京唐海水淡化现状研究

京唐海水淡化现状研究

王小川

北京首钢自动化信息技术有限公司京唐运行事业部王小川

摘要：京唐海水淡化采用低温多效蒸馏技术，装配了四套日产水量为50000t/d的七级蒸发单元，利用钢铁厂生产所带来的蒸汽资源，满足了钢铁厂对高品质除盐水的需求，实现了水电联产、水盐联产等新的复合型生产模式，同时也极大限度的保护了生态环境，成为循环经济的新典范。

关键词：海水淡化；低温多效蒸馏；水电联产前言首钢京唐钢铁联合有限责任公司是结合“循环经济”的理念，按照21世纪世界最高水平的能耗标准来进行设计和建设的，其中就包括海水淡化技术。该技术目前世界主要有热法和膜法两大类，另外还有冷冻法、水合物法、电容吸附法、溶剂萃取法等几种，目前，又有新兴的太阳能海水淡化和核能海水淡化等方法。京唐公司海水淡化主要是应用热法中的低温多效蒸馏海水淡化技术。

1整体工艺海水淡化整体工艺主要包括海水取水系统、淡化主体系统、蒸汽供应系统和产品水储存及输送系统。

首先，淡化所需海水直接从首钢京唐公司毗邻的渤海湾提取，取水泵站设置于海水淡化区域西北面，直接与内港池相接，取得的海水由PCCP管（预应力钢筒混凝土管）直接送至海水淡化区域。

在海水淡化区域内，海水首先进入预处理系统。采用法国威立雅公司的ACTIFLO技术，通过投加粒径100μm左右的微砂及常见的混凝剂和絮凝剂，使海水中的悬浮物快速而充分沉淀，其出水悬浮物低于20mg/L，充分保证进入主体海水的洁净度，处理后的海水经4台卧式离心泵直接送至主体蒸发器，淡化过程中的浓盐水及冷却水排出淡化系统再进行综合利用。经其淡化后电导率<10μs/cm的高品质除盐水进入成品水配贮区进行贮存调节输送。成品水由泵送至成品水罐进行调节贮存，最后由成品水配水泵直接送至各工序用水点。

2低温多效蒸馏低温多效海水淡化技术是指盐水的最高蒸发温度低于７０℃的淡化技术，其特征是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，后面一效的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。

3运行方式海水淡化生产的运行主要靠电和蒸汽，电主要来源于钢铁厂2×300MW电站及厂外电网，电压等级为10kV及380V；蒸汽主要来自4×12MWCDQ发电乏汽（发电后低品质），蒸汽压力0.2-0.5ata，温度60-80℃；或2×300MW电站汽轮发电机，蒸汽压力0.3-0.5MPa，温度约250℃；或钢铁厂全厂蒸汽管网供汽，蒸汽压力0.8-1.3MPa。

该项目设置了三种运行工况：仅仅使用钢铁厂余热管网提供的蒸汽的模式（纯TVC模式）；使用发电机组或者低品质热源产生的乏蒸汽，并使用一定量的低压蒸汽作为补充的运行模式（部分TVC模式）；仅仅使用0.03MPa的乏汽的模式（纯MED模式）。其中的乏蒸汽模式目前国内首次使用，该模式的乏蒸汽由于已经做完功，所以制水成本低廉。

海水淡化投运性能测试：表1海水淡化投运性能测试表

4降本增效4.1与电厂的联产目前，京唐海水淡化已经实现水电联产的目标，海水淡化与两台25兆瓦前置背压式汽轮发电机组配套发电工程创造性地将海水淡化主体装置与中温中压汽轮发电机组相结合，充分利用钢铁厂富余燃气烧锅炉产生的中温中压蒸汽在汽轮机组中发电做功，进而将汽轮机末端负压排汽供给海水淡化装置制备除盐水。

4.2淡化方法之间的组合淡化方法之间可以有多种组合方式。京唐公司供水厂除海水淡化外，在原水处理系统中还备用一套膜法反渗透除盐水装置，该装置可以日产除盐水12000t，在冬季蒸汽匮乏或者是在海水淡化主体检修时，作为备用除盐水产水单元向厂区提供除盐水。

4.3淡化与综合利用海水淡化后排出的浓盐水，其温度及纯净度都相当高，将淡化与发电、制盐以及微量元素提取等工艺有效连接联产，将可改变传统的产业、产品结构，降低土地、能源、淡水等的综合消耗，充分发挥出海水资源利用的潜力。

京唐公司海水淡化排出的浓盐水，现在已经可以经由管道输送至附近的制盐厂，这样既实现了对浓盐水的循环再利用，同时也避免造成海洋生态污染。

5技术革新5.1新兴材料应用首钢京唐公司海水淡化项目主要采用铝黄铜换热管和钛换热管作为蒸汽和海水换热的主要设备，铝黄铜合金和钛及钛合金都属于贵金属，虽然这些贵金属的使用可保证装置的使用寿命，但是成本较高，而且现在已经有一些换热管被腐蚀损坏。

而作为另一种主流海水淡化换热管的特种铝合金管的应用，可以在采用包括电化学保护在内的特种措施的情况下，确保装置20年的使用寿命，同时可以明显的降低设备造价。

5.2余热利用热法海水淡化方式虽然可以在很大程度上利用工厂产生的剩余热量，但是也有和大一部分的余热伴随着蒸馏水和浓盐水流失掉，怎么样对这一部分的热量经行最大限度的回收利用，是我们今后所面临的的机遇和挑战。

6结束语首钢京唐公司海水淡化项目不但满足了钢铁厂对高品质除盐水的需求，降低了对地表水源的需求与依赖，同时做到了新水源的开发和蒸汽资源重复利用以及水电联产的复合型生产模式，并最大限度的保护了生态环境，可作为循环经济的典范，也为海水淡化事业在国内的发展也做出了一定的贡献。

参考文献：[1]吴礼云、马露露等.首钢京唐公司海水淡化全流程技术优化，首钢科技.[2]尹建华等.低温多效蒸馏海水淡化技术[J].海洋技术，2002，21（4）：22-26.