种较理性的海水淡化法

［!］

。国外早在"#世纪$#年

代就已开始研究，但目前为止尚没有商业化，主要原

因在于过程中产生的三相点蒸汽难以去除和冰晶的

输送、洗涤较难。华东理工大学研究开发的真空冷

冻—汽相冷凝海水淡化技术采用低温金属表面，使

三相点蒸汽直接冷凝成冰的方法，成功的解决了蒸

汽的去除问题，并在实验室完成了小型试验装置。

真空冷冻—汽相冷凝海水淡化技术工艺包括脱

气、预冷、蒸发结晶、冰晶洗涤、蒸汽冷凝等步骤，淡

化水产品可达到国家饮用水标准。

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" 工艺研究

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! 脱气

由于海水中溶有的不凝性气体在低压条件下将

几乎全部释放，且又不会在冷凝器内冷凝。这将升

高系统的压力，使蒸发结晶器内压力高于二相点压

力，破坏操作的进行。显然减压脱气法适合本系统。

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" 预冷

海水脱气后可与蒸发结晶器内排出的浓盐水和

淡化水产生热交换，预冷至海水的冰点附近。

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& 温度和压力

它们是影响海水蒸发与结冰速率的主要因素。

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’ 冰—盐水是一固液系统

普通的分离方法均可使冰—盐水得到分离，但

分离方法不同，得到的冰晶含盐量也不同。实验结

果表明减压过滤方法得到的冰晶含盐量比常压过滤

方法得到的冰晶含盐量低得多。

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( 蒸汽冷凝

在蒸发结晶器内，除海水析出冰晶以外，还将产

生大量的蒸汽，这些蒸汽必须及时移走，才能使海水

不断蒸发与结冰。

" 蒸馏法海水淡化及其特点

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! 蒸馏法原理

把海水加热使之沸腾蒸发，再把蒸汽冷凝成淡

水的过程即为蒸馏法。蒸馏法是最早采用的淡化

法，其优点是结构简单、操作容易，所得淡水水质好

等。蒸馏法有很多种，如多效蒸发、多级闪蒸、压气

蒸馏、膜蒸馏等。

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" 蒸馏法特点

多效蒸发是一种较早应用的海水淡化法，由于

结垢和腐蚀等问题，后被多级闪蒸法所取代。

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! 多级闪蒸

多级闪蒸是一种在"#世纪(#年代发展起来的

海水淡化法，其原理是海水经过预热后，进入闪蒸

室，

该闪蒸室的压力低于将要进入的盐水所对应的

饱和蒸汽压力，盐水进入后即因过热而进行闪蒸。

闪蒸出的蒸汽冷凝后即为淡水。由于它的安全可

靠，因此发展迅速，中东许多产油国所建的海水淡化

工厂，大多采用多级闪蒸法，并且与发电厂结合。如

阿联酋建造了世界上最大的多级闪蒸海水淡化厂，

就是与发电厂联合生产

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" 压汽蒸馏

利用机械压缩机把蒸汽压缩、升压和升温（温度

升高!#)左右），并作为加热和使海水蒸发的热源，
因此压汽蒸馏在运行后不需外部提供加热蒸汽，靠

机械能转化为热能，过程效率高、比能耗低，而且过

程不需冷却水，结构紧凑，但压汽机造价较高，容易

腐蚀、结垢难于进一步大型化。

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& 膜蒸馏

热海水接触憎水微孔膜，由于膜另一侧温度较

低，相应的饱和蒸汽压亦低，膜面上的海水蒸发并透

过膜的微孔到低压侧并在冷凝面凝结为纯度较高的

淡水。膜只起到汽水分离器和增加蒸发面积的作

用。

& 电渗析

电渗析是利用具有选择透过性的离子交换膜在

外加直流电场的作用下，使水中的离子定向迁移，并

有选择地通过带有不同电荷的离子交换膜，从而达

到溶质和溶剂分离的过程。

电渗析主要有频繁倒机电渗析（*+,）、填充离

子交换树脂电渗析，电渗析过程对不带电荷的物质

如有机物、胶体、细菌、悬浮物等无脱除能力。因此

电渗析用于淡化制备饮用水不是最理想的方法。

’ 海水反渗透淡化

反渗透海水淡化是一种以压力为驱动力的膜分

离过程，是当今海水淡化领域研究、开发的热点

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! 国际反渗透淡化技术发展现状

目前反渗透膜的脱盐率高于--%

&.，透水通量

大大增加，抗污染和抗氧化能力不断提高。反渗透

海水淡化的技术进步表现在如下方面：

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! 反渗透膜的性能明显提高

目前的反渗透复合膜系采用芳香族聚胺的材

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