沿海电厂海水淡化浓海水综合利用循环经济探讨

我国沿海地区含11个省、区和直辖市,陆地面积占国土总面积的15%,有18000多公里的海岸线和6500多岛屿,人口占全国的40%以上,社会总产值占60%左右,是我国人口最多、经济最发达的地区。而该地区的的可持续发展也面临着相当严峻的形势和问题,土地、水和其他资源的日趋紧缺,近海海域的污染和近海海洋环境质量的退化等,严重制约了该地区经济和社会的发展。向占全球水总储量96.5%的海水要水,要其他资源,大力发展海水综合利用技术,是解决沿海地区资源短缺和繁荣沿海经济的重要措施。电厂海水淡化浓海水综合利用循环经济结合电厂生产进行海水淡化,并充分提取海水中的各项化学成份,形成高效低耗、节能环保、资源综合利用的生产模式,主要包括海水淡化和浓海水综合利用两方面。

海水淡化是指将3500mg/L的海水淡化至500mg/L以下的饮用水。目前,应用于大规模海水淡化生产最多的两种成熟技术是低温多效蒸馏法(LT-MED-TVC)和海水反渗透膜法(SWRO)。世界上一亿多人口的地区靠海水淡化解决用水的问题,实践表明海水淡化对沿海地区经济的发展将发挥其重要的作用。

结合电厂生产可大大降低海水淡化的生产成本,提高电厂的能源利用效率。反渗透膜法海水淡化生产依靠高压泵使淡水通过反渗透膜制得淡水,约需消耗4kW/h电能/吨水,利用电厂厂用电资源进行膜法海水淡化生产可极大降低海水淡化的能源成本;低温多效蒸馏法是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发,前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源,并冷凝成为淡水。低温多效蒸馏法进行海水淡化主要消耗热能,低温多效蒸馏法可充分利用电厂低品位蒸汽和乏热进行海水淡化生产,可充分利用电厂的余热资源,根据已投运的电厂海水淡化生产经验,采用低温多效蒸馏法进行海水淡化生产可提高电厂热效率10%以上。

海水反渗透膜法生产的是普通工业淡水,含盐量为300-500mg/L;低温多效蒸馏法生产的则是高品质的蒸馏水,含盐量小于10 mg/L。我国沿海地区工业经济发达,各种淡水消耗量极大,一些地区(如京、津、唐、广东及闽南沿海地区)淡水资源日趋紧缺,严重制约了该地区经济和社会的发展。两种海水淡化技术,可分区分类提供普通淡水、高品质蒸馏水,满足不同客户用水需求。同时能够避免各用户单独引水、制水,造成制水成本增加和能源、土地资源的浪费。

浓海水综合利用就是从海水淡化浓海水中提取食盐、钾(系列钾盐)、溴(溴素及深加工)、镁(氢氧化镁、系列镁肥、晶须硼酸镁)等基础化工原料,吃尽榨干海水中的宝贵资源,实现海水淡化生产的零排放,避免因苦卤排放对环境造成的影响,其经济效益和社会效益显著,利国利民。海水淡化副产的浓海水浓度大约是自然海水的两倍,是非常好的制盐和盐化工原材料。传统的盐场利用海水淡化浓海水制盐可大大提高盐场的生产效率,在保证盐场产量不变的前提下,可节省约1/3的盐田用地,为当地经济发展提供大量土地资源。浓海水制盐后苦卤用于提取溴素、氯化钾、氯化镁、硫酸镁等化工产品。综观国内发展现状,我国苦卤综合利用技术按主要工艺和产品分类,主要有 “氯化钾-工业盐-硫酸镁-溴素-氯化镁联产技术” 和“硫酸钾-工业盐-氯化镁联产技术”。

图2 氯化钾-工业盐-硫酸镁-溴素-氯化镁联产工艺流程

图3 硫酸钾-工业盐-氯化镁联产工艺流程

电厂海水淡化浓海水综合利用循环经济模式通过规模化的水电联产降低海水淡化生产成本,不但推进海水淡化和海水资源利用事业的健康发展,促进海洋经济产业链的形成,还可以使沿海土地资源得到优化配置,为区域经济发展提供空间,实现资源、土地、环境的协调,经济、社会、环境效益显著,值得大力推广。

【参考文献】

[1]高从堦,陈国华.海水淡化技术与工程手册[M].化学工业出版社,ISBN 7-5025-5206-5.

[2]林斯清.海水和苦咸水淡化[J].水处理技术,2001(21):1.

[责任编辑:丁艳]

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