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文檔簡介
海水淡化+風(fēng)能發(fā)電+海鹽生產(chǎn)(一種三位一體體的清潔生產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)構(gòu)想)1序言:就全球經(jīng)濟濟發(fā)展戰(zhàn)略而而言,21世紀(jì)是可持持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略略行將貫徹落落實的時代。中中國在實施可可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)戰(zhàn)略中,水的的可持續(xù)利用用問題日益突突出。換句話話說,水已經(jīng)經(jīng)成為制約我我國經(jīng)濟和社社會發(fā)展的重重要因素。因因此,水的問問題引起了政政府部門、社社會各界的高高度重視。各各行各業(yè)圍繞繞水的發(fā)展戰(zhàn)戰(zhàn)略、管理體體制、技術(shù)路路線、市場開開發(fā)等已開始始全方位深入入研究。世紀(jì)之初,中中國行將實施施的新水價機機制正向著市市場經(jīng)濟方向向邁進,說明明水經(jīng)濟時代代將在21世紀(jì)的中國國成為熱點。這這意味著水經(jīng)經(jīng)濟的背后蘊蘊藏著水管理理體制的巨大大改革和對一一些技術(shù)應(yīng)用用限制的突破破。面對新的的機遇和挑戰(zhàn)戰(zhàn),仁者見仁仁,智者見智智。本文結(jié)合合可持續(xù)發(fā)展展中全球普遍遍倡導(dǎo)的生態(tài)態(tài)經(jīng)濟特點,提提出一種將水水業(yè)、能源、鹽鹽業(yè)三個業(yè)已已成熟的行業(yè)業(yè)有機結(jié)合而而形成的一種種三位一體的的清潔生產(chǎn)技技術(shù)構(gòu)想。技技術(shù)擬應(yīng)用的的范圍主要涉涉及沿海與海海島區(qū)域,同同時也適用于于苦咸水地區(qū)區(qū)。2三位一體的清清潔生產(chǎn)技術(shù)術(shù)構(gòu)想:到20255年,全世界界將有近1/3的人口面臨臨缺水問題,波波及的國家和和地區(qū)多達(dá)40多個。目前前我國617個城市中,有有300個城市缺水水,其中110個城市嚴(yán)重重缺水。沿海海地區(qū)也不例例外,水已經(jīng)經(jīng)成為這些地地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展展的瓶頸。按按國際慣例,一一個國家用水水量達(dá)到水資資源可利用量量的20%便會產(chǎn)生生水危機,而而到本世紀(jì)中中葉,我國總總用水量將增增至8000多億m3,占我國可可利用水資源源的28%。因此,對對我國來說,淡淡水資源問題題的確是到了了迫在眉睫、非非解決不可的的地步。我國海岸線線的總長為326447公里,當(dāng)屬屬海洋大國,向向海洋要水,開開發(fā)利用海水水資源,進行行海水淡化不不失為一種解解決沿海地區(qū)區(qū)與海島區(qū)域域淡水緊缺的的有效戰(zhàn)略途途徑。當(dāng)今,發(fā)發(fā)展海水淡化化技術(shù),向大大海要淡水業(yè)業(yè)已經(jīng)成為世世界各國的共共識。海水淡化,亦稱稱海水脫鹽,一一般是通過反反滲透或蒸餾餾法除去海水水中鹽分并獲獲得淡水的工工藝過程。無無論是反滲透透還是蒸餾法法最主要的運運行管理費用用表現(xiàn)為電耗耗?;剂狭希ㄈ?,煤)發(fā)發(fā)電所提供的的能量非清潔潔能源,即使使再便宜也存存在著發(fā)電過過程排放CO2,從而污染染大氣的問題題。事實上,沿沿海和海島區(qū)區(qū)域蘊藏著豐豐富的風(fēng)力資資源,風(fēng)力發(fā)發(fā)電無疑是一一種被全球普普遍看好的可可持續(xù)清潔能能源。所以,就就近利用風(fēng)電電進行海水淡淡化不失一種種理想的技術(shù)術(shù)組合。海水淡化以目前前使用較多的的反滲透技術(shù)術(shù)而言,淡水水產(chǎn)水率約為為處理海水量量的2/3,而余下的1/3則形成含鹽鹽量極高的所所謂“濃縮液”。一般而言言,濃縮液通通常被作為副副產(chǎn)品或“廢棄物”而排回大海海。如果濃縮縮液被當(dāng)作海海鹽生產(chǎn)的原原料,這無形形中等于減少少了2/3的海水蒸發(fā)發(fā)量,即,縮縮短了2/3的曬鹽時間間進程。因此,將風(fēng)能發(fā)發(fā)電、海水淡淡化、海鹽生生產(chǎn)這三個業(yè)業(yè)已成熟的技技術(shù)有機結(jié)合合則可能會產(chǎn)產(chǎn)生一個完全全沒有廢棄物物與污染物、且且完全符合生生態(tài)經(jīng)濟學(xué)原原理的新興產(chǎn)產(chǎn)業(yè)。這種三三位一體的清清潔生產(chǎn)技術(shù)術(shù)構(gòu)想可視為為未來水工業(yè)業(yè)的主導(dǎo)思想想,向自然要要能源,向自自然要化工原原料以及淡水水資源。3海水淡化現(xiàn)狀狀與未來:海水淡化技術(shù)主主要有蒸發(fā)法法,膜法(反反滲透、電滲滲析)和冷凍凍法。與蒸發(fā)發(fā)相比,膜法法淡化海水具具有投資省、能能耗低(4kW×hh/m3,而蒸發(fā)法法為65kWW×h/m33),膜法占地少、建建設(shè)周期短、操操作簡便、易易于自控、啟啟動迅速等優(yōu)優(yōu)點。膜法主要指反滲滲透(RO)技術(shù),它它利用半透膜膜,在壓力下下允許水透過過而使鹽分和和雜質(zhì)被截留留的技術(shù)。因因此,膜法,特特別是以反滲滲透(RO)技術(shù)為主主的膜技術(shù),自30年前進入海水淡化技術(shù)市場以來,其工程應(yīng)用一直呈上升趨勢。以亞洲地區(qū)的日本為例,目前全日本已安裝的海水淡化裝置總生產(chǎn)能力為1.09′106m3淡水/日,其中,反滲透裝置生產(chǎn)能力便占了90%。近年來,日本每每年平均以新新建一座生產(chǎn)產(chǎn)能力為50,0000-60,,000mm3淡水/日的速度發(fā)發(fā)展反滲透海海水淡化技術(shù)術(shù)。日本現(xiàn)有有187座用于海島島飲用水的反反滲透海水淡淡化裝置,總總生產(chǎn)能力為為123,,000mm3淡水/日。到目前前為止,于1996--1997年間建成的的一座最大的的反滲透海水水淡化工廠處處理能力為400000m3淡水/日。預(yù)計到20100年底,一座座正在建設(shè)中中有著更大生生產(chǎn)能力(1150,0000m3淡水/日)的反滲滲透海水淡化化工廠將投入入運行。海水淡化是當(dāng)今今世界競相研研究與應(yīng)用的的高新技術(shù),除除上述提及的的亞洲日本外外,北美的美美國,歐洲的的英國、西班班牙、法國等等國,以及中中東的以色列列等國的反滲滲透技術(shù)也已已經(jīng)相當(dāng)發(fā)達(dá)達(dá),并且相繼繼形成了海水水淡化產(chǎn)業(yè)。目目前,英國的的反滲透技術(shù)術(shù)正以8-10%的年增長速速度快速發(fā)展展。在英國,因因為膜技術(shù)在在水處理行業(yè)業(yè)的廣泛應(yīng)用用,已出現(xiàn)許許多專門從事事膜清洗的專專業(yè)性公司。英英國一家膜清清洗公司從他他們飛速發(fā)展展的業(yè)務(wù)中預(yù)預(yù)測,再經(jīng)過過50年的時間,今今后人類所有有的飲用水恐恐怕都要經(jīng)過過膜處理后才才能飲用。這不僅僅是因為為膜能夠截留留像鹽分這樣樣的化學(xué)物質(zhì)質(zhì),而且它也也能截留病原原菌與病毒。相形之下,我我國的海水淡淡化技術(shù)雖研研究始于上世世紀(jì)的50年代,經(jīng)過過近半個世紀(jì)紀(jì)的發(fā)展也有有了長足進展展和一些經(jīng)驗驗,但由于國國人對反滲透透等淡化技術(shù)術(shù)應(yīng)用的認(rèn)識識僅停留在過過高的生產(chǎn)成成本上,所以以,目前以反反滲透為主的的海水淡化技技術(shù)在國內(nèi)還還沒有形成大大規(guī)模應(yīng)用的的局面。能耗是決定反滲滲透海水淡化化技術(shù)生產(chǎn)成成本的關(guān)鍵。然然而,反滲透透的能量消耗耗已比傳統(tǒng)蒸蒸發(fā)法低若干干倍(如上所所述)。如果果考慮將反滲滲透膜料液側(cè)側(cè)排出的高濃濃縮液中的能能量回收,如如帶動水輪機機、多級離心心泵等,則可可回收其中80-900%的能量,從從而使反滲透透脫鹽的能量量消耗節(jié)省35%左右。雖然反滲透海水水淡化的綜合合成本估計為為3.2—4.5元/m3淡水,但與專家目目前估計的“南水北調(diào)”5-20元/m3的綜合成本本相比較,反反滲透海水淡淡化技術(shù)的優(yōu)優(yōu)勢在經(jīng)濟上上初露端倪。況且,此處述及及的反滲透海海水淡化是與與風(fēng)能、產(chǎn)鹽鹽綜合為一體體的生態(tài)經(jīng)濟濟或清潔生產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)。事實實上,美國有有資料認(rèn)為,遠(yuǎn)遠(yuǎn)程調(diào)水超過過40公里,成本本將超過海水水淡化。綜上所述,可以以看到海水淡淡化具有廣闊闊的應(yīng)用前景景。我們還應(yīng)應(yīng)該看到,在在海水淡化綜綜合成本逐漸漸下降的同時時也應(yīng)注意到到海水淡化所所需的動力消消耗主要來源源于化石燃料料,如,煤,石石油。換句話說,傳統(tǒng)統(tǒng)海水淡化技技術(shù)正在用一一種不可再生生的非清潔能能源來換取另另一種資源的的使用。顯然然,現(xiàn)在的工工業(yè)化經(jīng)濟模模式已不能維維持經(jīng)濟的進進步。當(dāng)我們們目光短淺的的為保持現(xiàn)行行經(jīng)濟模式而而努力的時候候,我們正在在耗盡地球的的有限資源,同同時也污染著著生存的環(huán)境境??梢哉f,目前經(jīng)經(jīng)濟繁榮的同同時也暗示著著現(xiàn)行經(jīng)濟發(fā)發(fā)展模式的長長遠(yuǎn)前景是生生態(tài)赤字。因此,伴隨著可可再生的清潔潔能源問題解解決,反滲透透海水淡化不不失為解決我我國沿海與海海島區(qū)域水資資源匱乏的一一項行之有效效的技術(shù)措施施。4風(fēng)能——潛在在的清潔能源源:上述分析得得知,未來我我們將需要海海水淡化,我我們更需要為為海水淡化提提供清潔能源源。那么,在在沿海與海島島區(qū)域蘊藏著著巨大的風(fēng)能能便是一種潛潛在的清潔能能源。4.1世界風(fēng)力力發(fā)電的現(xiàn)狀狀:現(xiàn)代風(fēng)能工工業(yè)于20世紀(jì)80年代初在加加利福尼亞誕誕生。到了90年代對環(huán)境境保護的要求求日益嚴(yán)格,特特別是要兌現(xiàn)現(xiàn)減少排放CO2等溫室氣體體的承諾,風(fēng)風(fēng)電的發(fā)展進進一步受到鼓鼓勵。1999年10月5日,歐洲風(fēng)能能協(xié)會的一項項國際能源研研究報告指出出,到2020年,風(fēng)能可可提供世界電電力需求的10%,并為此此創(chuàng)造170萬個就業(yè)機機會,同時在在全球范圍減減少100多億噸CO2廢氣排放[5]。風(fēng)電技術(shù)術(shù)經(jīng)過20年的開發(fā)日日臻成熟,商商業(yè)化風(fēng)電價價格已經(jīng)下降降了80%,風(fēng)電成成本已從20美分/kW×h持續(xù)下降到3美分/kW×h。全球風(fēng)電發(fā)展在在近十年有極極快速的進展展,每年以近近40%的速度增增長。根據(jù)歐歐洲風(fēng)能協(xié)會會的統(tǒng)計,2002年全球新增增風(fēng)電裝機容容量為686.8萬kW,從而使世世界累計風(fēng)電電裝機容量超超過3100萬kW。其中以德國與丹丹麥最為突出出。丹麥?zhǔn)情_開發(fā)風(fēng)電最早早的國家且在在風(fēng)電機組技技術(shù)和生產(chǎn)方方面仍處于領(lǐng)領(lǐng)先地位;德德國風(fēng)電裝機機總量8753Mw,居世界第第一。歐盟風(fēng)電發(fā)展規(guī)規(guī)劃目標(biāo)是2010年要達(dá)到40Gw,2020年達(dá)到100GGw,屆時風(fēng)電電的比例將超超過10%。亞洲的風(fēng)風(fēng)電到2002年初,裝機機總?cè)萘恳堰_(dá)達(dá)到2220Mw,占世界風(fēng)電電裝機總?cè)萘苛康?.1%。4.2我國風(fēng)力力資源:
圖2日日本新近研發(fā)發(fā)的垂直軸風(fēng)風(fēng)車:我國幅員遼遼闊,風(fēng)能資資源較為豐富富。根據(jù)全國國氣象臺部分分風(fēng)能資料的的統(tǒng)計和計算算,中國風(fēng)能能分區(qū)及占全全國面積的百百分比見表1:。據(jù)中國氣象象科學(xué)研究院院估算,全國國風(fēng)功率密度度為100WW/m2,風(fēng)能資源源總儲量約3226Gw,可開發(fā)和和利用的陸地地上風(fēng)能儲量量有253GGw(依據(jù)陸地上上離地10m高度資料計計算);每年風(fēng)速速在3m/s以上的時間間近4000h左右,一些些地區(qū)年平均均風(fēng)速可達(dá)7m/s以上,具有有很大的開發(fā)發(fā)利用價值。據(jù)最新科技報道道,日本已開開發(fā)出垂直軸軸風(fēng)車,(見見圖2)。該風(fēng)車車最大特點是是可以利用各各個方向的風(fēng)風(fēng),在風(fēng)速達(dá)達(dá)到3m/s時即可發(fā)電電。這樣一來,風(fēng)速速需達(dá)≥6m/s時才適合經(jīng)經(jīng)濟發(fā)電的傳傳統(tǒng)認(rèn)識便受受到挑戰(zhàn)。換換句話說,這這種新型風(fēng)力力發(fā)電機的問問世會使得我我國可利用的的風(fēng)力發(fā)電資資源至少增加加1倍。該風(fēng)電機組由于于采用靜音設(shè)設(shè)計,所以也也適合于住宅宅密集區(qū)??煽梢姡S著科科技的不斷進進步,人類利利用風(fēng)能的能能力將不斷加加強。表1
中中國風(fēng)能分區(qū)區(qū)及占全國面面積的百分比比指標(biāo)
豐豐富區(qū)較較豐富區(qū)可利用區(qū)貧乏區(qū)年有效風(fēng)能密度度(W/m22)
>2000
2000~150
<<150~50
<550
年≥3m/s累計小時數(shù)(h)
>>5000
5000~4000
<40000~2000
<20000
年≥6m/s累計小時數(shù)(h)
>>2200
2200~1500
<15000~350
<<350
占全國面積積的百分比(%)
8
18
550
2444.3我國風(fēng)電電發(fā)遠(yuǎn)景規(guī)劃劃:我國并網(wǎng)型風(fēng)力力發(fā)電機組逐逐漸發(fā)展起來來,到2001年底裝機容容量為399.99Mw。“十五”期間,風(fēng)力力發(fā)電發(fā)展重重點是:一是新建設(shè)100MMw風(fēng)電場約3~5座(包括海上風(fēng)風(fēng)電場),并取得規(guī)模模效益;二是是鼓勵有風(fēng)能能資源但還未未建設(shè)一座風(fēng)風(fēng)電場地區(qū)的的電力企業(yè)或或非電力企業(yè)業(yè)開發(fā)風(fēng)電項項目。預(yù)計21世紀(jì)將將是我國風(fēng)能能大發(fā)展時期期,風(fēng)力發(fā)電電總裝機目標(biāo)標(biāo):2015年達(dá)到全國國電力工業(yè)總總裝機容量的的1.5%,即4500MMw左右。2010年爭取取達(dá)到6000MMw。有些部門門預(yù)測以8000MMw為目標(biāo)值,按按現(xiàn)在1.05萬元/kW的設(shè)備價值值計算,風(fēng)力力發(fā)電新的設(shè)設(shè)備產(chǎn)值將是是210億人民幣。4.4有關(guān)風(fēng)電電的政策扶持持:我國政府近近年來對風(fēng)力力發(fā)電事業(yè),提提供的一系列列優(yōu)惠政策,為為中國的風(fēng)力力發(fā)電發(fā)展提提供著的新動動力。如國家家計委于1996年提出“乘風(fēng)計劃”。支持風(fēng)電電立項,協(xié)調(diào)調(diào)各方關(guān)系,并并積極著手制制訂風(fēng)電發(fā)展展優(yōu)惠政策,力力圖解決風(fēng)電電并網(wǎng)、風(fēng)電電電價、設(shè)備備進口關(guān)稅和和增值稅問題題;國家計委委和科技部于于1999年1月以“計基礎(chǔ)[19999]44號”文發(fā)出《關(guān)關(guān)于進一步支支持可再生能能源發(fā)展有關(guān)關(guān)問題的通知知》。文件規(guī)規(guī)定對于銀行行安排基本建建設(shè)貸款的項項目給予2%的財政貼貼息,國家經(jīng)貿(mào)委委與財政部、國國家稅務(wù)總局局協(xié)調(diào)后,2002年經(jīng)國務(wù)院院批準(zhǔn),決定定給予風(fēng)力發(fā)發(fā)電減半征收收增值稅的優(yōu)優(yōu)惠(即由17%降至8.5%)(2002年4月29日《北京日日報》)。4.5對于風(fēng)電電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)續(xù)發(fā)展的一些些思索:一種新能源的出出現(xiàn)能否打破破原有的能源源框架的束縛縛,這在很大大程度上取決決于該種能源源的市場競爭爭能力,即生生產(chǎn)成本。據(jù)據(jù)統(tǒng)計,“我國目前風(fēng)風(fēng)力發(fā)電的成成本為0.42~0.72元/kW×h,在沒有優(yōu)優(yōu)惠政策及補補貼的前提下下,尚無法與與火力發(fā)電競競爭。但這里需要特別別指出的是我我們在計算一一種能源的綜綜合成本時主主要運用的是是經(jīng)濟方法而而忽略了它在在生態(tài)方面的的價值。如將將風(fēng)力發(fā)電和和燃煤發(fā)電加加以比較。風(fēng)風(fēng)力發(fā)電的成成本,反映了了渦輪機的制制造、安裝和和維修以及向向用戶的電力力輸送。燃燒燒煤炭發(fā)電的的成本,包括括建造發(fā)電廠廠、開采煤炭炭、運輸煤炭炭到發(fā)電廠和和向用戶輸送送電力。這里里沒有包括的的成本是,燃燃燒煤炭所排排放的CO2對氣候的破破壞——無論是破壞壞性更大的風(fēng)風(fēng)暴、冰蓋的的融化、海平平面的上升,或或者是創(chuàng)紀(jì)錄錄的熱浪。這個成本計算也也沒有酸雨對對淡水湖和森森林的破壞,或或者由于空氣氣污染引起呼呼吸系統(tǒng)疾病病的醫(yī)療費用用。因此,燃燃煤發(fā)電廠的的市場價格,大大大低估了它它們的成本。另外我國能源分分布狀況和能能源使用狀況況的特點是::能源和電力力資源多分布布在中西部,而而能源消耗和和使用多分布布在東南沿海海和中部,這這樣就造成了了大量的電力力輸送和電力力輸送設(shè)備的的建設(shè)投資和和運行,而東東南沿海豐富富的風(fēng)力資源源卻沒有很好好的利用來進進行風(fēng)力發(fā)電電。我國廣大大的沿海地區(qū)區(qū)儲有極其豐豐富的風(fēng)能,其其穩(wěn)定性和風(fēng)風(fēng)速遠(yuǎn)高于陸陸地。在海洋洋環(huán)境中,風(fēng)風(fēng)更穩(wěn)定,更更少紊流,也也更少剪切力力的風(fēng),因而而可設(shè)計安裝裝較便宜而壽壽命更長的風(fēng)風(fēng)力滑輪發(fā)電電機組。使用風(fēng)力發(fā)電不不但可以解決決能源短缺的的問題,既可可以節(jié)省大量量的輸送設(shè)備備,又可以實實現(xiàn)能源生產(chǎn)產(chǎn)的本地產(chǎn)業(yè)業(yè)化。5傳統(tǒng)海鹽生產(chǎn)產(chǎn)方式:幾種海水制鹽的的方法:食鹽是人的日常常生活中不可可缺少的物質(zhì)質(zhì)。目前制鹽鹽的技術(shù)主要要有鹽田法,蒸蒸餾法、電滲滲析法或冷凍凍法制鹽,還還有真空法制制鹽。就其本本質(zhì)來說制鹽鹽的關(guān)鍵就是是要去除過多多的水分,使使其濃縮。海水制鹽在各種種鹽業(yè)資源中中是最具優(yōu)勢勢的生產(chǎn)方式式。首先,海海鹽的原料是是海水,取之之不盡,用之之不竭,而井井、礦、湖鹽鹽資源都是有有限資源。其次,中國沿海海有廣闊的適適合建立鹽場場的灘涂,目目前共有500多萬畝鹽田田,由于鹽田法法節(jié)約燃料、工工藝簡單,加加之我國有廣廣闊的海岸線線,所以我國國是海水曬鹽鹽產(chǎn)量最多的的國家,也是是鹽田面積最最大的國家,年年產(chǎn)海鹽1500萬噸左右,約約占全國原鹽鹽產(chǎn)量的70%,占世界原原鹽總量30%(目前海鹽鹽的世界總年年產(chǎn)量約5000萬噸)。海鹽生產(chǎn)為節(jié)約約能源而通常??咳諘裾舭l(fā)發(fā)水分。這樣樣一來便導(dǎo)致致用原海水曬曬鹽生產(chǎn)周期期長、效率低低下的缺陷。5.1真空鍋制制鹽生產(chǎn)通過應(yīng)用加速的的真空鍋制鹽鹽生產(chǎn)工藝以以及多效或者者蒸汽再壓縮縮蒸發(fā)器,水水從已凈化的的鹽水中蒸發(fā)發(fā)出來。多效系統(tǒng)一般有有三個或四個個串聯(lián)在一起起的壓力循環(huán)環(huán)蒸發(fā)容器.鍋爐產(chǎn)生的的蒸汽給蒸發(fā)發(fā)器提供熱量量,并且為了了提高多效系系統(tǒng)的能源效效率,蒸汽從從一個蒸發(fā)器器輸送到下一一個蒸發(fā)器,現(xiàn)在這項技技術(shù)已經(jīng)在全全世界得到了了廣泛的應(yīng)用用。蒸汽再壓縮壓力力循環(huán)蒸發(fā)器器由一個結(jié)晶晶器,一個壓壓縮機以及一一個洗汽器組組成,給料鹽鹽水進入結(jié)晶晶器中,鹽在在此沉淀。水水蒸汽經(jīng)過回回收,凈化,壓壓縮后在加熱熱器中再次使使用。再壓縮蒸發(fā)器要要比多效蒸發(fā)發(fā)器具有更高高的能效,但但是再壓縮蒸蒸發(fā)器要使用用成本更高的的電力作為能能源輸入。單單級壓縮機的的發(fā)展已經(jīng)極極大地降低了了成本。最后,每一項工工藝的淡鹽水水都在水溶鹽鹽腔中再利用用。鹽漿首先先經(jīng)過離心過過濾或者真空空干燥脫水,結(jié)結(jié)晶鹽就會生生成,然后在在窯中或者流流化床干燥器器中,成品的的濕度降至0.05%或者更低。在在本世紀(jì),在在降低能耗以以及降低蒸發(fā)發(fā)器的鹽析及及結(jié)垢方面,鹽鹽生產(chǎn)者已經(jīng)經(jīng)取得了巨大大的進步。蒸發(fā)鹽是通過在在真空環(huán)境下下從鹽水中蒸蒸發(fā)水制成的的。那么熱能能就必須要使使用,這就牽牽連到二氧化化碳的排放。真真空工藝將能能效最大化,因因為商業(yè)和環(huán)環(huán)境原因,能能效受到密切切的監(jiān)測。在歐洲,用用于蒸發(fā)工藝藝的蒸汽要按按照整合污染染預(yù)防與控制制的規(guī)定生成成,并且在任任何可能的情情況下,蒸汽汽要在加工工工藝中再次使使用。同時,巖鹽開采采確實要求能能源輸入,但但這比蒸發(fā)鹽鹽工藝所要求求的低得多。所所有生產(chǎn)者都都監(jiān)測他們的的能效并尋求求將能效最大大化。使用者要盡盡量權(quán)衡綜合合能源影響,包包括降低本地地供應(yīng)的流通通能源消耗。5.2從鹽水中中產(chǎn)鹽最高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是是由真空鹽設(shè)設(shè)定的。通常,真空空鹽由鹽水生生成,鹽水是是經(jīng)地下鹽層層的水溶開采采以及化學(xué)凈凈化生成的。這樣的鹽水水大部分是飽飽和的,包含含大鹽生產(chǎn)-行業(yè)參考書書約25%的氯化鈉,因因此要結(jié)晶1噸的鹽就需需要蒸發(fā)3噸的水.在一個六效效的蒸發(fā)工廠廠,0.62噸的流通蒸蒸汽要使用六六次(Kondoorosy,,20066)。假定蒸汽是10baar,通過蒸汽汽濃縮轉(zhuǎn)換到到系統(tǒng)中的熱熱能是390kWWh/t(48kgcce/t或1,4005MJ/tt)的鹽。假定蒸汽鍋爐以以75%的效率生成成蒸汽,那么么每噸鹽消耗耗450kWWh(555kgce或1,6211MJ)的能量是必必需的。5.3機械蒸汽汽再壓縮從鹽鹽水中產(chǎn)鹽如果電力比較廉廉價并且有穩(wěn)穩(wěn)定的來源,那那么離心式壓壓縮機蒸發(fā)器器的水蒸汽就就可以再壓縮縮。壓縮機可以以將水蒸氣的的溫度提高到到這樣一個水水平:水蒸氣氣能夠在熱交交換器中液化化,而循環(huán)鹽鹽水能夠沸騰騰。這個系統(tǒng)每每噸鹽要消耗耗大約160kWWh的電力。假設(shè)發(fā)電效效率是35%,那么這個系系統(tǒng)每噸鹽就就必須要消450kWWh(55kkgce或1,6221MJ)的能量(Konddorosyy,20006)。熱蒸發(fā)工廠廠(真空廠)以以及它們的運運行比較昂貴貴,真空鹽同同樣也是這樣樣。當(dāng)真空鹽在在含有超過4%硫酸鹽的鹽鹽水中結(jié)晶時時,真空鹽總總是含有硫酸酸鈉(經(jīng)常在在200‐500pppm范圍內(nèi))。盡管在1‐100ppm的范圍內(nèi),鈣鈣和鎂的含量量很低,但真真空鹽的純度度基本不會超超過99.955%。5.4海水天然然蒸餾鹽生產(chǎn)產(chǎn)(天然曬鹽鹽)海水,密度為11020kgg/m到1029kkg/m,包含30.099kg氯化鈉/m和998.664kg的水(Baseeggio,,19766);這種水的89.9%需要蒸發(fā),然然后氯化鈉的的最初晶體才才能結(jié)晶。然后又需要要蒸發(fā)6.16%的水,之后后鹽水濃縮,蒸蒸發(fā)大大減慢慢,更進一步步的蒸發(fā)會降降低鹽的質(zhì)量量,因此鹽水水(鹽鹵)需需要丟棄,但但每平方米的的原海水中仍仍然含有8.377kg的氯化鈉。因此通過天天然蒸餾的方方法,每平方方米的海水可可以產(chǎn)出21.722kg的氯化鈉。每結(jié)晶1千克的氯化化鈉,就需要要蒸發(fā)43.744kg的水,而在在熱蒸發(fā)工藝藝中,如果一一開始就幾乎乎是飽和鹽水水的話,只需需要蒸發(fā)3千克的水;但是,太陽陽能是免費的的。在所有來源于太太陽的入射太太陽能(Motttershhead,2006)),26%的入射太陽陽能被大氣和和云層反射回回太空,16%被大氣吸收收,3%被云層吸收收,4%從地表被反反射。因此,只有51%的入射太陽陽能到達(dá)地表表,并被陸地地,海洋和天天然蒸餾鹽廠廠吸收。其中的23%轉(zhuǎn)化為水蒸蒸氣,并以蒸蒸發(fā)潛熱的形形式進入大氣氣和云層中。通過傳導(dǎo)和和輻射,大氣氣恢復(fù)平衡,最最終,所有來來源于太陽的的太陽能又輻輻射回太空。與天然蒸餾鹽廠廠運行相關(guān)的的是到達(dá)地表表的51%的入射太陽陽能(地表日日射能量),它它相當(dāng)于當(dāng)太太陽光最強烈烈的時候的1366WWm‐2+/‐3.4%或者674–719Wm‐2的51%的輻射量.大部分的天天然蒸餾鹽廠廠位于亞熱帶帶地區(qū),每天天的平均太陽陽輻射量為200–300W//m2。因此吸收的的太陽能是5–7kWhm‐2d‐1。水蒸發(fā)潛熱熱在30°C的時候是0.6755kWhkgg‐1。因此,如果5–7kWhm‐2d‐1的地表日射射能量被完全全吸收,那么么它每天就能能蒸發(fā)710mm的水。但是,風(fēng)不不僅能吹走鹽鹽廠地區(qū)的水水蒸氣也能夠夠通過熱傳導(dǎo)導(dǎo)冷卻鹽水;;這占吸收熱熱量的7%。另外的15%被輻射會大大氣,另6%輻射會太空空。如果達(dá)到平平衡的話,那那么就有23%的日射能量量轉(zhuǎn)化為鹽水水水蒸發(fā)潛熱熱,它是天然然蒸餾鹽生產(chǎn)產(chǎn)的最終驅(qū)動動力。因此天然蒸蒸餾鹽廠實際際每天平均僅僅僅蒸發(fā)3–5mmd‐1或者1.1–1.8mmy‐1,而不是710mm的水,氯化化鈉的產(chǎn)鹽生生產(chǎn)-行業(yè)參考書書量是27–44kggNaCllm‐2y‐1。就結(jié)晶鹽層層而言,它們們大約占可生生產(chǎn)鹽場區(qū)域域的10%。270–440kkgNaCClm‐2y‐1的密度為大大約2t/mm3,會形成一一個大約1322ccm厚的鹽層。在風(fēng)溫很高的一一些地區(qū),這這個平均值是是不適用的,例例如近沙漠地地區(qū),這些地地區(qū)的熱氣流流實際上是加加熱鹽水,而而不是冷卻鹽鹽水。在這些地方方,一年之內(nèi)內(nèi),鹽層的厚厚度就可以達(dá)達(dá)到大概半米米。如果應(yīng)用反滲透透技術(shù)淡化海海水,一方面面能產(chǎn)生我們們所需要的主主產(chǎn)品——淡水,另一一方面還會產(chǎn)產(chǎn)生曬鹽所希希望的海水濃濃縮液。以海水淡化后的的淡水回收率率為60~70%計算,其其濃縮液如果果被用于曬鹽鹽便相當(dāng)于已已蒸發(fā)掉60~70%的水分,也也就等于縮短短海鹽生產(chǎn)約約2/3的生產(chǎn)周期期,或提高約約70%的生產(chǎn)效率率。這樣以來來,也可極大大地緩解海水水曬鹽場用地地的供需矛盾盾。事實上,膜膜法正是現(xiàn)代代海鹽生產(chǎn)的的一種高效方方式,只不過過所強調(diào)的主主體有所不同同而已。除此之外,借助助于反滲透海海水淡化產(chǎn)生生濃縮液的同同時,還可以以積極開展對對海水中化學(xué)學(xué)物質(zhì)的提取取。海水中化學(xué)物質(zhì)質(zhì)提取是有無無限前景的新新興產(chǎn)業(yè),溶溶解于海水的的3.5%的礦物質(zhì)質(zhì)是自然界給給人類的巨大大財富。不少發(fā)達(dá)國家已已在這方面獲獲取了很大利利益。我國對對海水化學(xué)元元素的提取,目目前形成規(guī)模模的有鉀、鎂鎂、溴、氯、鈉鈉、硫酸鹽等等。綜合利用高效益益零排放的海海水淡化組合合生產(chǎn)工藝方方法:一種綜合利用高高效益零排放放的海水淡化化組合生產(chǎn)工工藝方法,其其特征在于是是以取水為主主,取鹽為副副,實現(xiàn)綜合合利用為目的的,生產(chǎn)工藝藝可安排先淡淡化取水,后濃縮取鹽鹽,首先通過過對海水予處處理實現(xiàn)海水水凈化并從中中提取海藻,將將凈化過的海海水送到凈化化海水池中儲儲存,用泵提提送凈化海水水進入加工程程序:(一般般海水原水平平均含鹽濃度度為3.5%%),海水淡淡化后的膿水水(一般海水水原水平均含含鹽濃度為77.5%-8.5%),之之間。淡化后濃海水綜綜合利用工藝藝?yán)媚撍ビ杏羞x擇的加工工鹽化工產(chǎn)品品,實現(xiàn)綜合合利用;利用濃海水和提提鉀:用水泵泵將海水淡化化廠生產(chǎn)的膿膿水,即濃度度為7%~8.5%的濃濃海水,經(jīng)離離子交換法制制成鉀鹽。取得的濃海水經(jīng)經(jīng)沉淀法使MMg↑[2+]析析出,制得氫氫氧化鎂。蒸發(fā)濃縮和提溴溴:濃海水經(jīng)經(jīng)過步驟②后從初級制制鹵區(qū)到中級級制鹵區(qū)逐步步濃縮,采用用氣態(tài)膜法或或空氣吹出法法提溴。提取鹽石膏:向向步驟③得到的濃海海水中加入適適量的主要成成分為氯化鈣鈣和氯化鈉的的蒸氨廢液,使使蒸氨廢液中中的鈣離子和和鹵水中的硫硫酸根離子結(jié)結(jié)合,析出鹽鹽石膏。濃海水制鹽:按按照日曬鹽工工藝將經(jīng)步驟驟4所得的鹵水水繼續(xù)蒸發(fā)濃濃縮至氯化鈉鈉飽和,并將將飽和鹵水繼繼續(xù)蒸發(fā)至氯氯化鈉析出,當(dāng)當(dāng)結(jié)晶鹵水達(dá)達(dá)到30%以上時時進行收鹽作作業(yè),(也和和用蒸發(fā)器發(fā)發(fā)進行化工加加工提取飽和和溶液與相應(yīng)應(yīng)的鹽產(chǎn)品。濃海水精制生產(chǎn)產(chǎn)液體鹽,向向飽和鹵水中中加入精制試試劑,得到液液體鹽。海水中的化學(xué)成成分:海水的成分可劃劃分為五類:主要成分:陽陽離子Na+,Ca+,Sr2+;;陰離子Cl-,,SO422-,Brr-,HCOO3-,FF-.還有以分子子形成的H3BOO3.溶于海水的氣體體成分,如氧氣.氮氣.惰性氣體等.N,P,SSi等.海水中溶解的各各種鹽分.有機物質(zhì),如如氨基酸.腐殖質(zhì).葉綠素.藻類.等。每升海水中含量量在1毫克以上的的元素有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B和F11種,一般稱稱為“主要元素”。每升海水水中含量在1毫克以下的的元素,叫“微量元素”或“痕量元素”。海水中幾種主要要無機鹽的濃濃度如下:Cl-19..10g/kkg,Na+10.622g/kgg,SO4---2.666g/kgg,Mg+++1.288g/kg,Ca++0.440g/kgg,K+00.
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