本文格式為Word版，下載可任意編輯——海水淡化簡介首鋼京唐公司海水淡化

引言

我國人多水少，水資源短缺，沿海特別是北方沿海地區(qū)是我國最缺水的地區(qū)之一。作為水資源的開源增量技術(shù)，海水淡化是解決我國沿海城市水資源短缺的必然趨勢。作為水資源消耗大戶的鋼鐵廠，利用鋼鐵廠內(nèi)富足蒸汽及海水資源，可相當(dāng)程度上減少對淡水資源的消耗，并充分減少鋼鐵廠的能源浪費，從而實現(xiàn)鋼鐵制造成本的降低。而利用鋼鐵廠富足能源充足的特點，結(jié)合聯(lián)產(chǎn)方式，對降低海水淡化產(chǎn)水成本可起到明顯作用，假使海水淡化成本和消費水價持平，那么中國的海水淡化產(chǎn)業(yè)將被迅速激活。考慮到淡水資源的日益匱乏，水價的逐步提高，海水淡化的技術(shù)改進、新材料的利用以及工藝國產(chǎn)化對降低其制水成本的作用，海水淡化的經(jīng)濟效益將愈發(fā)明顯，將會使得利用海水淡化解決水資源問題成為可能。

隨著北方重工業(yè)向海邊的搬遷、經(jīng)濟的加速發(fā)展，地表水量的不斷下降以及水質(zhì)的惡化，水資源費以及水價的上漲將是必然的趨勢。而隨著成本的大幅降低，高品質(zhì)的出水水質(zhì)，利用海水淡化作為新的水源，將是解決華北地區(qū)水資源缺乏的最好選擇

一、京唐公司海水綜合利用

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根據(jù)2023年8月國家公布《海水利用專項規(guī)劃》要求，海水利用的四大發(fā)展方向即：發(fā)電海水的直流冷卻及海水脫硫、海水淡化、海水化學(xué)資源綜合利用（濃海水制鹽及提鉀、提溴、提鎂、提鋰及深加工等）、海水替代淡水的城市生活用水（海水沖廁等）；除替代城市生活用水外，在我們公司均有不同程度的表達（濃鹽水制鹽在南堡鹽場表達）；這其中最重要的、同時技術(shù)上最繁雜的就是海水淡化項目。目前世界上海水淡化技術(shù)主要是兩種即：膜法（海水通過高壓通過高分子膜）及熱法（蒸餾法），首鋼京唐公司海水淡化項目采用的是熱法中的低溫多效技術(shù)（4X1.25＝5萬噸/天－目前國內(nèi)規(guī)模最大的海淡場、引進法國SIDEM技術(shù)、投資5億元）－占標(biāo)準(zhǔn)1000萬噸鋼鐵企業(yè)用水量30－50%（10－15萬噸/天）。二、海水淡化建設(shè)原則

海水淡化的建設(shè)是以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)、以節(jié)能減排為目標(biāo)、采用循環(huán)經(jīng)濟的方法、走了一條引進消化吸收的道路；

1、認(rèn)識－科學(xué)發(fā)展觀（科學(xué)地認(rèn)識海水淡化）：海水淡化建設(shè)要把握住其客觀規(guī)律－海水淡化就是以能源換取資源：

環(huán)境條件－唐山是缺水地區(qū)；

能源條件－利用低溫低壓余熱資源進行能源換取資源的技術(shù)（冶金企業(yè)是一個綜合性工業(yè)－有著大量的余熱資源：煉鋼－用氧吹煉過程是一個化學(xué)放熱過程、煉鐵的燒結(jié)及焦化干餾和軋鋼的加熱爐均在加熱過程中向系統(tǒng)外耗散出大量余熱，這些余熱均品質(zhì)相對較低用來做低溫低壓發(fā)電則效率很低而用來做熱法海淡則效率很高）；

需求條件－冶金企業(yè)需要大量除鹽水等級的純水。

以上三個條件就是我們?yōu)楹芜x擇MED海淡技術(shù)的原因（學(xué)術(shù)界有好多人整治膜法好還是熱法好？－我們通過實踐的回復(fù)是：因地制宜－用途不同在而且條件不同！）。

2、目標(biāo)－節(jié)能減排（環(huán)境友好）：

節(jié)能－效率高（利用了很難轉(zhuǎn)化成動力能的部分低溫低壓余熱則是提高了能源利用效率）；

減排－與地表水做除鹽水相比較：淡水制除鹽水則產(chǎn)生大量濃鹽水排放（產(chǎn)水率1.5：1），而海淡的濃鹽水則可送去南堡鹽場制鹽－不存在排放濃鹽水的問題。

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3、方法－循環(huán)經(jīng)濟：兩條循環(huán)路線：

“物〞的循環(huán)路線－水的綜合利用（海水－發(fā)電直流冷卻－海淡－濃鹽水去南堡鹽場曬鹽）同時還可以通過勾兌方法回收工業(yè)水（以確保鹽量平衡）；

海水陡河來水除鹽水鍋爐濃鹽水制鹽補水旁濾凈環(huán)用水補濁環(huán)用水排污排污水處理污水處理廠泥處理泥餅外再生水后期膜除鹽處理濃鹽水沖渣燜渣抑塵

“能〞的循環(huán)路線－能量的梯級利用（發(fā)電冷卻余熱及鋼廠大量余熱蒸汽－淡化成除鹽水－工藝用戶再通過回收余熱而再變成蒸汽）。

鋼鐵廠主流程余熱蒸汽淡水制鹽、制堿蒸汽管網(wǎng)廠區(qū)蒸汽綜合管網(wǎng)低壓余熱蒸汽濃鹽水海水海水淡化3

蒸汽用戶蒸汽用戶

4、引進消化吸收創(chuàng)新道路：

一個國家不能依靠進口設(shè)備生產(chǎn)水資源，否則會矛盾和沖突不斷。我國海水淡化已形成一定的自主技術(shù)基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)走以自主創(chuàng)新為主，以消化吸收為輔的道路。

首鋼京唐公司一期一步及一期二步建設(shè)過程讓我們做一些有益的摸索即中國海水淡化的發(fā)展之路，以供大家借鑒。

三、海水淡化項目介紹

首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司海水淡化項目，充分利用鋼鐵廠的冬夏季能源特點，擬實行水電聯(lián)產(chǎn)、熱膜結(jié)合的組合模式。利用鋼鐵廠主工藝流程中的余熱蒸汽、或者汽輪機發(fā)電機組做完功后的乏汽、或者是高爐沖渣水等低溫?zé)嵩串a(chǎn)生的低品質(zhì)蒸汽為低溫多效海水淡化裝置提供動力、利用自發(fā)電機組為膜法海水淡化裝置提供動力，通過熱、膜法工藝的相互結(jié)合，從而實現(xiàn)能源高效利用和降低海水淡化成本。

首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司海水淡化工程一期采用熱法（低溫多效海水淡化LT—MED），遠(yuǎn)期預(yù)留膜法（R）。一期分兩步建設(shè)，每步建設(shè)海水淡化裝置2套，單套日產(chǎn)水能力12500噸，單套產(chǎn)水能力目前國內(nèi)最大。一期一步建設(shè)兩個單元，全部引進法國技術(shù)，于2023年9月開工建設(shè)，2023年3月22日以及2023年5月22日分別調(diào)試成功滿負(fù)荷產(chǎn)出合格蒸餾水。一期二步建設(shè)兩個單元，全部實現(xiàn)國產(chǎn)化，于2023年3月開工建設(shè)，2023年8月19日U4調(diào)試成功滿負(fù)荷產(chǎn)出合格蒸餾水，U3正在施工中。

四、海水淡化基本工藝流程1、主要工藝流程

海水淡化工程所需海水由海水提升泵站供應(yīng)，海水取自內(nèi)港池。抽取來的海水首先進入熱法海水預(yù)處理區(qū)，進行混凝、沉淀、澄清等預(yù)處理，之后通過各自的海水提升泵加壓送至熱法海水淡化裝置MED-TVC裝置進行淡化處理，淡化出水由成品水提升泵送入成品水罐，成品水在此進行調(diào)理貯存，之后由成品水配水泵直接送至各工序用水點，濃鹽水送至社會鹽場制鹽。

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海水取自內(nèi)港池格柵濾網(wǎng)海水取水泵污泥送至泥處理間海水預(yù)處理濃鹽水送至管網(wǎng)蒸汽、電站抽氣熱法淡化裝置社會鹽場

各工序配水泵站成品水送至成品水罐

2、海水淡化裝置的基本狀況

七效MED裝置（低溫多效）及附屬設(shè)施（附跨部分）－技術(shù)特色就是使用低品質(zhì)熱源（65－72℃且0.35ata的低溫低壓蒸汽）；造水比9.8（噸汽產(chǎn)水量）；產(chǎn)水率30－40%，含鹽量－電導(dǎo)率10us/cm（海水42000、地表水520）－可以直接使用于高端冶金產(chǎn)品及余熱系統(tǒng)；MED主蒸發(fā)器－（重量：602噸－海運且分三段安裝、尺寸－平行六面體：35×8.75×7米、材質(zhì)：殼體為雙相不銹鋼，前三排及冷凝器為鈦管及下部為銅鋁合金管，噴頭為ABS）。

3、主蒸發(fā)器MED工藝流程

4、技術(shù)特點

該項目依照技術(shù)先進、成熟、可靠的原則，依照自主集成、表達循環(huán)經(jīng)濟，

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把動力能源的消耗降到最低，提升鋼鐵廠產(chǎn)品的競爭能力的要求，采用國內(nèi)、外目前最先進的海水淡化技術(shù)，其主要技術(shù)特點有：

1）、通過調(diào)理鋼鐵廠余熱蒸汽和發(fā)電機組乏蒸汽的使用量，實現(xiàn)三種運行工況：僅僅使用鋼鐵廠余熱蒸汽—T模式；使用發(fā)電機組或者低品質(zhì)熱源產(chǎn)生的乏蒸汽，并使用一定量的低壓蒸汽作為補充—T+E模式；僅僅使用乏蒸汽—E模式。其中的乏蒸汽模式目前國內(nèi)首次使用，制水成本低廉。

2）、將低溫多效蒸餾（LT-MED）裝置與發(fā)電凝汽器組合，利用乏汽作為海水淡化動力蒸汽，可大幅度降低海水淡化制水成本，同時可節(jié)省為凝汽器設(shè)置直流冷卻設(shè)施的投資。

3）、LT-MED裝置還可利用鋼鐵廠蒸汽管網(wǎng)壓力0.8～1.3MPa的蒸汽，增設(shè)熱蒸汽壓縮器裝置，以獲得更高的造水比，進一步減少設(shè)備投資，減少運行成本及設(shè)備占地，該技術(shù)在國內(nèi)尚無應(yīng)用，在國際上處于領(lǐng)先水平。

4）、通過鋼鐵廠內(nèi)部的\水-汽-水\物質(zhì)循環(huán)以及能量的梯級使用，最大限度上合理的使用了能源。利用海水淡化濃縮鹽水的堿度進行海水脫硫以及進行制固體鹽，通過這種\海水-鹽-海水\的社會大循環(huán)，實現(xiàn)對環(huán)境的友好。

5）采用海水淡化工藝，使傳統(tǒng)工藝工業(yè)鹽的消耗為零，并且避免了離子交換工藝造成的水質(zhì)惡化。同時在污水零排放的前提下，海水淡化工藝的采用，大大降低了系統(tǒng)后續(xù)脫鹽的壓力。

6）熱法裝置的濃鹽水排放溫度平均在33攝氏度左右，在工程施工上預(yù)留有冬季用熱法濃鹽水和膜法零下2.4攝氏度的進水海水進行預(yù)熱的途徑，該途徑可實現(xiàn)不同海水淡化方式之間能源的全新組合和利用

7）主體蒸發(fā)器平行六面體形狀在國內(nèi)屬于首次使用，同時利用合理的設(shè)備及管道布置，充分實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)緊湊、空間節(jié)省，并使熱交換過程更加完善。雙TVC模式的使用甚至在國外海水淡化設(shè)施也很少使用。

五、鋼鐵廠建設(shè)海水淡化的意義

低溫多效海水淡化在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟、以及低碳經(jīng)濟的實踐中起到十分重要的作用：

1、每天五萬噸的產(chǎn)水規(guī)模，依照地表水和蒸餾水之間1.5的造水率計算，每年可以儉約地表水資源約2400萬噸，約占年產(chǎn)975萬噸鋼鐵公司總水量的三分之一。

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2、傳統(tǒng)的鋼鐵企業(yè)用的是軟化水，軟化水制備每月大約耗用600噸的工業(yè)鹽，采用低溫多效海水淡化產(chǎn)品水之后，這部分的工業(yè)鹽消耗被節(jié)省。

3、該裝置充分利用鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司的余熱鍋爐等產(chǎn)生的熱量作為能源制備蒸餾水，一方面實現(xiàn)蒸汽制蒸餾水、蒸餾水進入余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽的汽-水-汽之間的物質(zhì)循環(huán)，另一便利也實現(xiàn)了在夏季也就是非采暖季節(jié)的蒸汽零放散。

4、在利用余熱余能的基礎(chǔ)上，我們還預(yù)留有25MW的汽輪發(fā)電機，通過海水淡化裝置取代汽輪發(fā)電機的冷凝器，不僅可以儉約冷卻水的使用量，而且乏汽的利用可以進一步大幅度的降低成本。

5、鋼鐵生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的煤氣，一般鋼鐵廠很難實現(xiàn)三種煤氣的零放散，首鋼京唐鋼鐵廠的電廠鍋爐是煤和煤氣混燒模式，對面的2臺35噸以及2臺130噸鍋爐也可以燒高爐煤氣，煤氣燃燒產(chǎn)生蒸汽進入海水淡化裝置，可以實現(xiàn)煤氣的零排放，也就是減少碳的排放量。

鋼鐵廠氣煤混燒300MW自發(fā)電廠

6、首鋼京唐公司利用海水淡化產(chǎn)水接近蒸餾水的品質(zhì)，開創(chuàng)了耦合式零排放的模式，在鋼鐵廠可以實現(xiàn)工業(yè)廢水的零排放。

7、利用海水淡化濃鹽水的高溫、濃縮、高堿度的特點，將濃鹽水排水排放到社會鹽場制鹽、或者混入電廠的煙氣脫硫系統(tǒng)，中和煙氣系統(tǒng)的酸性，實現(xiàn)環(huán)

鋼鐵廠主流程用戶CCPP燃?xì)獍l(fā)電站2X30萬高爐煤氣柜2X15萬焦?fàn)t煤氣柜3X8萬轉(zhuǎn)爐煤氣柜高爐煤氣焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣7

境的友好。

8、首鋼京唐公司的海水淡化裝置，全部換熱管都是在國內(nèi)購買，全部在國內(nèi)加工制作，前面的兩套是在廣東的中山制作，后面的兩套由首鋼國際工程公司消化吸收集成，首鋼機電公司加工制作，充分響應(yīng)了振興國家制造業(yè)的號召。六、技術(shù)爭議

1、技術(shù)路線爭議－膜法與熱法技術(shù)整治

海水淡化（SeawaterDesalination），又稱海水脫鹽，是從海水中獲取淡水的技術(shù)和過程。目前，商業(yè)化應(yīng)用的海水淡化技術(shù)主要包括多級閃蒸(MSF)、多效蒸發(fā)(MED)和反滲透膜(RO)方法。MED方法中低溫多效蒸餾（LT-MED）開發(fā)后在世界范圍內(nèi)迅速得到了較廣泛的應(yīng)用，與RO和MSF一起成為最具發(fā)展前景的海水淡化技術(shù)。

表1三種海水淡化工藝關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)對比表

主要技術(shù)參數(shù)操作溫度℃主要能源蒸汽消耗t/m3電能消耗kWh/m3典型源水含鹽