1. 用什麼方法可以低成本、低能耗地將海水淡化
淡化海水方法很多,成本也不一樣,遠洋船隻上的方法目前成本不算很高了。
如果再要低成本……
自然蒸餾~ 鹽場就可以 不過很慢
再就是到南北極地區 將海水輸送到冰冠內部,結冰,自然析出鹽份。
2. 海水淡化的主要方法及能耗
其實具體的太長了,不好粘貼,所以我只粘了概況,具體資料下面有鏈接,自己點過去看
地球表面2/3的面積被水覆蓋,但水儲量的97%為海水和苦鹹水,這些水是很豐富的。但是,要利用海水必須經過淡化。目前,全世界有一百二十多個國家和地區採用海水或苦鹹水淡化技術取得淡水。據統計,海水淡化系統與生產量以每年10%以上的速度在增加。亞洲國家如日本、新加坡、韓國、印尼與中國等也都積極發展或應用海水淡化做為替代水源,以增加自主水源的數量。海水淡化的技術主要有蒸餾、凍結、反滲透、離子遷移、化學法等辦法。海水淡化雖然耗電耗能,成本很高,但是意義重大。有人估計,海水淡化可能是21世紀誕生出的一種新型的生產淡水的未來水產業。就目前經濟技術水平而言,海水淡化的成本還是比較高的。
第一個海水淡化工廠於1954 年建於美國,現在仍在得克薩斯的弗里波特(Freep-ort)運轉著。佛羅里達州的基韋斯特(Key West)市的海水淡化工廠是世界上最大的一個,它供應著城市用水。
表面看海水淡化很簡單,只要將鹹水中的鹽與淡水分開即可。最簡單的方法,一個是蒸餾法,將水蒸發而鹽留下,再將水蒸氣冷凝為液態淡水。這個過程與海水逐漸變鹹的過程是類似的,只不過人類要攫取的是淡水。另一個海水淡化的方法是冷凍法,冷凍海水,使之結冰,在液態淡水變成固態的冰的同時,鹽被分離了出去。兩種方法都有難以克服的弊病。蒸餾法會消耗大量的能源,並在儀器里產生大量的鍋垢,相反得到的淡水卻並不多。這是一種很不劃算的方式。冷凍法同樣要消耗許多能源,得到的淡水卻味道不佳,難以使用。
1953年,一種新的海水淡化方式問世了,這就是反滲透法。這種方法利用半透膜來達到將淡水與鹽分離的目的。在通常情況下,半透膜允許溶液中的溶劑通過,而不允許溶質透過。由於海水含鹽高,如果用半透膜將海水與淡水隔開,淡水會通過半透膜擴散到海水的一側,從而使海水一側的液面升高,直到一定的高度產生壓力,使淡水不再擴散過來。這個過程是滲透。如果反其道而行之,要得到淡水,只要對半透膜中的海水施以壓力,就會使海水中的淡水滲透到半透膜外,而鹽卻被膜阻擋在海水中。這就是反滲透法。反滲透法最大的優點就是節能,生產同等質量的淡水,它的能源消耗僅為蒸餾法的1/40。因此,從1974年以來,世界上的發達國家不約而同地將海水淡化的研究方向轉向了反滲透法。
在新興的反滲透法研究方興未艾的時候,古老的蒸餾法也改弦易轍,重新煥發了青春。常識告訴我們,水在常溫常壓下要加熱到100℃才沸騰,產生大量的水蒸氣。傳統的蒸餾法只考慮了通過升高溫度獲得水蒸氣的方式,耗能甚巨。而新的方法是將氣壓降下來,把經過適當加溫的海水,送入人造的真空蒸餾室中,海水中的淡水會在瞬間急速蒸發,全部變成水蒸氣。許多這樣的真空蒸餾室連接起來,就組成了大型的海水淡化工廠。如果海水淡化工廠與熱電廠建在一起,利用熱電廠的余熱給海水加溫,成本就更低了。
現在世界上的大型海水淡化工廠,大多採用新的蒸餾法。在西亞盛產石油的國度,往往土地「富得流油」,卻打不出一口淡水井。水比油貴的現實,使海水淡化工廠如雨後春筍般出現在西亞的海岸線上。1983年,西亞第一大國沙烏地阿拉伯在吉達港修建了日產淡水30萬噸的海水淡化廠;在另一個西亞國家科威特,現在每天可以生產淡水100萬噸。波斯灣沿岸地區,有的國家的淡化海水已經佔到了本國淡水使用量的80%—90%。
3. 海水淡化是不是高耗能產業
是。
「淡化海水的成本太高了。」王建華說,無論是蒸餾法還是反滲透法,都需要消耗大量內的能源。在有容海水源的區域,淡化每立方米海水的成本大概是4~5元;如果再建造管網,從自來水廠進入居民家,每立方米的成本可能上升到10多元。這樣的「高價水」居民很難負擔。
4. 海水淡化的能耗成本
在海水淡化技術已成熟的今天,經濟性是決定其廣泛應用的重要因素。在國內,成本和投資費用過高,一直被視為是海水淡化難以大膽使用的主要問題,但實際上這是一個認識問題。
世界上常用的淡水取用方式主要有地下取水、遠程調水和海水(苦鹹水)淡化三種。開采地下水作為一個重要的開源措施,工程量小、成本低,這是很吸引人的優點,但地下取水受資源條件限制很大,而且許多地區多年來由於過度開采地下水,已形成地下漏斗,造成房屋傾斜,甚至導致了海水倒灌等環境危害,地下水的開采已經受到制約。
遠程調水,並沒有把工程投資費用以及被引水地區的間接經濟損失計算在內,僅以日常運行費用、管理費計算其成本,這與真正成本相差很大。其實引水工程,除了巨額的投資之外,還要佔用大量耕地,還存在被引水地區的環境危害等問題。如引黃濟青(島)工程,佔地達6.2萬畝,還會造成黃河斷流、植被破壞等生態環境問題,而生態環境的破壞在經濟上是難以估量的。80年代實施的引灤入津工程,時至今日每立方米成本仍達2.3元左右,距離天津市民的用水價1.4元有0.9元的政府補貼。專家預測,南水北調工程實施後,長江水流到北京,按現行不變成本計算,綜合成本在5元/立方米以上,甚至有專家預測每立方米將達20元。美國有資料認為,遠程調水超過40公里,成本將超過海水淡化。
對於海水淡化,能耗是直接決定其成本高低的關鍵。40多年來,隨著技術的提高,海水淡化的能耗指標降低了90%左右(從26.4kwh/m3降到2.9kwh/m3),成本隨之大為降低。目前我國海水淡化的成本已經降至4-7元/立方米,苦鹹水淡化的成本則降至2-4元/立方米,如天津大港電廠的海水淡化成本為5元/立方米左右,河北省滄州市的苦鹹水淡化成本為2.5元/立方米左右。如果進一步綜合利用,把淡化後的濃鹽水用來制鹽和提取化學物質等,則其淡化成本還可以大大降低。至於某些生產性的工藝用水,如電廠鍋爐用水,由於對水質要求較高,需由自來水進行再處理,此時其綜合成本將大大高於海水淡化的一次性處理成本。可見,如果拋開政府補貼等政策性因素而單從經濟技術方面分析,海水淡化尤其是苦鹹水淡化的單位成本實際上是很有競爭力的。
幾種淡水獲取方式的成本比較單位:元/立方米
取水方式平均成本
開采地下水限制開采量
遠程調水引灤入津:2.3元/立方米(直接成本)
南水北調:5-20元/立方米(到北京平均水價)
海水淡化海水:4--7元/立方米(綜合成本)
苦鹹水:2--4元/立方米(綜合成本)
在我國,由於受計劃經濟的影響,長期以來一直沒有良性的水價形成機制,自來水的價格與價值嚴重背離,政府負擔著巨額補貼,自來水的價格普遍偏低,自來水的價格一般為1.5-2元/立方米,隨著淡化技術的不斷進步和產業化規模效益的顯現,海水(苦鹹水)淡化的成本將會越來越低。2000年10月朱鎔基總理在南水北調座談會上強調:要建立合理的水價形成機制,逐步較大幅度提高水價,充分發揮價格杠桿的作用。隨著淡水資源的日趨缺乏,各個城市節水措施已經出台,實行自來水限量使用,超標加價。由此可以預見,在不久的將來,一方面海水淡化成本不斷降低,另一方面自來水的價格不斷上漲,兩者將越來越接近,自來水價格甚至將高於苦鹹水淡化的成本,海水淡化的成本問題將得以解決。成本問題的解決將會對海水淡化的廣泛應用及產業化進程產生極大的促進作用。
針對以上述情況,投入大量資金,人力物力對國際上的海水淡化設備、海水淡化工藝進行了深入的研究,分析對比,同時根據國內市場需求,經濟承受能力,進行了相關考察。針對我國沿海地區、島嶼、海洋運輸船及大量捕魚船的具體情況,經過多年的研製,終於成功的設計生產出具有自主知識的海水淡化設備(專利)產品,各項技術指標高於國外技術指標,工藝方面進行了優化,這套工藝凝結了大量的人力物力,經過大量的數據採集,樣機設計,原材料的選擇,各種材質試驗對比,在海上現場試驗,改進所發現的問題,在工藝上完善不足,整合為比較完善工藝流程,降低運行成本,整機成本大大低於國外機型,生活水噸水成本已突破3元大關,與自來水價格相當,生飲淡水生產成本也4.8元關,產品成本低於同類企業指標,本系統因沒有採用加葯環節,排出的膿水對環境沒有任何污染。 國家重大環保技術裝備目錄(2011)目錄中具體要求條款,我公司已經做在了具體要求的前面,考慮到了這方的要求,工藝已經符合或超過了技術要求內的各項指標,走在了海水淡化同仁的的前端,隨時隨地可以規模化生產,並投放市場,整機操作簡單化,外形小型化,工藝合理化,水質優良化,價格是自來水化,膿水排放零污染化,目前是海水利用率最高化,50-60%淡水出水率,詳細見下面具體介紹。
5. 怎樣計算膜法反滲透海水淡化的能耗
膜的反滲透淡水中的離子自由擴散,海水中的重金屬鹽離子滲透到淡水中!