海水淡化工艺方案

前言概况我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100配套建设海水淡扮装置已成进展趋势。水源及水质特点特点，可大大节约海水取水本钱及原料海水预处理本钱。海水水质分析报告如下：送样单位批送样单位批号：样品类型：海水检测依据：GB17378.4-2023检测环境：检测温度25.5摄氏度湿度63%分析编号101238101239分析编号101238101239原 号码头取水口原号码头取水口水 温18.619.1NO-3.003.003盐 度‰29.626.3NO-0.100.102色 度未检出未检出HCO-1381403SS8078CO2-0.000.003浊 度< 3< 3Ba2+<0.01<0.01含沙量kg/m30.100.12Sr2+<0.001<0.001DO3.424.15Mn2+<0.01<0.01高锰酸盐指数CODMn1.541.64pH7.858.02BOD5.866.75fCO24.1518.6452氨 氮<0.01<0.01非碳酸盐硬度mmol/l104104TOC0.280.2碳酸盐硬度mmol/l1.181.16油0.0360.024负硬度mmol/l0.000.00硫化物<0.01<0.01甲基橙碱度mmol/l1.151.15化学需氧量(O29.258.76酚酞碱度mmol/l0.000.00K+524436灼烧减量45823864Na+51865241酸 度mmol/l0.250.20Ca2+670664全硅量(SiO22.001.00Mg2+14571421溶硅量(SiO21.800.96Fe2＋0.000.00胶硅量(SiO20.200.04Fe3＋0.000.02全固形物3675239156Al3＋<0.01<0.01溶解固形物3683239243NH3<0.01<0.01总硬度mmol/l105107Cl-Cl-SO2-41635234281647835962×1000MW40×104m3/d淡化厂作出展望。本专题报告按本期工程厂内自用的2×104m3/d规模和规划容量的40×海水淡化技术概述〔俗称热法渗透法〔俗称膜法。蒸馏法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT－MED)技术。蒸馏法淡化技术多级闪蒸(MSF)2080的海水淡扮装置多数承受MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸(MSF)海水淡扮装置，是我国第一套大型的海水淡扮装置。MSF2-1。2-1盐水再循环式多级闪蒸〔MSF〕原理流程所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。率高、寿命长等优点。但该装置海水的最高操作温度在110℃~120℃左右，对传材，因此设备造价高；设备的操作弹性小，多级闪蒸的操作弹性是其设计值的80%～110%，不适应于产水量要求可变的场合。低温多效蒸馏(LT－MED)低温多效蒸馏海水淡化技术是指盐水最高温度不超过70℃的淡化技术，是20世纪80艺，压缩可承受蒸汽喷射器，称为热压缩TVC；或承受机械蒸汽压缩机，即机械压缩MVC多效加蒸汽压缩喷射器〔LT－MED－TVC〕工艺。2-2LT－MED－TVC2-2LT－MEDTVC低，而热效率较高。110%不会使造水比下降。热压缩装置，可以进一步提高系统的热效率。的。海水反渗透(SWRO)淡化技术2070RO膜材料的不断改进，以及能量回收效率的不断提高，SWRO技术越来越引起人们的关注，现也已成为蒸馏海水淡化系统的主要竞争对手。2-3。预处理预处理保安过滤器反渗透膜组件除氯复原剂混凝剂高压泵杀菌剂电动机消毒剂杀菌剂能量回收浓水海水澄清池原水池产品水图2-3 典型的海水反渗透工艺流程图(SWRO)系统所需的能量打算于进水的含盐量、系统的浓缩倍率、3.5～6kW•h/m3。SWRO设备和器件均可以在国内加工制造，设备投资以及制水本钱相对较低。海水淡化工艺主要技术性能比照常用的海水淡化工艺主要技术性能见表2-1。2-1海水淡化工艺技术比较海水淡化工艺比较SWROLT－MED－TVCMSF产品水水质(mg/L)200500110110电耗(kW•h/m3)3.56.0121.54〔有能量回收〕装置热耗190400190400〔kJ/kg〕进水预处理需设置完善的预处理系统要求进水浊度20mg/L300mg/L进水水质要求较低海水利用率35％55%25％40％〔含冷却水量〕〔或回收率〕排出海水的浓度1.61.9原海水的1.51.8倍 原海水的1.72.2倍倍最大单机产水量相对较小68190 91000〔m3/d〕海水淡化工艺比较海水淡化工艺比较SWROLT－MED－TVCMSF操作弹性〔％〕不限40～11080～110从表2-1〔热〕耗的不同等。蒸馏SWROSWRO用率高，因此取水量较少。在变工况力量上，SWROLT－MED－TVCMSF对于蒸馏法工艺推举选用LT－MED－TVCSWROLT－MED－TVC两种工艺进展技术经济比较，结合各淡水用户的用水需求确定海水淡化工艺。电厂海水淡化方案选择海水淡化系统设计条件40X104m3/d淡化规模分别进展比较。反渗透膜法〔SWRO〕海水淡化技术方案(方案一)海水反渗透预处理系统的选择的预处理方式不同。〔澄清、过滤〔活性炭过滤器、多介质过滤器微滤、超滤、纳滤〕等。〔超滤〕对海水中的胶体、悬浮颗且技术占地面积小，操作、维护简洁。，海水反渗透淡化系统预处理可承受直接超〔微〕滤装置。海水淡化系统设置工艺流程海水—自清洗过滤器—超滤—海水反渗透—淡水箱—用户SWRO：2X104m3/d；4X104m3/d机容量：200m3/h；400m3/h设备套数：550反渗透海水淡化的回收率：40%~45%产品水水质：TDS(固体溶解物总量)300~500mg/L设计水温：15℃~35℃淡化站布置〔构加药间、过滤间、水泵间、配电间等，室外设置各类水箱(池)等设施。海水淡化站占地分别约105m×50m，105mX400m。低温多效〔LT－MED－TVC〕蒸馏法海水淡化技术方案(方案二)淡化工艺流程氯酸钠加药系统，以对进入的海水进展杀菌灭藻处理。工艺流程为：海水——海水取水泵——MED/池——用户：2X104m3/d；4X104m3/d单机容量：10000m3/d；25000m3/d造水比：12.5TDS(固体溶解物总量)5mg/L。67t/h；1334t/h0.55MPa〔暂定300℃海水淡化站布置130m×80m；180m×560m。海水淡化方案的经济比较自用型海水淡化厂的经济比较对于与发电工程配套的自用型20230m3/d海水淡扮装置，热法耗汽量约为经济比较仅针对其对发电厂本身的上网电价及煤耗的影响来进展。比较计算的条件年发电量按发电年利用小时5500h计算，为110×108kW•h。厂用电5％考虑。3.5kW•h/m30.5kW•h/m3〔为便于计算比较，淡水反渗透电耗按淡化站产淡水量进展了折算4.0kW•h/m33〕工程投资依据近期国内海水淡化工程的实施状况，LTMEDTVC800010000•d/m3，SWRO40005000•d/m3，淡水反渗5000•d/m3，方10000•d/m3。运行维护费用两个方案的发电局部修理费用根本一样。海水淡扮装置的运行维护费用：1.20元/m3淡水(包括淡水反渗透局部)0.20/m3淡水其它条件标煤价：1000/吨53.24/吨计电费：厂用电价按0.29元/kWh计算。固定资产折旧年限取25年；海水反渗透设施使用年限相对低温多效设备较20按电厂实际耗水量计算运行费用主要经济指标按上述条件，两个方案的经济指标计算结果见表4-1。工程4-1单位海水淡化方案经济指标方案一方案二海水淡化站投资万元1289022890制水本钱(元/吨)5.158.39从表4-1数据可以看出：与方案二相比，方案一具有投资省、制水本钱低的优点。外供型海水淡化方案的经济比较经济比较模式外供淡水时，海水淡化方案的经济比较方法有两种。一种是仅就不同的淡凹凸以及发电量的不同对发电局部〔厂〕的经济效益的影响没有考虑。基于上述分析，本报告提出其次种比较模式，马上发电局部与制淡水局部第一种方法的问题。比较计算的条件1000MW5500h厂用电率1〕5%2〕5.66%1.5kW•h/m3财务分析的其它条件〕投资方内部收益率：10％〕4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0/m3计算相应的电价按上述条件，两个方案的技术指标计算结果见表4-2。年供淡水量104m年供淡水量104m312666.6712666.67工程单位方案一〔SWRO〕方案二〔LT-MED-TVC〕发电局部万元924659.94924659.94总投资海水淡化局部万元211024.58427577.67合计万元1135684.521352237.61发电出力MW2×10002×857.74年发电量108kW•h110104.31年供电量108kW•h100.0796.510.28260.23581.0418.815297.71241.1813.18106.91310.89348.09平均发电标煤耗kg/kW•h制淡水能〔标煤〕耗kg/m平均发电标煤耗kg/kW•h制淡水能〔标煤〕耗kg/m3供电局部104t/a年耗煤量供淡水局部104t/a合计104t/a不含税含税不含税含税4.55.07328.31383.671011.195.05.64321.96376.261011.195.56.2315.61368.841011.196.06.77309.25361.421011.196.57.33302.9354.011011.197.07.9296.55346.591011.194.064.59333.79390.061011.19注水价电价〔元/MWh〕投资方内部收益率投资回收期〔元/m水价电价〔元/MWh〕投资方内部收益率投资回收期〔元/m3〕 备注〔％〕 〔年〕水价电价〔元/MWh〕投资方内部收益率投资回收期〔元/m3〕 备注〔％〕 〔年〕不含税含税不含税含税4.55.08387.95453.251011.195.05.65381.37445.561011.195.56.21374.78437.871011.196.06.77368.19430.181011.196.57.34361.61422.491011.197.07.9355.02414.81011.198.619.72333.79390.011011.19注注：本行数据是以假定本工程不设海水淡化时的电厂计算电价来计算水价。SWRO方案LT-MED-TVC方案4504304103903703503303102902702504.505.005.506.00 6.507.00〕/元，〕/元，税含不〔价电上述计算结果说明，两个方案在经济效益一样的条件下，随着水价上升，电价随之下降；的电价下，方案一的水价明显低于方案二的水价；由于方案二的制水能耗远大于方案一的制水能耗，两个方案在年供水量3.56×108kW•h37.2×104t〔标煤84.7×104t。更高，即与方案一的水价差距会更大。海水淡化工程实例近年来，随着电厂的建设，我国间续投产了多项配套的海水淡化工程，表工程实例。5-1蒸馏法海水淡化工程实例工程首钢京唐钢铁厂海水淡化工程工程首钢京唐钢铁厂海水淡化工程天津北疆发电厂一期海水淡化工程工程名称单机容量〔m3/d〕总容量〔m3/d〕海水淡化工艺海水预处理工艺大港电厂海水淡化工程30006000MSF仅加酸、脱气黄岛电厂海水淡化工程黄骅电厂一期海水淡化30003000LT-MED-TVC无预处理1000020230LT-MED-TVC混凝沉淀1250050000LT-MED-TVC混凝沉淀25000 202300 LT-MED-TVC5-2反渗透法海水淡化工程实例微砂加速混凝沉淀单机容量总容量海水淡化工艺海水预处理工艺〔m3/d〕〔m3/d〕3000/100003000/10000SWRO自清洗过滤器+超滤360010800SWRO自清洗过滤器+超滤576034560SWRO应沉淀池+浸没式超滤21600SWRO混凝澄清装置+超滤24009600SWRO反响沉淀池+多介质过滤+细砂过滤424012720