1、 山东科技职业学院院系：生物与化学工程系班级：化工二班姓名：张建鹏指导老师：韩德红日期：2013.10.16题目：海水淡化工艺流程设计 目录：前言、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、2船用海水淡化的主要方法及特点、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、2海水淡化设备：简易海水淡化器、3A QU AS E P 1 5 2 5 2 1 5 海水淡化器的工作原理及主要技术数据和性能、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、
2、 、 、 、 、 、 、 、4工艺流程：、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、6国内外海水淡化企业、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、6设备特点、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、7结论、7一. 前言由于陆地淡水资源的紧缺，海水淡化已经越来越为世界各沿海国家所重视。我国在实施可持续发展战略中，水的可持续利用矛盾日益突出，淡水的问题已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。
3、目前我国 6 1 7 个城市中有 3 0 0个城市缺水，其中有 1 1 0 个处于严重缺水。因此，淡水的问题已引起国家政府部门和社会各界的高度重视。淡水资源紧缺不仅一直是困扰海岛居民生产以及生活的一大主要因素，而且还一直困扰着进行远洋运输船舶。为了适应世界一体化的发展，现代远洋船舶多数从事航程远、航期长的航线运输，因此对淡水的需求量多，从节能减排、提高产水量、节省成本、增加续航能力的角度出发，利用真空制淡产水含盐量少和反渗透法制淡产水的优势，可利用 AQUA-SEP1525215 淡水装置或者 JWP26C 型造水机，下面主要介绍 AQUA-SEP1525215 淡水装置。二.船用海水淡化的主
4、要方法及特点海水淡化就是要将高盐度的海水通过一系列的过程转变为低盐度的海水。目前船舶海水淡化的主要方法有冷冻法、电渗析法、蒸馏法和反渗透法等。1反渗透法反渗透法是利用海水被加压到一定压力以上时，海水中的溶剂（淡水）即能通过某种半渗透性薄膜而析出的原理来使海水淡化的。由于海水中的悬浮物、有机质以及金属的氢氧化物和难溶盐等都会使膜污染，同时在膜上还会繁殖微生物，而膜的水解速度也只有在溶液的 pH 值为 46 时才为最慢。因此，为了使膜的透水量不致衰减过快，并延长膜的使用寿命，就需对海水进行预先处理，然后再由高压泵泵入反渗透器。反渗透海水淡化是一种以压力为驱动力的膜分离过程，是当今海水淡化领域研究、
5、开发的热点。2蒸馏法本装置模型的第二个运用是真空沸腾技术。利用一级膜的浓水（温度仍为海水温度）的高压能流入冷凝器对所产的蒸汽进行冷凝。通过冷凝器后，浓水作为真空喷射泵的工作水，以此将整个装置抽真空。喷射泵出来的工作水，再带动一水利涡轮驱动二级膜淡水泵。整个海水循环可充分地利用高压泵的出水压力能，使整个装置的经济性得以提高，减少单位产水的能耗。除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程叫海水淡化，亦称海水脱盐。海水淡化的方法，基本上分为两大类：（1）从海水中取淡水，有蒸留法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法。（2）除去海水中的盐分，有电渗拆法、离子交换法和压渗法。目前应用第一类方法为主。早在 1
6、5 世纪部分船舶就曾经以简易的蒸馏装置来解决船舶在长期航行中的淡水供应问题。20 世纪 50 年代以来，随着工农业的发展和城市人口的增加，淡水供应逐渐紧张，造成有些沿海城市严重缺水。因此，提高海水淡化的技术便成为开发新水源的重要途径之一。三海水淡化设备：简易海水淡化器海洋里虽然有取之不尽、用之不竭的水资源，但是由于含盐量过高，并不能直接作为饮用水。所以世界各地都纷纷建立了海水淡化工程。不过由于目前海水淡化的成本还相对较高，所以并没有得到很广泛的普及。可是如果能够运用完全清洁的太阳能来净化海水，或许这一项目就可以得到大力的推广。这款简易海水淡化器就完全不需要任何的额外能源，只需要利用现有的太阳能
7、就可以淡化海水。它由一个透明的倒置的漏斗和一个底盘组成。使用过程如图.首先将海水导入底盘内，然后将漏斗倒扣在底盘上，太阳光透过漏斗来加速内部的海水蒸发，而淡化的水蒸气则会在漏斗壁上凝结成水滴，并顺势流到漏斗四周的凹槽中储存起来。等储存了适量的水之后，把漏斗倒过来，将净化过的海水直接倒入容器即可。据称，在光照合适的情况下，该设备每天可净化 1 升-1.7 升的海水。虽然比较简易，原理也很简单，但还是比较实用的。四A QU AS E P 1 5 2 5 2 1 5海水淡化器的工作原理及主要技术数据和性能1 工作原理 A Q U AS E P 1 5 2 5 2 1 5 海水淡化器是根据逆渗透理论进
8、行海 水演化的。其海水淡化过程是一个膜处理过程， 在该过程中， 受压的海水被强迫通过人工合成的半透膜而将溶解的固体物质( 盐) 留在后面，在另一边产生出淡水。整个处理过程不需要 加热或相变，主要的能量是用于对进水加压，对于海水工作压力 一般为 4 8 0 06 2 0 0 k P a ： 2 性 能 A Q U AS E P 海水淡化器在设计的条件下工作时可将固体溶解量减少到所绐值的1 0 。3 海水淡化器的主要部件及功能 （1）控制箱： 安放电子控制器 、 电线和安全开关：（2） 膜容器： 排除溶解固体， 只让纯净的水通过， 将海化为饮用水： （3） 清洗式过滤器： 击除清洗溶液中的泥沙和沉
9、积物。 （4）滤芯式过滤器： 用来去除海水中的杂质。 （5）淡化器框架： 为系统 、 系统管道和加压泵及其电动供安装框架 。 （6）加压泵： 给海水加压： （7 ) 淡水、 废水流量计 ： 提供淡水流量及废水流量读数。（8）清洗溶液罐： 盛放混台的清洗溶液： （9 ) 压力表三个：一个显示系统工作压力，一个显示加人口压力， 一个显示滤芯过滤器压力； （10） 总运行时间表： 显示系统总运行的时间。 （11）运行情 洁阀： 在运行或清洁模式下转化水流。 （12）压力控制阀： 用来控制系统压力。4 A QU AS E P 1 5 2 5 2 1 5 海水淡化器的处理流程 用不锈钢给水泵将海水打人多
10、介质滤器后除去存在给水中的悬浮颗粒和分散的油分，由多介质滤器的回渗问排出。海水离开多介质滤器后进人滤膜滤器和滤芯式过滤器，水流离开滤芯式滤器后进人丁加压泵，将水加压到 48006200 k P a ， 加压的水进人四个直径 10cm ， 长 1 0 2 c m 的逆渗透膜当水流进人逆渗透膜之后， 逆渗透膜产生出高盐度的废水和淡水。.废水通过废水排出管排回大海。淡水流经淡水流量表到达由水质检测器控制的分向阀， 造部分水或流向泼水出水口做饮用水，或向下水口汇集后流人大海。五工艺流程：反渗透海水淡化工艺流程? 在反渗透海水淡化工艺中，待处理的原海水经过高压泵加压后，进入反渗透膜组件：经过反渗透膜的水
11、为所需要的淡水，即产水;剩余未透过膜的部分水为浓度较高的海水，即浓海水。这部分具有高压力能的浓海水通过 PX 能量回收装置将部分待处理的原海水直接升压，再用增压泵来补偿经过膜堆和管道损失的压力，这部分升压后的原海水与高压泵升压后的原海水混合后，送往反渗透膜组。海水淡化的方法很多，能做到大型化和产业化的主要是膜法和热法。膜法又称为反渗透法，它是利用了渗透压的原理。淡水侧和海水（盐水）侧用膜隔开，在正常情况下，淡水会向海水侧渗透，如果向海水侧施加的压力大于渗透压，可以使海水中的水分子向淡水侧渗透，其它则被膜隔绝。国内做膜法的公司很多，但膜法海水淡化系统中的关键设备基本被国外公司垄断，如反渗透膜、高
12、压泵、能量回收装置等。热法常用的又分为蒸馏法和闪蒸法。蒸馏法一般为低温多效蒸馏，它的主设备称为蒸发器。在蒸发器中，海水被蒸汽加热至饱和温度，并蒸发出部分水蒸汽，水蒸汽凝结后即是淡水。闪蒸法是通过闪蒸的原理，即海水从压力高的环境至压力低的环境会闪蒸出一部分蒸汽，将这部分蒸汽凝结后即是淡水。国内能做热法海水淡化的厂家很少，有上海电气、天津海淡所等，但是能做到万吨级（日产水量 10000 吨）以上并拥用实际运行业绩的目前只有上海电气。六，国内外海水淡化企业1. 国内主要水务公司海水淡化业务 企业 合作方 合作项目北控水务 阿科凌 参与曹妃甸海水淡化项目(5 万吨/日，反渗透膜法)，后期可能还有更大规
13、模中环水务 以色列 IDE与 IDE 展开技术合作(从 2009 年开始，中环水务将海水淡化业务列入公司发展战略，并成立海水淡化专项小组)中冶连铸北京科贸公司自主技术，关键组件进口中冶集团所属中冶连铸与河北乐亭县签订了海水淡化 BOT 项目框架协议，建设每日20 万吨海水淡化及供水项目，总投资 20 亿元，其供水区域为乐亭临港产业聚集区中国蓝星 日本东丽 东丽与中国蓝星在北京顺义合资建设的反渗透膜项目，总投资额约合 5.3 亿元人民币2.国际海水淡化著名企业 ： 企业 技术特点 工程项目以色列 IDE 公司世界上唯一一家能同时提供热法和膜法两种不同海水淡化工艺技术及设备的供应商。在低温蒸馏，尤
14、其在先进的海水淡化系统居于世界领先地位在过去的 40 多年中，在实践的淡化项目超过 370 多个，并建设了全球最大的低温多效和反渗透法海水淡化项目法国威立雅（SIDEM 母公司）全球最大的水务公司特拉维夫南部的阿什凯撒的海水淡化工厂，产能 32 万吨/日，河北国华沧电项目、首钢京唐港铁厂项目新加坡凯发公司亚洲领先的水和流体处理公司天津大港项目、新加坡第一家海水淡化项目-新泉项目韩国斗山重工业集团世界第一淡水化成套设备的供应企业建设的阿联酋世界上规模最大的海水淡化处理工厂，公司负责该工程的设计、施工，同时该海水淡化工厂所需要的整套生产设备和附属设施。沙特阿拉伯海水淡化公司（SWCC）的海水淡化设
15、备增设项目，规模达1.24 亿美元（约合人民币 8.13 亿元） 。日本电工集团、美国海德能公司、西班牙的百菲萨、美国 GE、德国西门子、日本东丽、陶氏等七、设备特点1.利用国际先进的预处理材料，增强了辅助处理系统的性能精度，减轻了反渗透系统的工作负荷减少了阻垢剂的使用，使设备的整体寿命延长了 3 倍以上。 2.设备主体采用不锈钢和耐腐防锈材料组成，确保设备容器、管路框架等在 20年内无腐蚀损坏现象发生。 3.采用先进多路自动控制阀门和强力的正冲、反冲洗设置，可彻底将膜内沉积物垢冲洗排净，确保水量和压力稳定。 4.选用国际名优反渗透组件与纳滤相结合，使脱盐率达到 99%以上，可彻底去除海水中的
16、无机盐，重金属元素、有机物、细菌病毒等有害成分，确保淡水质量超过国家直饮水标准。 5.精确的流量、压力、电导率、PH 值等仪表，仪器显示系统，可随时测知设备的运行状况，以保障其产水的安全、稳定。 6.设备结构紧凑，外观高档豪华，占地小，可根据机房规格进行调整组合。八.应用前景 中 国 沿 海 地 区 经 济 发 达 ， 国 民 生 产 总 值 约 占 全 国 的 60%， 在 国 民 经 济 中 一向 占 有 举 足 轻 重 的 地 位 ； 但 是 沿 海 地 区 缺 水 形 势 十 分 严 峻 ， 沿 海 城 市 人 均 水资 源 量 大 部 分 低 于 500 立 方 米 ， 其 中 大
17、连 、 天 津 、 青 岛 、 连 云 港 、 上 海 等地 的 人 均 水 资 源 量 低 于 200 立 方 米 ， 属 于 严 重 缺 水 区 ； 每 年 沿 海 地 区 因 缺 水而 造 成 直 接 经 济 损 失 高 达 2000 多 亿 元 人 民 币 。 目 前 我 国 沿 海 地 区 可 利 用 海水 淡 化 水 的 人 口 至 少 有 2 亿 ， 按 年 人 均 生 活 用 水 100 吨 ， 年 人 均 工 业 用 水400 吨 计 算 ， 合 计 年 人 均 用 水 500 吨 ， 年 总 需 求 量 1000 亿 吨 。 全 面 推 广 应用 海 水 淡 化 器 ， 可
18、 以 从 根 本 上 彻 底 解 决 沿 海 地 区 缺 水 问 题 ， 提 高 国 民 经 济 竞争 实 力 。在 淡 化 海 水 的 过 程 中 还 可 以 产 生 大 量 的 优 质 食 盐 ； 如 果 出 口 优 质 食 盐 ， 国 家每 年 至 少 可 增 加 几 百 亿 美 元 的 外 汇 收 入 ； 尤 为 可 贵 的 是 把 盐 田 腾 下 来 改 做工 业 用 地 或 农 业 用 地 ， 按 每 亩 土 地 最 低 1 万 元 人 民 币 的 价 格 匡 算 ， 国 家 大约 也 可 以 增 添 6300 多 亿 元 人 民 币 的 巨 额 土 地 资 产 储 备九结论1.海水淡化发展进入黄金十年。2.海洋产业发展是战略性新兴产业的重要组成部分，期待未来获得更多政策支持。3.低温多效蒸馏法和反渗透膜法是未来方向。4.海水淡化的预处理系统对后续工艺有举足轻重的重要作用。5.海水淡化项目和热电厂或钢厂的联运将是未来国内目前的海水淡化市场的发展趋势。6.目前，世界上浓盐水均采用直接排放的方式。7.以示范工程推动市场开发，适度投资海水淡化项目，打造工程服务总包。
