核能与海水淡化1

1、核能与海水淡化核能与海水淡化 海水淡化 1.世界及我国水资源现状 2.海水淡化发展情况 3海水淡化的方法 4多级闪蒸简述 世界可用的淡水资源仅占总量的世界可用的淡水资源仅占总量的 1 120002000。 全世界约有全世界约有 12 12亿人口处于干旱缺水地区，亿人口处于干旱缺水地区， 全世界约有全世界约有7575的人口生活在缺水的状态。的人口生活在缺水的状态。 我国人均水资源占有量仅有我国人均水资源占有量仅有27002700立方米，为立方米，为 世界平均数的世界平均数的1/41/4，居世界的第，居世界的第8888位位 我国沿海及北方地区缺水严重我国沿海及北方地区缺水严重 1.1. 世界水资源

2、世界水资源 水水 量量百分比例百分比例 ( % ) ( % )分数比例分数比例 （m3m3）标准标准1 1标准标准2 2 分数分数 水水1.40E+181.40E+18100100-1 1 海水海水1.38E+181.38E+1898.398.3- 淡水淡水2.40E+162.40E+16 1.7 1.71001001/601/60 冰冰2.33E+162.33E+16 1.66 1.66 97.0 97.0- 可使用的可使用的 淡水淡水 7.10E+147.10E+14 0.05 0.05 3.0 3.01/20001/2000 地球上的水资源地球上的水资源 海水淡化方法 海水与苦咸 水淡化

3、方法 蒸馏法膜法电渗析法 多效蒸发（ME） 闪蒸（FLASH） 压气蒸馏（VC） 冷冻法 反渗透(RO) 膜蒸馏（MD） 纳滤（NF） 电渗析（ED） 电去离子（EDI） 利用天然冰 人工冷冻 （都处于研究中） 而闪蒸法闪蒸法是目前最成熟的淡 化技术，得到了广泛应用。 同时它是最适合与核反应堆 相结合的淡化方式，易于大 规模商业化运行。 本节课的重点即是介绍多级闪蒸。 多级闪蒸 多级闪蒸，目前全球淡化水总产量第一，技术最成熟，运 行安全性高，弹性大，适合于大型和超大型淡化装置，主 要在海湾国家采用。多级闪蒸总与电站联合运行，以汽轮 机低压抽汽作热源。目前日产60000立方米（吉林市2008 年

4、人日均用水量0.2立方米）的单机已投入商业运行。 吉林市水资源需水量预测及供需分析（刘洪吉王增学张猛）吉林市水资源需水量预测及供需分析（刘洪吉王增学张猛） 原理：原理： 将原料海水加热到一定温度引入闪蒸室，由于闪蒸室压力 低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压力，所以热盐水进入 闪蒸室后成为过热水而部分汽化，产生的蒸汽冷凝后即为 所需淡水。 多级闪蒸法（多级闪蒸法（3 3台机组）台机组） Umm Al Nar East Desalination plant 87260 m3/day Umm Al Nar East Desalination plant 87260 m3/day AL KHOBAR P

5、HASE II SAUDI ARABIA 267000 m3/dayAL KHOBAR PHASE II SAUDI ARABIA 267000 m3/day 多级闪蒸法（多级闪蒸法（10 10 台机组）台机组） 多级闪蒸法多级闪蒸法 ( (MSF)MSF) 产出水产出水 盐水盐水 循环泵循环泵 海水海水 蒸汽蒸汽 盐水加盐水加 热器热器 凝结水凝结水 盐水盐水 优点：优点： q 制造运行经验丰富、技术成熟制造运行经验丰富、技术成熟 q 单机容量大（单机容量大（50000T/D50000T/D） 缺点：缺点： q 闪蒸温度高，易腐蚀、结垢闪蒸温度高，易腐蚀、结垢 q 耗能高（耗能高（4.5kW

6、h/T4.5kWh/T） 多级闪蒸的优缺点 在开篇提到的海水淡化方法中以反渗透法发展速度 最高，淡化成本也下降的最快。（它的能耗仅为电 渗析法的1/2，蒸馏法的1/40） 。 海水含盐量高、硬度高，对设备腐蚀性大，而且水 温季节性变化较大 使得反渗透海水淡化系统比常规 的苦咸水脱盐系统要复杂得多，同时海水反渗透膜 必须具有高脱盐率，耐腐蚀、耐高压、抗污染等特 点。这就使工程投资和能耗也高得多。因此 通过精 心的工艺设计，合理的设备配置来降低工程投资和 能耗，从而降低单位制水成本，并确保系统稳定运 行就显得格外重要。 反渗透法反渗透法 原理：原理：对透过的物质具有选择性的薄膜成为半 透膜。一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜 视为理想的半透膜。当把相同体积的稀溶液（如淡 水）和浓液（如海水或盐水）分别置于一容器的两 侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的 穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会 比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差， 达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压。渗透 压的大小决定于浓液的种类，浓度和温度与半透膜 的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的 压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶 剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称 为反渗透 过程中无相变无相变，所以能耗小。 优点：优点： q 适