料，物料水一级蒸汽回热+凝结水回热加热额定设计海水进水温度°C25最高设计海水进水温度°C31（该工况不保证110%负荷出力）最低设计海水进水温度°C12额定工况海水设计用量t/h2060最大海水用量t/h3334海水含盐量g/kg32排放盐水设计浓缩比 1.47设计排放盐水盐度g/kg47.04排放盐水设计最高盐度g/kg49.3产品水温度/压力°C/MPa<40/0.2凝结水的温度/压力°C/MPa<40/0.4盐水设计排放温度°C<46真空系统方式二级射汽抽气器，二级蒸汽冷凝器制水电耗kWh/m3<1.01.1.2性能保证值>10<5表2设备主要性能保证值_______________________________________________________________________________________________________________造水比(GOR)___________________产品水质量 (TDS)1.2调试目的1.2.1通过调试考核设备和系统的性能是否安全可靠。
海水淡化技术及应用
热 膜偶 合海 水淡 化 技 术 。 膜 耦 热
合是 当今世界海水淡化发展 的技术趋 势 ， 其优势 主要体现在 以下几方面 ： 一是减少 海水取用量 ； 二是利用蒸馏淡化水硼含量 低 的优点 ，降低淡化 厂产水 的硼含量 ；
的两种 海水淡化技术 。２ １ ０ ０年底 已建成 的 海 水 淡 化 装 机 容 量 中 ， 反 渗 透 法
量 为 ７ ０×１ ／ １ ７ ｔ ０ ｄ
国在反渗透 、 温多效等主流海水淡化技 低
术方面均取得重大突破 。 目前 已掌 握 万 吨 级 海 水 淡 化 装 置 成 套 制 造 技 术 ， 成 了具 建 （ＷＲ 占 比最 高 ， ６ ％ ， 级 闪 蒸 蒸 Ｓ Ｏ） 为 ０ 多
是 利 用 纳 滤 预 处 理 ，提 高 系统 回 收 率 ； 四
务 院办公厅 发布 《 关于加 快发展 海水淡
化 产 业 的 意 见 》 是 旨在 加 快 海 水 淡 化 产 业 发 展 ，这 也 是 国 务 院 办 公 厅 第 一 次 发 布 海 水 淡 化 方 面 的 产 业 规 划 ， 计 划 到 ２ １ 使 海 水 淡 化 能 力 日均 达 到 ２ ０到 ０ ５年 ２ ２ ０×１ ｍ ，这 将 是 现 有 处 理 能 力 的 ３ ６ ０ 倍 以上 。 经 过 多年科 技 攻关 和 工程 示范 ， 我
１ 。 ％
— —
综 合利 用 。
海水淡化应 用
世 界 海 水 淡 化 市 场 已颇 具 规 模 。 截
止到 ２１ ０ ０年 ， 全 球 已 有 １０多 个 围 家 ５
备全 面快速 发展 的条件和基础 ， 但是 具有
自主 知 识 产 权 的海 水 淡 化 关 键 技 术 和设
如何提高造水比
如何提高造水比GOR造水比（GOR ）是用来评价一台淡化设备的运行效率最重要的指标，也是考验一个海水淡化操作员操作水平高低的重要标准，怎样用最少的能耗来实现最大的产量是所有海水淡化人一直所思考和探索的问题。
在此，我以首钢京唐低温多效（）海水淡化装置为例讨论低温多效蒸馏装置在TVC 模式下如何能最大限度的提高造水比。
）引入蒸汽质量（）产品蒸馏水质量（t t GOR由以上公式可知，提高蒸馏水产量和降低消耗蒸汽质量均可达到提高造水比的目的。
然而，海水淡化设备的运行又会受到许许多多诸如海水水温、蒸汽品质等外界因素的影响。
一、提高蒸馏水产量，提高造水比低温多效海水淡化装置在生产蒸馏水的过程中要经过两个阶段：1）、低温蒸汽对喷淋海水的非接触蒸发2）、浓盐水在蒸发器效内的低温闪蒸在第一个阶段中，我们要确保在每一效中都能产生相当于甚至多于上一效蒸汽的二次蒸汽来保证蒸馏水在这一阶段的产量。
进入效内蒸汽的温度、压力，喷淋海水的温度、压力以及喷淋的效果、真空度（气压越高，海水蒸发要求的温度越高；气压越低，海水蒸发要求的温度越低）是影响蒸发的主要因素，在外界条件和设备允许的情况下，适当提高蒸汽温度和压力、提高喷淋海水的温度、压力、喷淋效果，降低真空度都直接影响到蒸馏水的产量。
在TVC 模式下满负荷运行时两台热压缩器要求53t/h （1#热压缩器38 t/h ，2#热压缩器15 t/h ）的引入蒸汽进入第一效，在1~7效通过蒸发海水产生约53×7=371t 的二次蒸汽，最终冷却成蒸馏水；那么剩下的521-371=203t的蒸馏水通过第二个阶段产生，即浓盐水的闪蒸，高效的闪蒸取决于各效浓盐水的温度和真空度，根据设计：理论上讲，我们只有提高真空度或是浓盐水的温度就可以提高闪蒸的效率，另外，控制浓盐水槽沿板的高度从而控制浓盐水各效的液位也能控制闪蒸效率，但是真空度和沿板高度受到设备设计上的限制难于调节，而提高浓盐水的温度却很容易，但是考虑到浓盐水排放的温度要求，以及设备结垢的温度限制，我们只能小幅度的提高浓盐水温度，根据经验，一般控制在43℃左右，这是第一效浓盐水温度就会升高到63℃左右。
大型低温多效蒸发海水淡化装置的设计分析
ＨＰ ＆ ＨＴ ｈ ａ ｅｏ ｒｅ ｕ ｌｏ ｒｄ ｃ ｈ ｔａ ｆ ｗ ｆｈ ａ ｅ ｏ ｒｅ Ｓ ｓ ｔ ａｓ ｅｔｒ ｓ ｕ ｃ ，ｂ ｔａｓ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｓｅ ｍ ｌ ｏ ｏ ｅ ｔｒｓ ｕ ｃ Ｏ ａ ｏ ｒｉｅ ＧＯＲ． Ｔｈ ｒａ ｏ ｅ ｔ ｅ ａｅ ｆｈ ａ
ｅ ｈａ ｘｃ ｎｇｅ ａ ｄ Ｇ ＯＲ ｎ ｄｆｅ ｅ ｃ ｍ ｅ ｈ ｌ ｅ ｃ ｍ ｐ ｒ ｄ ｗ ｉｈ ｂａ ｅ ｎ ｔ ａ ｅｑｕ ｔｔ ｆｗ ａ ｅ ａ ｎ Ｏ ａ ｏ ｎ ｉ ｉｆ ｒ ｎｔｓ ｈｅ ｓ ｓ ａ ｌｂ ｏ ａ ｅ ｔ ｓ ｄ ｏ ｈｅｓ ｍ ａｎ ｉｙ ｏ ｔ ｒｍ ｋｉｇ Ｓ ｓ ｔ ｏｂｔ ｉ ｎ ｏｐ ｉ ｕｍ ｓｇ ｓ ｈｅ ｅ ａｎ ａ ｔｍ ｄｅ ｉｎ ｃ ｍ ．
ＴＶＣ Ｍ Ｅ Ｒｅ ｕｔ ｎ ｉａｅ ｔ ａ ｈ ｕｔ ｅｆｃ ｖ ｐ ｒ ｔ ｎ ｉ ｉｗ ｆｔ ｅ ｄ ｓｇ ｒ ｉｇ ｃ ｎ ｉｏ ｆ１ ０ ０／ Ｄ ｓ ｌｓｉｄｃ ｔ ｈ ｔｔ ｅ ｍ ｌｉ ｆｅ ｔｅ ａ ｏ ａｉ ｎ ｖｅ ｏ ｈ ｅｉｎ ｗｏ ｋ ｎ ｏ ｄｔ ｎ ｏ ０ ０ ｔ ｄ — ｏ ｉ
降低 蒸 汽 参 数 ， 仅 可 以 充 分利 用 高 温 高 压 热 源 的 能 量 ， 且 可 以 减 少 热 源 的 蒸 汽 流 量 ， 可 提 高造 水 比 。 对 于 同 不 而 也
一
造 水 量 ， 对 比不 同方 案 的换 热 面积 与 造 水 比 ， 需 以取 得 最优 化 的设 计 方 案 。
Ｍ Ｅ ４效 ＴＶＣ Ｍ ＥＤ、 Ｄ、 — ５效 ＬＴ Ｅ ５效 ＴＶＣ— ＥＤ、 １效 ＴＶＣ— ＥＤ 五 种 设 计 方 案 ， 根 据 不 同 工 艺 流 程 下 Ｍ Ｄ、 Ｍ ４＋ Ｍ 并
低温多效蒸馏法
低温多效蒸馏法低温多效蒸馏法近年来，低温多效蒸馏法（Low-Temperature Multi-Effect Distillation，简称LT-MED）作为一种高效、环保、节能的膜分离技术，逐渐被广泛应用于海水淡化、制备超纯水、处理工业废水等领域。
本文将从原理、操作及特点三个方面介绍LT-MED技术。
一、原理LT-MED技术是基于多效蒸馏过程，通过在膜前或膜后加废热来提高制水效率，降低运行成本。
LT-MED技术在蒸馏过程中，利用多级蒸馏器实现了能量的循环利用，从而节约能源，减少运行成本。
二、操作LT-MED技术通常采用中温低压自然循环（Medium Temperature Low Pressure Natural Circulation，简称MT-LNPC）作为蒸发器的加热方式，将多效蒸馏器中的每一级都与下一级通过大面积双层悬挂膜连接，形成一条长长的“膜管”，从而使膜的使用寿命更长。
而且，在LT-MED技术中还通常采用高渗泵（High-Pressure Pump，简称HPP）来提高膜的通量，达到更高的制水效率。
三、特点1.高效环保LT-MED技术是一种高效、环保的海水淡化技术，不仅可以有效地去除水中的盐分和杂质，而且在制水过程中不需要任何化学添加剂，具有很高的环保性。
2.节能降低成本LT-MED技术在蒸发器中采用自然循环加热方式，充分利用废热，从而实现高效制水，降低运行成本。
3.灵活性强LT-MED技术的设计结构灵活，可根据实际需求进行不同级数的设计，从而满足不同的制水需求。
4.膜寿命长在LT-MED技术中，膜管采用双层悬挂膜连接，使膜管的使用寿命更长，提高了生产效率和经济效益。
综上所述，低温多效蒸馏法作为一种高效、环保、节能的膜分离技术，被广泛应用于海水淡化、工业废水处理等领域。
随着科技的进步和应用的不断深入，相信LT-MED技术会在未来的水处理领域中发挥更大的作用。
低温多效海水淡化系统的Aspen Plus模拟
低温多效海水淡化系统的Aspen Plus模拟作者：马朝勤来源：《中国科技纵横》2017年第20期摘要：本研究借助Aspen Plus模拟平台，建立了低温多效海水淡化系统的平流、顺流、逆流三种工艺流程，并通过实际工程对低温多效系统模型进行了验证，模拟计算得到的各效淡水闪蒸量，浓盐水闪蒸量，淡水累积量及造水比与实际数值基本一致，验证了模拟结果的可信性。
关键词：Aspen Plus；低温多效蒸馏；海水淡化中图分类号：P747 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0057-02当今，日益减少的水资源正在成为人类的生存危机，因此海水淡化得到了快速发展和广泛应用。
其中，适于产业化的低温多效蒸馏法（LT-MED）以“产品水质高、运行成本低、操作弹性大、热效率高、对海水预处理要求低”等特点成为了海淡技术的主要研究方向，但由于各效蒸发器间相互联系，参数相互制约，且工艺流程多样、装置组合灵活、操作工况易变，需要使用迭代的方法对各效进行物料衡算、热量衡算以及传热速率计算等，复杂的计算步骤导致流程的设计和优化非常困难。
而借助于Aspen Plus模拟平台，可以为低温多效海水淡化系统的设计提供有力指导。
1 低温多效系统模型的建立1.1 操作单元模型建立LT-MED海水淡化系统的操作单元主要包括蒸发器、闪蒸罐、冷凝器和蒸汽喷射器（TVC）[1，2]。
本研究应用Aspen Plus 软件中的Heater，Flash2，Valve，Mixer 和FSplit等模块间的不同组合，模拟海水淡化系统中的各个操作单元，详见表1所示。
1.2 低温多效系统模型建立以TVC位于末效的低温四效海水淡化系统为例，分别建立平流、顺流、逆流流程。
详见表2。
2 低温多效系统模型的验证2.1 组分定义和物性方法选择海水是一种含有多种离子的非常复杂的多组分水溶液。
为简化模拟，本研究将海水盐度以等量的氯化钠（NaCl）表示。
由于氯化钠在海水中表现为电解质，所以使用Electrolyte Wizard （电解智能工具）定义各种组分，并选择ELECNRTL作为物性方法来模拟海水系统。
海水淡化工程技术及应用
12
总第 152 期
3 我国已建成的海水淡化厂（站） 初步统计， 截止 2006 年 6 月底， 我国已建成
投产的海水淡化装置总数为 41 套， 合计产水能力 120 394 m3/d。 在 已 建 成 41 套 海 水 淡 化 装 置 中 ， 山 东 省 14 套 ， 浙 江 省 12 套 ， 其 他 省 市 共 25 套 ， 其中采用蒸馏法的共有 5 套装置， 1 套电渗析装 置， 其他均为反渗透海水淡化装置。 具体情况见 表 1。
2009 年 12 月第 6 期
反渗透膜法海水淡化装置。
图 2 2 000 m3/d 的 RO 海水淡化装置
2 海水淡化技术的发展进程 2.1 工程技术 2.1.1 蒸馏法工程技术
低温多效海水淡化技术具有操作温度低、 设 备的腐蚀和结垢趋势小、 系统热效率高， 动力消 耗小， 出水水质好等众多优点。 通过技术联合攻 关， 解决了蒸馏装置从单效到多效的技术接口问 题， 蒸发器、 管板与蒸发管的弹性连接问题， 筛 选出了廉价的耐海水腐蚀的防腐涂料， 取得了具 有自主产权的科研成果。
经过近 20 年工程技术的发展， 反渗透膜材料 不断更新， 膜的性能也有了较大的提高， 脱盐率 可达 99.5％， 抗污染和抗氧化能力大大提高， 技术 的进步使得海水淡化制取饮用水由原来的二级流 程简化为一级流程， 出水含盐量小于 500 ppm， 同 时能量回收及预处理技术均取得较大进展。
海水淡化发展利用状况分析与启示
海水淡化发展利用状况分析与启示[摘要]我国淡水资源日益短缺是多年来的一个重要课题。
自20世纪初以来，海水淡化技术发展迅速。
深度海水淡化作为一种新的技术产品，越来越受到世界各国的重视。
[关键词]资源；海水淡化；可持续发展；技术资源枯竭与环境发展问题将成为21世纪中叶以来人们关注的重要问题之一。
其中，水资源是人类最需要的主要资源之一，不能完全替代人类。
1我国海水淡化技术发展现状1.1传统海水淡化技术1.1.1低温多效蒸馏工艺多效蒸馏装置同时使用多个冷凝器装置，以进一步节省系统热量。
20世纪60年代末，低温多功能冷凝蒸馏技术（LT-MED）问世，有效解决了传统多功能冷凝系统技术引起的蒸发器结垢腐蚀和腐蚀失效两大主要问题，多效热蒸馏技术（LT-MED）技术系统具有以下独特的结构优势：系统操作灵活性较高，废水水质效果好，规模污染减少较大。
然而，其低温余热耗散不是很稳定，效率低，这使得其运行成本仍然很高。
因此，LT-MED技术更适合一些大型基础设施项目。
与部分电厂、市政管线连接，提高综合运行效率。
1.1.2多级闪蒸工艺多级闪蒸系统也可由多个蒸汽罐串联布置。
可降低串联汽罐内部蒸汽压力，实现多级闪蒸。
它的成功问世进一步解决了传统多级闪存技术的可扩展性问题。
MSF技术应用的一些主要工艺特点是：首先，设备操作员的灵活性要求较低，难以适应生产用水条件随时间的复杂变化，工艺设计和工程的初始数量相当大，生产水的质量非常高，而这是由于大量海水的连续循环消耗了大量的水能，因此，有必要建立一个多级连续闪蒸循环海水淡化设备的工艺系统，为工业企业快速提供优质的海水淡化水。
1.2新型海水淡化技术发展1.2.1集成海水淡化技术膜蒸馏水技术是一种新型的综合海水淡化技术。
其工艺原理主要是在海水膜两侧产生的蒸汽室低压差下，通过加热和疏水膜蒸发海水膜得到的饱和水蒸气直接蒸发得到的最终稀释水。
这种处理方法充分结合了传热法的特点和膜法原理的许多优点。
海水淡化技术的应用
Science and Technology & Innovation｜科技与创新2024年第08期DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.08.052海水淡化技术的应用杨华，韩韵佳，杜聪（河北工业大学能源与环境工程学院，天津300401）摘要：目前，从丰富的海水中提取淡水已成为解决全球淡水资源紧缺问题的主要方式。
现对几种常用海水淡化技术的原理进行简述，对其技术特点进行了总结。
针对较常用的海水淡化方法，重点介绍了国内外相关的研究成果与成功应用实例。
关键词：海水淡化；反渗法；多级闪蒸法；多效蒸馏法中图分类号：P747 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）08-0175-03目前，全球80个国家约15亿人口面临淡水资源短缺的问题，约1/3的人严重缺乏饮用水[1]。
地球上绝大部分水资源都储存在海洋中，地球的总储水量为1.38×1038 m3，但是淡水占比小，只有其中3%的水资源可以直接饮用或用来灌溉[2]。
因此，有学者考虑将海水转化为可用于生产生活的淡水，这样可以有效缓解全球的缺水问题。
经过半个世纪的研究，海水淡化技术逐步成熟且具有诸多优势，如海水储量大、获取海水成本低、生产稳定性强、受气候条件影响小、淡化水的水质纯净等。
本文简述了几种常用海水淡化技术的原理，并对其技术特点进行了总结。
综述了海水淡化技术的发展现状，以期为后续海水淡化的研究与应用提供参考。
1 常用海水淡化技术概述世界范围内常用的海水淡化方法如图1所示，其主要包括4类，即热法、膜法、冷冻法和离子交换法。
热法是最早用于海水淡化的方法之一，该方法先将海水蒸发成水蒸气，再将水蒸气冷却，从而获得淡水，热法包括多级闪蒸、多效蒸馏和蒸汽压缩3种。
膜法是一种基于膜的脱盐方法，最常用的膜法是电渗析法和反渗透法。
其中，反渗透法、多级闪蒸法和多效蒸馏法的应用较广[3]。
图1 海水淡化方法分类2 不同海水淡化技术的原理特点及应用2.1 反渗透法2.1.1 原理及特点反渗透海水淡化技术首先对海水施加超过自然渗透压的压力，迫使水分子通过半透膜，而盐分无法通过，以获得淡水[4]。