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海水淡化是能量密集型產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)的海水淡化過(guò)程需要燃燒煤炭等化石能源為其提供熱源或動(dòng)力，在消耗不可再生能源的同時(shí)也增加了環(huán)境污染。開(kāi)發(fā)和利用太陽(yáng)能、風(fēng)能和核能等新能源進(jìn)行海水淡化具有現(xiàn)實(shí)意義。

太陽(yáng)能海水淡化：閃蒸工藝可作為蒸餾法的研發(fā)對(duì)象

太陽(yáng)能海水淡化系統(tǒng)實(shí)際上是將太陽(yáng)能利用裝置和傳統(tǒng)海水淡化裝置相結(jié)合，用太陽(yáng)能代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源供給海水淡化所需能量，太陽(yáng)能的主要利用方式有光熱和光伏兩種。

太陽(yáng)能海水淡化可以分為直接法和間接法，直接法是將集能部分和脫鹽部分結(jié)合，而間接法則分開(kāi)。

直接蒸餾法中，海水在集熱管內(nèi)直接加熱最終產(chǎn)生蒸汽，集熱管內(nèi)產(chǎn)生汽－水兩相流動(dòng)，不穩(wěn)定的兩相流將增加管段的流動(dòng)損耗甚至造成集熱管過(guò)熱和選擇性吸收涂層永久損壞，因此直接蒸餾法存在流動(dòng)穩(wěn)定性問(wèn)題；間接蒸餾法中，導(dǎo)熱流體在集熱管中循環(huán)，海水在另一個(gè)不與集熱器直接接觸的容器內(nèi)通過(guò)熱交換器被加熱并產(chǎn)生蒸汽，這種方法的缺點(diǎn)是導(dǎo)熱流體難以制取并且導(dǎo)熱流體具有燃燒和分解的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

閃蒸海水淡化也屬于蒸餾法的一種，加壓的海水在集熱管中被加熱，然后在獨(dú)立的氣室中閃蒸為蒸汽，海水在集熱管內(nèi)由于壓力較高保持單相流動(dòng)，這種以海水直接作為導(dǎo)熱流體且單相流動(dòng)的方法可有效避免上述問(wèn)題，因此兼具直接法和間接法優(yōu)點(diǎn)的閃蒸技術(shù)比較適宜作為蒸餾法的研究和開(kāi)發(fā)對(duì)象。

國(guó)外太陽(yáng)能海水淡化技術(shù)發(fā)展已有幾十年，規(guī)模較大的是2002年建成的位于希臘可再生能源中心的130t/h太陽(yáng)能反滲透海水淡化工程。我國(guó)浙江省舟山市岱山縣大魚(yú)山島于2010年建成一套5m3/d的光伏太陽(yáng)能海水淡化示范工程，工程包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、海水預(yù)處理、反滲透處理和系統(tǒng)控制等四大部分，利用“光伏效應(yīng)”將太陽(yáng)光輻射能轉(zhuǎn)化為直流電能，再通過(guò)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電為海水淡化設(shè)備供電。

風(fēng)能海水淡化：非并網(wǎng)風(fēng)能反滲透法技術(shù)發(fā)展?jié)摿Υ?/strong>

風(fēng)能海水淡化主要有兩種形式：風(fēng)電海水淡化（分離式）和風(fēng)力直接驅(qū)動(dòng)海水淡化（耦合式）。分離式是先將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后再驅(qū)動(dòng)脫鹽單元進(jìn)行海水淡化；耦合式是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化的機(jī)械能直接用于驅(qū)動(dòng)脫鹽單元進(jìn)行海水淡化。

由于風(fēng)能具有間歇性與不可調(diào)度的特點(diǎn)，高占比的風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)系統(tǒng)并接后將對(duì)電網(wǎng)安全及品質(zhì)造成一定的沖擊，因此海水淡化（含苦咸水淡化）也是有效利用風(fēng)能的又一途徑，但在應(yīng)用中須采用相關(guān)的調(diào)節(jié)裝置解決風(fēng)能波動(dòng)性問(wèn)題。風(fēng)能海水淡化特別適合于那些既缺電又缺淡水的脫離大陸電網(wǎng)的孤島。

建于西班牙加那利群島一座獨(dú)立風(fēng)電海水淡化廠(chǎng)，曾對(duì)比研究了反滲透法、壓縮蒸汽法和電滲析法對(duì)風(fēng)電波動(dòng)性和隨機(jī)性的適應(yīng)性問(wèn)題，研究表明反滲透法與風(fēng)能結(jié)合在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上最佳。我國(guó)正在建設(shè)中的非并網(wǎng)風(fēng)能淡化海水示范項(xiàng)目位于江蘇省大豐港經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，設(shè)計(jì)方案是將風(fēng)電直接輸送給反滲透海水淡化裝置，這種方式在減少對(duì)電網(wǎng)影響的同時(shí)還可提高風(fēng)能利用率，該方案中還包含有海水制氫的產(chǎn)業(yè)延伸計(jì)劃。

核能海水淡化：蒸餾法宜選擇多效蒸餾工藝

核能在海水淡化中的應(yīng)用主要是以核電站或低溫核反應(yīng)堆與海水淡化廠(chǎng)耦合的形式實(shí)現(xiàn)的,可以利用反應(yīng)堆直接產(chǎn)生的蒸汽和核電站汽輪機(jī)抽汽進(jìn)行蒸餾法海水淡化，也可以利用核電機(jī)組供電進(jìn)行膜法海水淡化。

與核電站相比，低溫核供熱反應(yīng)堆不發(fā)電僅供汽，適合與蒸餾法海水淡化耦合?？紤]到多效蒸餾工藝中產(chǎn)品淡水側(cè)的壓力大于核反應(yīng)堆產(chǎn)生蒸汽側(cè)的壓力，蒸汽中可能含有的放射性物質(zhì)不容易滲透到產(chǎn)品淡水中，因此蒸餾法核能海水淡化應(yīng)優(yōu)先選擇多效蒸餾工藝。

國(guó)外在核能海水淡化領(lǐng)域具有豐富的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟。我國(guó)核電站中首個(gè)海水淡化系統(tǒng)于2010年在遼寧省大連市紅沿河核電廠(chǎng)投產(chǎn)，該系統(tǒng)通過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾和反滲透脫鹽等技術(shù)，每天提供約1萬(wàn)噸淡水以滿(mǎn)足一期工程4臺(tái)GW級(jí)核電機(jī)組生產(chǎn)和生活用水需求。