【化工装备大国重器】062-最大单台海水淡化蒸发器模块

最近十年，是中国化工大发展的一个时代，很多新工艺，新产品，新设备的出现
我国的化工装备也是一个大的发展，也促进了石油化工行业的突飞猛进
这里收集整理了一些我国装备企业在装备大型化，国产化取得的一些成就和突破
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2013年底，中泽重工承接科威特海水淡化工程中核心MED海水淡化蒸发器4套模块的制造，单台蒸发器重量达2700余吨，长50余米，宽30余米，高10余米，内部均由冷凝器、冷凝段和蒸发段组成，换热管累计40万余根，是目前全球最大的单件海水蒸发器。4台设备的规模，整个生产制造历时一年余，整体于中泽重工滚装码头装货发运至科威特现场，该项目的顺利完工是我司又一里程碑式的成就。

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【化工装备大国重器】075-阿布扎比石油灵活化项目大型海水淡化蒸发器模块
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装置超大型化到底有什么好处呢？


是降低投资还是降低能耗？

EdwardLau 发表于 2022-4-3 10:34
装置超大型化到底有什么好处呢？

都有
减低单位投资和能耗

EdwardLau 发表于 2022-4-3 10:34
装置超大型化到底有什么好处呢？

其中热法和膜法淡化技术是目前大规模工业化应用所采用的主要技术。

热法主要可以分为多级闪蒸（MSF）、多效蒸发（MED）和压汽蒸馏（VC）。上个世纪九十年代的海水淡化技术主要是多级闪蒸，尤其是在中东国家，但MSF后期受到了多效蒸发和膜技术的巨大挑战[3]。

以 RO 技术为代表的膜法脱盐淡化技术，由于不需要大量热能，对大、中、小规模的盐水淡化都适用。

对于高盐废水的零排放处理，直接蒸发结晶可以达到零排放目的，但是耗资耗能巨大，同时也浪费资源。

采用膜技术可将高盐废水进一步浓缩成超高盐废水，淡水部分可以直接回用，被浓缩超高盐的废水再经过蒸发结晶，达到零排放，这样极大的减少了能源消耗又合理的利用了一部分水资源。

然而，膜技术对于进水的水质又有一定的要求。所以，高盐废水必须经过预处理（药剂软化、过滤、离子交换等），这样就能有效的减少了膜污染，对膜的使用寿命，出水水质都有提高。

有两种成熟的海水淡化技术：热法脱盐和反渗透(RO)脱盐。两者都在中东地区使用，沙特阿拉伯运行着世界上最大的海水淡化厂，每天生产64万立方米。
　　自20世纪60年代以来，中东的水务当局一直将热脱盐作为生产饮用水的主要工艺。然而，热脱盐的高能量需求已将焦点转移到能源密集度较低的海水淡化技术，如反渗透(RO)法。
　　在全球范围内，70%的热脱盐工厂已经转移到RO脱盐，但在中东，只有50%的脱盐水以这种方式进行处理，因为用于RO工艺的膜尚未完全针对高盐度进行定制红海和海湾海水。另一个限制是该地区的高温影响了RO膜装置的运行能力。
　　该技术目前的大多数研究都集中在开发新的高通量膜上，该膜可以在低压和高温下操作并且能够抵抗污垢污染。但考虑到波斯湾和阿拉伯海水的高盐度，研究人员还需要进一步关注预处理过程的发展。

目前正在开发几种新的海水淡化技术，以减少消耗，并基于可再生能源生产可持续的海水淡化工艺。
　　吸附脱盐(AD)被认为是最节能的工艺之一。阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的一个研究小组进行了一次成功的试点，第一个工业规模的AD试验已经获准在沙特阿拉伯建造。AD可以使用直接太阳能或工业废热来淡化高盐度水，但其初始资本成本仍存在问题，需要通过建模和调查其回收周期来解决。
　　膜蒸馏(MD)是一种热驱动的低能量工艺，利用疏水微孔膜通过液－气平衡分离淡水。该方法基于传统蒸馏和涉及传热和传质的膜技术的组合。
　　初步研究表明，在较高通量下，疏水膜可以在热流和冷流之间的温度梯度低至10℃时产生优质水。然而，几个主要障碍，包括MD模块的低渗透通量和低热效率，阻碍了其大规模商业化。需要更多的研究来开发具有高通量的新型MD膜，以通过使用工业废热或通过结合直接使用太阳能来增加渗透通量和热效率。
　　正向渗透(FO)过程可以直接或间接使用，使脱盐过程更加节能。间接FO海水淡化过程使用低盐度进料溶液(如废水)稀释较高盐度的海水并产生部分淡化水，可用于灌溉。正在进行的研究表明，膜表面的污垢较低，同时可以完全去除污染物，如微污染物，天然有机物，痕量金属和来自给水的养分。然而，在将该技术应用于中东的商业生产之前，仍有许多方面需要探索。高通量FO膜的开发将成为工艺规模扩大和商业化的突破。
　　随着中东淡水需求的增长，海水淡化的未来将取决于既有技术和新兴技术的结合。研究人员需要关注正向渗透(FO)，膜蒸馏(MD)和吸附脱盐(AD)的组合，以及常规脱盐过程(如热脱盐和反渗透)。
　　这种组合将有助于开发节能和可再生能源驱动的海水淡化技术。除了开发节能和环保的海水淡化技术外，良好的水资源规划和管理至关重要。可再生水技术具有巨大潜力，可提高经处理的家庭和工业废水的利用率，从而生产充足的淡水供应。

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《实施方案》明确了我市海水淡化产业发展的主要目标：到2025年，初步建成全国海水淡化产业创新中心和全国海水淡化产业先进制造研发基地，产业集聚优势初显；海水淡化应用场景不断丰富，海水淡化水年供水量达1亿立方米左右，创建全国海水淡化示范城市。到2035年，建成具有竞争力的海水淡化产业强链，海水淡化实现规模化利用，形成健康的产业生态，建成全国海水淡化科技创新和装备制造高地。

　　《实施方案》提出四项重点任务。一是聚焦核心装备，培育壮大海水淡化产业链。我市将围绕打造海水淡化先进装备制造高地，重点推进中小型系列化、模块化海水淡化装置的定型，提升定制化制造能力。做强反渗透膜组件、海水高压泵、高效能量回收装置、蒸汽喷射泵等大型热法、膜法海水淡化核心装备制造。围绕通用零部件、仪器仪表、自控系统、水处理药剂、海水化学资源利用精细化产品等上下游产业链，补短板、锻长板，开发形成多元化、高附加值的系列高端产品。针对海水淡化产业链短板环节，实施精准招商，提升海水淡化工程设计、工艺集成、工程总包等软实力，形成“千亿元”水产业。

　　二是坚持创新驱动，提高核心竞争力。我市将瞄准世界科技前沿，重点突破反渗透膜等“卡脖子”核心技术，强化关键基础原材料、新型药剂等技术攻关，全面提升海水淡化创新策源能级，为产业高质量发展提供强有力的技术支撑。坚持“以用立业”，鼓励和支持科研机构、高等院校和企业组建海水淡化产业技术创新联盟，聚合优势资源。加快推进临港10万吨/日海水淡化试验场建设，集中开展国产大型海水淡化关键设备、材料、部件的检测、测试、评价和工艺技术验证，为海水淡化产业有关产品和服务进入市场和规范发展提供技术支撑。

　　三是瞄准需求端发力，丰富应用场景。鼓励具备条件的海水淡化企业与自来水企业合作运营，积极开拓海水淡化水用户，充分发挥海水淡化工程产能。加快推进天津经济技术开发区南港工业区和天津港保税区临港区域等沿海集中工业区的海水淡化工程建设，大力推进海水淡化水“点对点”方式直供重点工业企业。南港工业区具备使用条件的新建和改扩建高耗水项目要充分利用海水淡化水，依法严控其新增取水许可；临港区域制定政策推动已建高耗水企业切换使用海水淡化水，实现“以产促水”“以水兴产”的良性发展格局，带动海水淡化产业发展。将海水淡化水作为滨海新区、宁河区等区域的补充水源，优化供水结构，促进区域供水安全。

　　四是完善配套措施，加大政策支持。鼓励水电联产“以电补水”，2025年年底前，对执行两部制电价的海水淡化企业用电免收基本电费，支持符合条件的海水淡化企业参与电力市场交易。支持符合条件的海水淡化产业企业通过发行债券、上市挂牌等多种方式融资发展。推动金融机构、国有企业和其他社会资本发起设立海水淡化产业发展基金，利用“基金+产业”“基金+项目”，对海水淡化产业关键装备、关键技术研发和新技术引进等给予引导资金支持。充分发挥天津海水淡化产业(人才)联盟作用，推动在联盟内部开展专业技术职称评审工作，畅通企业高层次人才职称申报渠道，营造良好的人才发展生态，将我市建成全国海水淡化人才的孵化和培育中心。

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