化工进展CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS冷冻法海水淡化技术新进展李凭力马佳解利昕王世昌(天津大学化工学院化学工程研究所,天津300072)摘要对几种常用的海水淡化技术如反渗透、多级闪蒸和冷冻法进行了经济分析,得出了冷冻法海水淡化技术由于具有成本低、对设备腐蚀和结垢轻的优点而具有广阔的发展前景。重点对天然冷冻法和人工冷冻法中的冷媒直接接触冷冻法、真空蒸发式直接冷冻法、真空冷冻高压融化冰晶法、真空冷冻多相转变法以及交换结晶冷冻脱盐法的原理及生产工艺进行了详细叙述,并介绍了海冰淡化的几种方法。关键词冷冻;海冰;脱盐;海水淡化中图分类号P747文献标识码A文章编号10006613(2005)07074905RecentProgressofSeawaterDesalinationbyFreezingLiPingli,MaJia,XieLixin,WangShichang(ChemicalEngineeringResearchCenter,SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,TianjinUniversity,Tianjin300072)AbstractInthispaper,apreliminaryeconomicanalysisamongsomeseawaterdesalinationtechnologiessuchasreverseosmosis,multistageflashandfreezingispresented.Desalinationbyfreezingisofgreatprospectduetoitslowenergyconsumption,lowcost,slightcorrosionandscaling.ThispaperemphaticallyreviewstheprinciplesandproductionprocessesofnaturalfreezingandartificialfreezingincludingDirectRefrigerantFreezingProcess,VacuumFreezeVaporProcess,VacuumFreezingHighPressureIceMeltingProcess,VacuumFreezingMultiplePhaseTransformationProcessandExchangeCrystallizationFreezeDesalinationProcess.Inaddition,somemethodsofseaicedesalinationarealsodescribedinthispaper.Keywordsfreezing;seaice;desalination;seawaterdesalination淡水资源的紧缺已经成为一个世界性问题,联合国不止一次地向世界发出警告:除非各国采取有力措施,否则到2025年世界将约有三分之一的人口(约23亿)得不到安全的饮用水供应。我国是水资源大国,同时也是人均水资源贫国。全国水资源总量为2181×1013m3,居世界第6位,但人均水资源量仅为2120×103m3,为世界人均的1/4,居世界第121位,被联合国列为13个最贫水国之一。随着经济的发展和人民生活水平的提高,对水量的需求越来越大,对水质的要求越来越高,加上我国水资源时空分布不均、超限度的开采、无节制浪费以及随意的污染,使得本来紧张的水资源供需矛盾更加尖锐,淡水资源的缺乏已经成为制约中国经济发展和社会进步的瓶颈。“中国可持续发展水资源战略研究”[1]提出,中国水资源供求矛盾将影响国家整体性的可持续发展。其中北方,特别是环渤海地区,淡水供求矛盾已经成为这一地区可持续发展的关键因素[2]。面对严重的淡水危机,中国开始将目光转向了丰富的海水资源。中国拥有约1180×104km的海岸线,海洋面积约310×106km2,故利用海水淡化技术将丰富的海水作为人们生活、工业生产、农业灌溉需求的淡水资源,解决中国缺水的问题,特别是满足沿海城镇和岛屿对淡水的需求,是十分必要的。经过多年实践证明,海水淡化是可行的和经济的。收稿日期20050315;修改稿日期20050414。基金项目国家“863”资助项目(No12004AA2Z4020)“渤海海冰资源开发与农业综合利用技术研究”。第一作者简介李凭力(1961—),男,副研究员,博士,主要从事传递与分离方面的研究工作。电话02227405902;Emaillpltd@2631net。·947·2005年第24卷第7期1海水淡化技术海水淡化是通过一系列的过程将高盐度的海水转变为人们可以直接使用的低盐度的海水或淡水。目前海水淡化的方法有许多种,如蒸馏法[3～5]、冷冻法[6]、反渗透法、电渗析法、水合物法[7]等,如表1所示。表1海水淡化方法从海水中分离出水从海水中分离出盐蒸馏法离子交换法多级闪蒸法吸附法多效蒸馏法膜法压汽蒸馏法电渗析法膜蒸馏法太阳能蒸馏法冷冻法直接法真空法冷媒冷冻法间接法膜法反渗透法2海水淡化主要方法经济水平比较虽然海水淡化方法已有几十种,但在实践中被认为行之有效的方法仅有上述的几种。而且海水淡化自身也存在着一些问题,例如:建厂投资费用高、能耗大、设备运行费用高等,这些都限制了淡化水的使用。Madani[...
