1、 山東科技職業(yè)學(xué)院院系：生物與化學(xué)工程系班級：化工二班姓名：張建鵬指導(dǎo)老師：韓德紅題目：海水淡化工藝流程設(shè)計 目錄：前言、2船用海水淡化的主要方法及特點、2海水淡化設(shè)備：簡易海水淡化器、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術(shù)數(shù)據(jù)和性能、4工藝流程：、6國內(nèi)外海水淡化企業(yè)、6設(shè)備特點、7結(jié)論、7 一. 前言由于陸地淡水資源的緊缺，海水淡化已經(jīng)越來越為世界各沿海國家所重視。我國在實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中，水的可持續(xù)利用矛盾日益突出，淡水的問題已成為制約我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要因素。目前我國6 1 7 個城市中有3 0 0個城市缺水，其中有1 1 0 個處于嚴

2、重缺水。因此，淡水的問題已引起國家政府部門和社會各界的高度重視。淡水資源緊缺不僅一直是困擾海島居民生產(chǎn)以及生活的一大主要因素，而且還一直困擾著進行遠洋運輸船舶。為了適應(yīng)世界一體化的發(fā)展，現(xiàn)代遠洋船舶多數(shù)從事航程遠、航期長的航線運輸，因此對淡水的需求量多，從節(jié)能減排、提高產(chǎn)水量、節(jié)省成本、增加續(xù)航能力的角度出發(fā)，利用真空制淡產(chǎn)水含鹽量少和反滲透法制淡產(chǎn)水的優(yōu)勢，可利用AQUA-SEP1525215淡水裝置或者JWP26C型造水機，下面主要介紹AQUA-SEP1525215淡水裝置。二.船用海水淡化的主要方法及特點海水淡化就是要將高鹽度的海水通過一系列的過程轉(zhuǎn)變?yōu)榈望}度的海水。目前船舶海水淡化的主

3、要方法有冷凍法、電滲析法、蒸餾法和反滲透法等。1反滲透法反滲透法是利用海水被加壓到一定壓力以上時，海水中的溶劑（淡水）即能通過某種半滲透性薄膜而析出的原理來使海水淡化的。由于海水中的懸浮物、有機質(zhì)以及金屬的氫氧化物和難溶鹽等都會使膜污染，同時在膜上還會繁殖微生物，而膜的水解速度也只有在溶液的pH 值為 46 時才為最慢。因此，為了使膜的透水量不致衰減過快，并延長膜的使用壽命，就需對海水進行預(yù)先處理，然后再由高壓泵泵入反滲透器。反滲透海水淡化是一種以壓力為驅(qū)動力的膜分離過程，是當(dāng)今海水淡化領(lǐng)域研究、開發(fā)的熱點。2蒸餾法本裝置模型的第二個運用是真空沸騰技術(shù)。利用一級膜的濃水（溫度仍為海水溫度）的高

4、壓能流入冷凝器對所產(chǎn)的蒸汽進行冷凝。通過冷凝器后，濃水作為真空噴射泵的工作水，以此將整個裝置抽真空。噴射泵出來的工作水，再帶動一水利渦輪驅(qū)動二級膜淡水泵。整個海水循環(huán)可充分地利用高壓泵的出水壓力能，使整個裝置的經(jīng)濟性得以提高，減少單位產(chǎn)水的能耗。除去海水中的鹽分以獲得淡水的工藝過程叫海水淡化，亦稱海水脫鹽。海水淡化的方法，基本上分為兩大類：（1）從海水中取淡水，有蒸留法、反滲透法、水合物法、溶劑萃取法和冰凍法。（2）除去海水中的鹽分，有電滲拆法、離子交換法和壓滲法。目前應(yīng)用第一類方法為主。早在15世紀部分船舶就曾經(jīng)以簡易的蒸餾裝置來解決船舶在長期航行中的淡水供應(yīng)問題。20世紀50年代以來，隨著

5、工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和城市人口的增加，淡水供應(yīng)逐漸緊張，造成有些沿海城市嚴重缺水。因此，提高海水淡化的技術(shù)便成為開發(fā)新水源的重要途徑之一。三海水淡化設(shè)備：簡易海水淡化器海洋里雖然有取之不盡、用之不竭的水資源，但是由于含鹽量過高，并不能直接作為飲用水。所以世界各地都紛紛建立了海水淡化工程。不過由于目前海水淡化的成本還相對較高，所以并沒有得到很廣泛的普及。可是如果能夠運用完全清潔的太陽能來凈化海水，或許這一項目就可以得到大力的推廣。這款簡易海水淡化器就完全不需要任何的額外能源，只需要利用現(xiàn)有的太陽能就可以淡化海水。它由一個透明的倒置的漏斗和一個底盤組成。使用過程如圖.首先將海水導(dǎo)入底盤內(nèi)，然后將漏斗倒扣在

6、底盤上，太陽光透過漏斗來加速內(nèi)部的海水蒸發(fā)，而淡化的水蒸氣則會在漏斗壁上凝結(jié)成水滴，并順勢流到漏斗四周的凹槽中儲存起來。等儲存了適量的水之后，把漏斗倒過來，將凈化過的海水直接倒入容器即可。據(jù)稱，在光照合適的情況下，該設(shè)備每天可凈化1升-1.7升的海水。雖然比較簡易，原理也很簡單，但還是比較實用的。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術(shù)數(shù)據(jù)和性能1 工作原理 A Q U AS E P 1 5 2 5 2 1 5海水淡化器是根據(jù)逆滲透理論進行海 水演化的。其海水淡化過程是一個膜處理過程， 在該過程中， 受壓的海水被強迫通過人工合成的半透膜而將溶解的固體物

7、質(zhì)( 鹽) 留在后面，在另一邊產(chǎn)生出淡水。整個處理過程不需要 加熱或相變，主要的能量是用于對進水加壓，對于海水工作壓力 一般為 4 8 0 06 2 0 0 k P a ： 2性 能 A Q U AS E P海水淡化器在設(shè)計的條件下工作時可將固體溶解量減少到所紿值的±1 0 。3 海水淡化器的主要部件及功能 （1）控制箱： 安放電子控制器 、 電線和安全開關(guān)：（2） 膜容器： 排除溶解固體， 只讓純凈的水通過， 將海化為飲用水： （3） 清洗式過濾器： 擊除清洗溶液中的泥沙和沉積物。 （4）濾芯式過濾器： 用來去除海水中的雜質(zhì)。 （5）淡化器框架： 為系統(tǒng) 、 系統(tǒng)管道和加壓泵及其電

8、動供安裝框架 。 （6）加壓泵： 給海水加壓： （7 ) 淡水、 廢水流量計 ： 提供淡水流量及廢水流量讀數(shù)。（8）清洗溶液罐： 盛放混臺的清洗溶液： （9 ) 壓力表三個：一個顯示系統(tǒng)工作壓力，一個顯示加人口壓力， 一個顯示濾芯過濾器壓力； （10） 總運行時間表： 顯示系統(tǒng)總運行的時間。 （11）運行情 潔閥： 在運行或清潔模式下轉(zhuǎn)化水流。 （12）壓力控制閥： 用來控制系統(tǒng)壓力。 4 A QU AS E P 1 5 2 5 2 1 5海水淡化器的處理流程 用不銹鋼給水泵將海水打人多介質(zhì)濾器后除去存在給水中的懸浮顆粒和分散的油分，由多介質(zhì)濾器的回滲問排出。海水離開多介質(zhì)濾器后進人濾膜濾器和

9、濾芯式過濾器，水流離開濾芯式濾器后進人丁加壓泵，將水加壓到 48006200 k P a ， 加壓的水進人四個直徑10cm ， 長 1 0 2 c m的逆滲透膜當(dāng)水流進人逆滲透膜之后， 逆滲透膜產(chǎn)生出高鹽度的廢水和淡水。.廢水通過廢水排出管排回大海。淡水流經(jīng)淡水流量表到達由水質(zhì)檢測器控制的分向閥， 造部分水或流向潑水出水口做飲用水，或向下水口匯集后流人大海。五工藝流程：反滲透海水淡化工藝流程? 在反滲透海水淡化工藝中，待處理的原海水經(jīng)過高壓泵加壓后，進入反滲透膜組件：經(jīng)過反滲透膜的水為所需要的淡水，即產(chǎn)水;剩余未透過膜的部分水為濃度較高的海水，即濃海水。這部分具有高壓力能的濃海水通過PX能量回

10、收裝置將部分待處理的原海水直接升壓，再用增壓泵來補償經(jīng)過膜堆和管道損失的壓力，這部分升壓后的原海水與高壓泵升壓后的原海水混合后，送往反滲透膜組。海水淡化的方法很多，能做到大型化和產(chǎn)業(yè)化的主要是膜法和熱法。膜法又稱為反滲透法，它是利用了滲透壓的原理。淡水側(cè)和海水（鹽水）側(cè)用膜隔開，在正常情況下，淡水會向海水側(cè)滲透，如果向海水側(cè)施加的壓力大于滲透壓，可以使海水中的水分子向淡水側(cè)滲透，其它則被膜隔絕。國內(nèi)做膜法的公司很多，但膜法海水淡化系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備基本被國外公司壟斷，如反滲透膜、高壓泵、能量回收裝置等。熱法常用的又分為蒸餾法和閃蒸法。蒸餾法一般為低溫多效蒸餾，它的主設(shè)備稱為蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器中，海

11、水被蒸汽加熱至飽和溫度，并蒸發(fā)出部分水蒸汽，水蒸汽凝結(jié)后即是淡水。閃蒸法是通過閃蒸的原理，即海水從壓力高的環(huán)境至壓力低的環(huán)境會閃蒸出一部分蒸汽，將這部分蒸汽凝結(jié)后即是淡水。國內(nèi)能做熱法海水淡化的廠家很少，有上海電氣、天津海淡所等，但是能做到萬噸級（日產(chǎn)水量10000噸）以上并擁用實際運行業(yè)績的目前只有上海電氣。六，國內(nèi)外海水淡化企業(yè)1. 國內(nèi)主要水務(wù)公司海水淡化業(yè)務(wù) 企業(yè)合作方合作項目北控水務(wù)阿科凌 參與曹妃甸海水淡化項目(5萬噸/日，反滲透膜法)，后期可能還有更大規(guī)模中環(huán)水務(wù)以色列IDE 與IDE展開技術(shù)合作(從2009年開始，中環(huán)水務(wù)將海水淡化業(yè)務(wù)列入公司發(fā)展戰(zhàn)略，并成立海水淡化專項小組)

12、 中冶連鑄北京科貿(mào)公司 自主技術(shù)，關(guān)鍵組件進口 中冶集團所屬中冶連鑄與河北樂亭縣簽訂了海水淡化BOT項目框架協(xié)議，建設(shè)每日20萬噸海水淡化及供水項目，總投資20億元，其供水區(qū)域為樂亭臨港產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)中國藍星日本東麗東麗與中國藍星在北京順義合資建設(shè)的反滲透膜項目，總投資額約合5.3億元人民幣2.國際海水淡化著名企業(yè) ： 企業(yè)技術(shù)特點工程項目以色列IDE公司世界上唯一一家能同時提供熱法和膜法兩種不同海水淡化工藝技術(shù)及設(shè)備的供應(yīng)商。在低溫蒸餾，尤其在先進的海水淡化系統(tǒng)居于世界領(lǐng)先地位在過去的40多年中，在實踐的淡化項目超過370多個，并建設(shè)了全球最大的低溫多效和反滲透法海水淡化項目法國威立雅（SIDE

13、M母公司）全球最大的水務(wù)公司特拉維夫南部的阿什凱撒的海水淡化工廠，產(chǎn)能32萬噸/日，河北國華滄電項目、首鋼京唐港鐵廠項目新加坡凱發(fā)公司亞洲領(lǐng)先的水和流體處理公司天津大港項目、新加坡第一家海水淡化項目-新泉項目韓國斗山重工業(yè)集團世界第一淡水化成套設(shè)備的供應(yīng)企業(yè)建設(shè)的阿聯(lián)酋世界上規(guī)模最大的海水淡化處理工廠，公司負責(zé)該工程的設(shè)計、施工，同時該海水淡化工廠所需要的整套生產(chǎn)設(shè)備和附屬設(shè)施。沙特阿拉伯海水淡化公司（SWCC）的海水淡化設(shè)備增設(shè)項目，規(guī)模達1.24億美元（約合人民幣8.13億元）。日本電工集團、美國海德能公司、西班牙的百菲薩、美國GE、德國西門子、日本東麗、陶氏等七、設(shè)備特點1.利用國際先進

14、的預(yù)處理材料，增強了輔助處理系統(tǒng)的性能精度，減輕了反滲透系統(tǒng)的工作負荷減少了阻垢劑的使用，使設(shè)備的整體壽命延長了3倍以上。 2.設(shè)備主體采用不銹鋼和耐腐防銹材料組成，確保設(shè)備容器、管路框架等在20年內(nèi)無腐蝕損壞現(xiàn)象發(fā)生。 3.采用先進多路自動控制閥門和強力的正沖、反沖洗設(shè)置，可徹底將膜內(nèi)沉積物垢沖洗排凈，確保水量和壓力穩(wěn)定。 4.選用國際名優(yōu)反滲透組件與納濾相結(jié)合，使脫鹽率達到99%以上，可徹底去除海水中的無機鹽，重金屬元素、有機物、細菌病毒等有害成分，確保淡水質(zhì)量超過國家直飲水標準。 5.精確的流量、壓力、電導(dǎo)率、PH值等儀表，儀器顯示系統(tǒng)，可隨時測知設(shè)備的運行狀況，以保障其產(chǎn)水的安全、穩(wěn)定

15、。 6.設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，外觀高檔豪華，占地小，可根據(jù)機房規(guī)格進行調(diào)整組合。八.應(yīng)用前景 中國沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達，國民生產(chǎn)總值約占全國的60%，在國民經(jīng)濟中一向占有舉足輕重的地位；但是沿海地區(qū)缺水形勢十分嚴峻，沿海城市人均水資源量大部分低于500立方米，其中大連、天津、青島、連云港、上海等地的人均水資源量低于200立方米，屬于嚴重缺水區(qū)；每年沿海地區(qū)因缺水而造成直接經(jīng)濟損失高達2000多億元人民幣。目前我國沿海地區(qū)可利用海水淡化水的人口至少有2億，按年人均生活用水100噸，年人均工業(yè)用水400噸計算，合計年人均用水500噸，年總需求量1000億噸。全面推廣應(yīng)用海水淡化器，可以從根本上徹底解決沿海地區(qū)缺水問題，提高國民經(jīng)濟競爭實力。在淡化海水的過程中還可以產(chǎn)生大量的優(yōu)質(zhì)食鹽；如果出口優(yōu)質(zhì)食鹽，國家每年至少可增加幾百億美元的外匯收入；尤為可貴的是把鹽田騰下來改做工業(yè)用地或農(nóng)業(yè)用地，按每畝土地