蒸馏法与反渗透法的区别(120105) .pdfVIP

蒸馏法与反渗透法的区别

1概述

关于“水”是个永久性的话题。政治家说“世界未来争夺资源的战争

将会由水引发”；科学家说“水是不可替代的”，“水是永远也做不完

的科学命题”；经济学家预言“能源危机之后，下一场危机将轮到水

危机”。大量的资料和论著表明，如还像现在这样取水和用水，将会

产生一系列的严重后果；资源一旦耗尽，经济的发展、各种生态系统

以致人类的健康与生存都将受到威胁。预计在21世纪，水对人类的

重要性将和石油在20世纪对人类的重要性一样，水将成为一种决定

国家富裕程度的珍贵商品。水业将是21世纪最大的行业之一。

地球上的水资源总量，淡水仅占2.5%，海水占97.5%，从某种意义上

说，海水才是取之不尽、用之不竭的主要水源。因而，发展海水淡化

技术，向海洋要淡水是解决淡水资源供需矛盾的有效途径之一。

我国是一个水资源严重短缺的国家。水资源总量2.81万立方米，居

世界第6位，但人口为世界的四分之一，人均水资源为世界第108位，

是世界上21个贫水国家之一。特别是北方沿海地区人口增长、产业

结构变化、农业发展和生态环境用水需求等因素，预测在2010~2020

3

年，北方沿海4省（市）人均综合用水量将分别达到325~365m和

333

350~400m，缺水总量将分别达到166~255亿m和273~393亿m；

同时考虑到南方沿海部分地区的水质性和资源性缺水状况，沿海地区

的缺水形势将更趋严峻。

海水淡化是解决沿海地区水资源紧缺的根本途径之一，淡水资源紧缺

已成为制约我国国名经济发展和人民生活水平提高的瓶颈。

2海水淡化技术的种类

海水淡化技术也称为海水脱盐技术，是分离海水中盐和水的过程。按

分离原理和方法，海水淡化技术可分为相变法和非相变法两大类。相

变法主要包括：蒸馏法、冷冻法；非相变法主要包括：膜法。

3海水淡化技术的发展状况

海水淡化技术发展至今已经历近半个世纪，联合国在《关于非常规水

源的研究报告》中指出：1950~1985年间，海水淡化技术的发展经历

了发现阶段、开发阶段和商业化阶段，期间研究开发的精力，主要集

中于蒸馏法（包括多级闪蒸、低温多效等）、冷冻法、电渗透法和反

渗透法；之后的20多年中，多级闪蒸法、低温多效法和反渗透法发

挥了突出的作用，成为当代海水淡化与苦咸水淡化技术的主流。

现针对船用及海岛用海水淡化的常用方法：常温蒸馏法及反渗透法，

将从基本原理、工艺流程等方面进行分析。

3.1常温蒸馏法

（1）基本原理

蒸馏法又称蒸发法，是最早采用的淡化技术。早期主要用于少量蒸馏

水的生产和制糖工业的料液浓缩，近代工业逐渐用于电厂和大型工业

锅炉供水。一经蒸发得到的水就是蒸馏水，因而水质较好，产品水的

含盐量（总固溶物）可以降到5ppm以下。另一方面，蒸馏法所能处

理的原水比其它方法广泛，原水含盐量从几百毫克/升到几万毫克/升

都可适应。

常温蒸馏是将海水加热到一定温度后，引入到蒸发室，其室内的压力

与海水温度、海水浓度达到平衡后，饱和水蒸气被发生出来，并与浓

海水分离，再将蒸汽冷凝后，即得到淡水。

（2）工艺流程

进料原海水流经冷凝器，吸收水蒸气冷凝放出的想变热，提高了原海

水的温度；冷凝器后，加热后的原海水通过喷淋、激淋的降膜式蒸发

或通过沉浸式蒸发的方式，使水蒸气发生出来；发生出来的蒸汽通过

气液分离装置进入冷凝器中，释放相变热，温度降低，得到需要的淡

化水。

3.2反渗透法

（1）基本原理

反渗透法自1970年代后期，世界上建造了第一座海水淡化工厂后，

就一直是最具竞争力的海水淡化技术之一。反渗透法的原理就是利用

半渗透膜中分子晶格间隙对水及盐类溶解度的差异而将其分离。在半

透膜两侧分别为淡水及含盐类之溶液。依热力学定律，物质会趋向低

化学势能的方向移动，因盐水的化学势能较淡水为低，故由淡水一侧

会产生渗透流，通过膜面进入盐水溶液，直到膜两侧化学势能达到平

衡为止。当两侧的压力差等于渗透压时，则达到平衡状。若再盐水一

侧施加一大于渗透压之压力时，则盐水的化学势能就会高于淡水，而

使盐水中的水份，通过膜面流向淡水侧，此种现象则称为反渗透。

（2）工艺流程

进料海水经预处