太阳能驱动膜蒸馏海水/苦咸水淡化设备及工艺

2020-06-28

随着世界人口及工业活动的增加,淡水资源的短缺和匮乏越来越引起各国政府的关注与重视,海水淡化作为一种开源方式,可充分利用储量丰富的海水补充淡水资源。常用的海水淡化工艺有反渗透、多级闪蒸、多效蒸馏和压汽蒸馏:反渗透系统属于电力驱动,后三种属于热驱动,多用于石油丰富的中东等地区及电-水联产等有余热的项目。

膜蒸馏作为一种膜法-热法相结合的新型蒸馏或分离技术具有产水水质高、结构紧凑、可模块化设计、进水要求比反渗透低等特点,并且运行温度低(50-80℃),可由太阳能、风能、地热等新能源以及各种余热进行驱动,还耐氯离子、游离氯等物质的腐蚀及氧化。太阳能是一种取之不尽用之不竭的绿色能源,通常的太阳能集热系统就能达到膜蒸馏运行所需要的温度,所以太阳能驱动膜蒸馏系统用于海水淡化,或与反渗透耦合提高海水淡化的淡水回收率即节能又环保,符合节能减排、降低二氧化碳排放的国际方向,非常适用于离岛或供电系统不足的海岛等地区。
虽然由太阳能经光伏板转化而来的电能也可驱动反渗透系统,但光伏板的光电转化率只有17%至25%,而集热器的光热转化率可达80%以上,所以太阳能驱动膜蒸馏海水淡化系统更具有运行成本上的经济性和光明的前景。
北京中科瑞升真空多效膜蒸馏是目前世界上唯一实现工程化应用的膜蒸馏技术工艺,除了在废酸、工业浓盐水、垃圾渗滤液浓缩减量等领域实现工程化应用外,在太阳能驱动膜蒸馏海水淡化领域也做了大量推动和验证工作。中科瑞升太阳能驱动膜蒸馏海水淡化系统有直接加热和间接加热两种形式:直接加热型系统是通过集热器直接加热海水达到一定温度后直接进入膜蒸馏系统,工艺流程如图1所示;间接加热型系统是集热器加热储热水箱里的软化水,软化水为膜蒸馏提供热能后返回储热水箱。可根据海水水质、项目要求、投资等因素选择加热形式。

图1:直接加热型太阳能驱动膜蒸馏

图2:间接加热型太阳能驱动膜蒸馏
北京中科瑞升在某海岛参与了太阳能驱动海水淡化中试项目,此项目采用反渗透和膜蒸馏耦合来提高淡水回收率,光伏板为耦合系统提供电能,集热器为膜蒸馏提供热能,耦合工艺如图3所示,太阳能驱动膜蒸馏采用的是间接加热式,现场耦合中试系统如图4所示。中试期间,中科瑞升膜蒸馏系统运行稳定,平均通量可达4.5L/(m2·h),产水电导低于90 µS/cm,图5所示为8天的连续运行数据。中试结果充分验证了中科瑞升太阳能驱动真空多效膜蒸馏系统用于离岛或海岛地区海水淡化或苦咸水淡化的可行性。
当然,中科瑞升太阳能驱动膜蒸馏系统也可应用于其他适合安装太阳能光伏板和集热器的区域,也不局限于海水淡化。中科瑞升始终秉承“人尽其才,物尽其用”的理念,把膜蒸馏技术的应用最大化和最优化,充分发挥膜蒸馏技术的优势。

图3:太阳能驱动反渗透-膜蒸馏海水淡化耦合工艺


图4:太阳能驱动反渗透-膜蒸馏海水淡化耦合系

图5:太阳能驱动膜蒸馏8天连续运行数据
了解更多有关中科瑞升膜蒸馏的技术信息及项目,请登陆中科瑞升官网www.csretech.com或关注微信公众号“北京中科瑞升”或致电中科瑞升团队。


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