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海南:探索“向日葵式”海水淡化 水處理知識篇:海水淡化方法介紹與比較

2019年06月28日 網絡整理

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海南:探索“向日葵式”海水淡化

5月份以來,海南省多個市縣遭受旱災考驗。面對四周一望無際的大海,海水能變成淡水該有多好!事實上,目前我國海水淡化產業已初具規模,只是進一步發展仍受到技術和成本問題的制約。

來自上海的太陽能光熱專家彭志剛和他的團隊利用太陽能光熱實現海水淡化,2013年他們在海南樂東建設的我國首個太陽能光熱海水淡化商業示范工程投入運行。如今,他們正在東方市感城鎮推進正式的商業項目,為加快推進海水淡化產業化進程做出了良好的探索。

利用太陽能光熱淡化海水

一排排反射鏡中高高立著一根集熱帶,在太陽照射下,集熱帶發出銀白色的亮光。這是記者日前在樂東黎族自治縣尖峰鎮嶺頭村看到的我國首個太陽能光熱海水淡化商業示范工程的情景。

這個工程于2013年9月投入運行,由上海驕英能源科技有限公司投資建成。工程年產蒸餾水約2000噸,由480平方米的太陽能集熱陣、集熱帶、低溫高效海水淡化裝置等組成,可滿足100至150人一年的飲用水需求。

驕英公司副總經理李谞告訴記者,光熱跟光伏不一樣,光伏直接將太陽能轉化成電能,而光熱主要利用太陽能的熱能。太陽能光熱把集熱帶里的淡水變成蒸汽,隨后將蒸汽的熱量傳遞給海水淡化裝置中的海水,使海水在負壓條件下蒸發后冷卻凝結,形成蒸餾水。他們改進傳統工藝,設計出了適合太陽能的“低溫多效海水蒸餾”工藝,大大降低熱法蒸餾過程的能耗。

就像向日葵追蹤太陽一樣,他們還設計了一套全自動太陽能跟蹤聚焦技術。讓反射鏡跟蹤太陽軌跡轉動,及時把太陽的熱量聚集起來。

海南海水淡化的天然優勢

彭志剛是項目發起人,1996年從哈爾濱工業大學熱能工程專業畢業后,先后在多家外企工作,參與研發了太陽能光熱發電項目。2011年,他決定創業,把太陽能光熱發電技術與海水淡化設備相結合,利用太陽能光熱來實現海水淡化。為此,他抵押了一套房產,注冊成立公司。之后,他的幾個老同事也加入創業團隊,成為公司的股東。

彭志剛回憶,公司成立之初,他在上海寶山顧村租了一棟帶院子的民宅,把一塊塊工業級平面鏡鋪在院子里,根據菲涅爾光學原理反復琢磨,終于自主研發了一套太陽能光熱海水淡化的核心技術。

“海南是海洋大省,而且太陽能資源十分豐富。”彭志剛介紹,這兩個條件非常適用于太陽能光熱海水淡化技術的運用。而且他們了解到,海南西部地區比較干旱,對淡水具有較大需求。

加快推進海水淡化產業化

彭志剛介紹,樂東項目主要是一個示范工程,一年多的試運行證明,項目可以進一步推廣。他們已經確定在東方市感城鎮加富村建設一個占地30畝的太陽能光熱海水淡化站,供水能力將達到600噸/日,這將是他們第一個正式的太陽能光熱海水淡化商業項目。

感城鎮黨委委員陳雄說,沿海地區居民飲用水一直不方便,如果取之不竭的海水成為淡水,這是造福民生的好事。

海水淡化規模化生產最大的阻礙就是技術和成本。驕英公司的海水淡化工程具有分布式、可復制特點,規模化生產后,成本會進一步降低。他們還將安裝一套太陽能光伏和風力發電設備,徹底取代一切生產用電,實現生產“零能耗”。

據透露,未來他們還計劃在海南建設太陽能光熱海水淡化設備制造基地項目,銷售設備,提供技術服務,加快推進海水淡化產業化過程。

原標題:彭志剛團隊海南創業,試水太陽能光熱海水淡化產業 探索“向日葵式”海水淡化

水處理知識篇:海水淡化方法介紹與比較

海水是一種非常復雜的多組分水溶液。由于其含鹽量非常高,而不能被直接使用,目前主要采用兩種方法淡化海水,即蒸餾法和反滲透法。下面,介紹幾個常用的海水淡化技術。

1、反滲透法(RO)

將海水加壓,使淡水透過滲透膜而鹽分被截留的淡化方法。反滲透主體設備主要由高壓泵、反滲透膜、能量回收三部分組成,無論海水、苦咸水,亦無論大型、中型、小型都適應,是海水淡化技術近二十年來發展最快的,除了中東國家,美洲、亞洲和歐洲,大中生產規模的裝置都以反滲透為首選,也是我國目前的首選方法。

2、多級閃蒸(MSF)

將經過加熱的海水,引入到一個壓力較低的空間內,由于環境壓力低于受熱海水的溫度所對應的飽和蒸汽壓,此時海水急速地部分汽化,產生蒸汽,經冷凝而變成淡水。利用這一原理便可做成依次多個壓力逐級降低的閃蒸室進行蒸發。多級閃蒸海水淡化裝置其規模可以較大,成為大型海水淡化工廠,并可以與熱電廠建在一起,利用熱電廠的余熱加熱海水,而水電聯產將可以大幅度降低生產成本,現行大型海水淡化廠大多采用此法。

3、多效蒸發(ME)

將加熱后的海水經多個蒸發器串聯運行的蒸發過程。也主要是與火電站聯合運行,但規模一般在日產萬噸以下。這包括兩種類型,一類是多效分裂式,七八十年代較盛行,稱為豎管蒸發(VTE)。操作溫度一般較高,頂溫在100~120度,歐洲和亞洲一些火電廠都在使用;另一類是低溫多效蒸餾(LT—MED),頂溫在70度左右,較前者更具競爭力,是蒸餾法中最節能的方法之一,國華黃驊電廠就是用的這項技術。

4、壓汽蒸餾(VC)

海水預熱后,進入蒸發器并在蒸發器內部分蒸發。所產生的二次蒸汽經壓縮機壓縮提高壓力后引入到蒸發器的加熱側。蒸汽冷凝后得到淡水,如此實現熱能的循環利用。其用電或蒸汽驅動,也屬于最省能的淡化方法之一。但規模一般不大,多為日產千噸級。

5、電滲析法(ED)

電滲析以電位差為推動力,利用離子交換膜的選擇透過性而脫出水中離子的淡化過程。電去離子(EDI)是一種電滲析和離子交換相結合的方法,在直流電場的作用下,實現電滲析過程,離子交換鹽和離子交換連續再生過程。

6、冷凍法

即冷凍海水使之結冰,在液態淡水變成固態冰的同時鹽被分離出去。從理論上分析,是最有前途的淡化方法之一,但目前未形成實用規模。我國海冰資源巨大,只是采集、融化、冰水除鹽等的工耗、能耗以及相關設施問題,尚需進一步做工程研究。而人工冷卻法,早在七十年代美國就著手研究,問題是從制冷、結冰、冰晶輸送、洗滁、融化以及冷量回收等單元過程太多,效率不高,成本過大。

原標題:海水淡化方法介紹與比較


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