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首钢京唐钢铁联合有限责任公司 海水淡化工程主体工艺选择及设计 寇彦德张岩岗 (北京首钢国际工程技术有限公司，北京，100043) 摘要首钢京唐钢铁联合有限责任公司钢铁厂位于地下水和地表水均稀缺的华北地区，开发利用海水资源势在 必行。本文介绍了海水淡化主体工艺的几种原理、方式和目前应用情况，并根据曹妃甸海水水质、水温的特点和用 户对成品水的水质要求，结合钢铁厂蒸汽及电情况、人员操作水平、自动化控制水平、维护检修方式等，对海水淡化 的几种工艺进行了比较和分析。重点对适合钢铁厂的低温多效的工艺配置及性能指标进行了论述。另外，文中还 就低温多效的一些难点技术，如：材质的选择、腐蚀、结垢、微生物繁殖的防止、不可凝缩气体的排放等问题提出了 自己的观点，对浓盐水的综合利用提出了建议，对沿海地区钢铁厂同类工程的建设有一定借鉴意义。 关键词首钢京唐钢铁联合有限责任公司，海水淡化工程，工艺选择，低温多效。 1 绪论 2005年2月18日国家发展和改革委员会下发“关于首钢实施搬迁、结构调整和环境治理方案的批复”， 要求首钢按照循环经济的理念，结合唐山地区钢铁工业调整，在河北省曹妃甸地区建设一个具有国际先进水 平的钢铁联合企业。新建钢铁厂一期建设规模为年产钢950万吨。 由于新建首钢京唐钢铁联合有限责任公司钢铁厂位于地下水和地表水均稀缺的华北地区，而钢铁企业 又是耗水大户，因此，新建钢铁厂开发利用非传统水资源势在必行。国家发展和改革委员会、科学技术部、商 务部、国家知识产权局联合公布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》中指出，海水利用为先进环 保和资源综合利用领域的优先发展技术，另外，我国《水法》第二十四条第一款规定：“在水资源短缺的地区， 国家鼓励对雨水和微咸水的收集、开发、利用和对海水的利用、淡化”。L1]因此，根据曹妃甸地区的地理位置 和气候特征，新建钢铁厂开发利用海水资源、建设海水淡化工程符合国家的节能减排产业政策，是解决淡水 资源紧张局面的有效途径。 按照设计构想，整个钢铁厂各工序所用软化水及除盐水全部通过海水淡化方式解决(为使系统简化，设 计取消了钢铁厂的软水制备系统)，根据钢铁厂各工序用除盐水量及全厂水平衡，初步确定海水淡化工程一 期规模为5万m3／d，一期共分两步进行建设，每步建设规模为2．5万m3／d，随着生产的发展，规模可进一步 外，自备电站、干熄焦余热锅炉发电、换热站等工序的需水指标要求也较高，综合以上因素，确定海水淡化产 品水出水指标为电导率小于lO肛S／cm(25*C)。 2主要设计条件 2．1海水水质及水温 2．2能源条件 海水淡化主体工艺过程的能源消耗主要为蒸汽和电。若选用膜法海水淡化工艺，则其能源消耗主要为 电，其用电量约为：6kWh／(m3成品水)；若选用热法海水淡化工艺，则其能源消耗主要为蒸汽及电，其用蒸汽 量约为：0．1t蒸汽／(m3成品水)，用电量约为：1．2kwh／(m3成品水)。 】5 7012，绝压0．03MPa)；还有，钢铁厂季节不平衡时排放的乏汽也可作为热法海水淡化工艺的动力蒸汽。 表l曹妃甸海洋环境监测水质指标表 表2曹妃甸海洋水温(℃)特征值表 3海水淡化技术现状及工艺比选 3．1技术现状 海水淡化是海水综合利用中的重要设施，当今，通过海水淡化工艺生产大量高质量产品水在技术和经济 上是可行的。目前，海水淡化技术主要有两个发展方向，即热法和膜法。 3．1．1热法 16 用于成品水的输送。 多级闪蒸(MSF)工艺应用了蒸馏法的基本原理，它使海水在一系列的级中循环，级内的压力不断降低。 在海水通过每一级时，它不断地释放出一定量的水蒸汽，以达到不同压力条件下的汽水平衡。最初一级的水 温大约为110℃左右，在最后一级则可以降至40℃。在每一级的上部装置有一些管束，释放出的水蒸汽在遇 到这些管束时，在其中流动的经过预处理的冷海水的作用下发生冷凝而变成蒸馏水。 热法低温多效工艺(LT—MED)是基于入料海水的部分蒸发，蒸汽冷凝形成了纯净的产品水，非挥发性 的溶解物留存在废的浓盐水中。低温多效通过重复的蒸发和冷凝，每一效略低的温度、压