除盐水设备技术及工艺特点

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1、除盐水设备技术及工艺特点除盐水设备技术及工艺特点 ?概述：除盐水应用于各个行业，就目前除盐水设备技术有蒸馏水法，离子交换法，反渗透法， EDI 电除盐等，在此，对传统除盐水技术方法进行介绍，以及工艺特点进行比较。一、传统除盐技术1 .蒸馏法除盐蒸馏法除盐又称蒸发法除盐，是人们最早应用的除盐技术。根据蒸馏工艺， 蒸馏法可分为单级闪蒸（ SSF）、 多级闪蒸 （ MSF）、压汽蒸储（VC）、垂直管蒸发（VTE）、横管蒸发（HTE）、浸没管蒸 发（ST）和多效闪蒸（MED待o MS展常用，约占蒸发用户总数的 50%，产水总量的90%。加热盐水，产生蒸汽，此过程称为蒸发。冷却蒸汽，蒸汽凝结成水，这就是

2、蒸馏水。蒸发过程中，水分子获得热能，逃离盐水溶液，变成蒸汽，而盐继续保留在溶液中，因此，通过蒸馏可以实现盐与水的分离。虽然盐不蒸发，但是蒸汽在逃离溶液时，会携带盐水液滴，因此，蒸馏水中含有少量盐分。蒸发器是蒸馏的主要设备之一。 蒸发器类似锅炉， 盐水的加 热和蒸汽的形成在此设备中进行。 只有将盐水加热至沸腾， 才能产生大量蒸汽。在沸腾状态下，盐类急剧蒸发浓缩，很快达到过饱和状态而生成水垢。 为了减缓水垢生成速度， 可将加热和蒸发两个过程分开，先将盐水在一定压力下加热到某一温度（此温度低于该压力下水的饱和温度，因此盐水尚未沸腾） ，然后引入一个压力较低的容器（ 称之为第一级蒸发器） 中， 这时由

3、于盐水温度明显高于此压力下水的饱和温度，故在该容器中盐水剧烈沸腾，急速汽化变成蒸汽， 这就是闪蒸。 随着蒸发进行， 盐水温度下降，蒸发速度随之下降。若将剩余盐水又引入压力更低的另一容器（ 称之为第二级蒸发器） 中，与第一级蒸发器一样，盐7k 牌再次急速汽化变成蒸汽。 依此行， 可让盐水通过几十级压力递减的蒸发器，从而得到更多的淡水，这就是MSFK术。由于在闪蒸过程中，盐水被加热时不汽化浓缩，而蒸发时又不受热升温，故结垢量大大减少。2 . 蒸馏除盐法具有以下特点：(1) 水与盐分离的推动力为热能。(2) 适合于利用工业余热制水，例如利用化工厂中需要冷却的高温工艺介质、地热水、汽轮的低压抽汽加热盐

4、水，往往可以获得较好的经济效益。(3) 容易制造成简易的小型蒸馏设备，只要有电即可生产除 盐水，因此，该技术常用于实验室。(4) 加热是很好的杀菌方法，所以蒸馏法目前被广泛用于医药卫生行业，制造医用无菌除盐水。(5) 除盐的彻底性不如离子交换法，不适合除盐水的精制。(6) 对于含盐量高的水源(如海水、苦咸水) ，经济性不如反渗透法; 对于含盐量低的水源(如江河水、大多数水库水) ，经济性不如离子交换法。 因此， 在许多情况下蒸发除盐法不是人们的首选方法 .(7) 用蒸馏法淡化海水的水利用率为 25%- 40%。(8) 已与膜技术结合形成一项新的除盐技术，即膜蒸馏 (MD)技术。该技术与常规蒸馏

5、相比，蒸馏效率高，与反渗透相比，操作压力低。膜蒸馏在常压和低于沸点的温度条件 (40- 50 ) 下进行，太阳能可能成为理想热源。2. 离子交换法除盐离子交换法除盐是目前应用最广泛的传统除盐技术， 起源于20 世纪 40 年代。该技术的核心是利用了两类离子交换树脂( 简称树脂 ) ，一类是阳离子交换树脂( 简称阳树脂) ，另一类是阴离子交换树脂( 简称阴树脂) 。树脂为不溶于水的高分子粒状材料，内部含有大量能与水中离子起交换反应的物质 ( 称之为可交换离子)，阳树脂中可交换离子为H、，阴树脂中可交换离子为OH-,所以盐水依次通过阳树脂层和阴树脂层后， 盐水中的阳离子和阴离子依次交换成 H和OH

6、-, H、与OH进一步结合成纯水。由于受离子交换反应平衡的制约， 盐水经过上述处理后， 仍残留少量盐分。盐水通过树脂层，不断地消耗掉树脂中的H和OH-,树脂最终失去交换能力。 丧失交换能力的树脂通常用酸碱再生， 即用一定浓度的 HCI 或 H2 S04 水溶液与阳树脂接触，用一定浓度的NaOHK溶液与阴树脂接触，以恢复它们的交换能力，此过程称为再生。 树脂的可再生特性决定了它可以重复使用。 离子交换技术的基本原理详见仟净环保水处理网站。离子交换除盐法具有以下特点：(1) 水与盐分离的推动力为化学能， 即依赖于离子交换反应。(2) 适用于含盐量低于 500mg/L 的水源，对于含盐量更高的水源，

7、一般先用反渗透法除去 95 070 以上盐类后，再用离子交换法深度除盐。(3) 它是目前除盐最彻底的水处理技术，除盐率可达到 99 .99 %，因此，它常作为生产纯水、超纯水、电子级水的终端除盐技术。(4) 有较多的酸碱废水排放。(5) 水利用率大约为90%。(6) 已与电渗析结合形成一项新的除盐技术， 即电除盐 (EDI)技术。3. 电渗析法除盐电渗析法除盐从20 世纪 70 年代至今得到了较多的应用。 该技术的核心是利用了两种离子交换膜，一种是阳离子交换膜( 简称阳膜 ) ，另一种是阴离子交换膜( 简称阴膜 ) ，在直流电场作用下， 盐水中的阳离子和阴离子分别选择性透过阳膜和阴膜， 从盐水

8、中迁移出去， 剩下的即为除盐水。 电渗析技术的基本原理详见仟净网站。电析法除盐具有以下特点：(1) 水与盐分离的推动力为直流电场。(2) 适用于含盐量为 1000 N 5000mg/L 的水源。(3) 除盐率一般为50%90%-，明显不如离子交换法，因此，它常用于高含盐量水源的初步除盐， 例如， 将苦咸水淡化成含盐量小于 500mg/L 的饮用水，或作为离子交换法的前置脱盐。(4) 既有淡化功能又有浓缩功能，因此，可利用淡化功能制造除盐水，利用浓缩功能生产食盐。(5) 必须不断排放相当多的极水和浓水， 故水的利用率较低，浓水直排时水的利用率约为40%，浓水循环时水的利用率为70% 80%。(6

9、) 容易极化、结垢，电耗高，现已基本为反渗透法所替代。(7) 与离子交换法结合使用后获得了新生， 已形成 EDI 技术。新兴除盐水技术反渗透法除盐反渗透(RO)法除盐是目前普及速度最快的新兴除盐技术，起源于 20 世纪 60 年代。 该技术的核心是利用了反渗透膜， 这种膜具有透水而难透盐的特性， 在压力推动力下， 盐水中 水分子透过膜成为除盐水， 盐分继续保留在原水中而被浓缩。 反渗透技术的基本原理详见仟净公司网站。反渗透法除盐水设备具有以下特点：(1) 水与盐分离的推动力为压力。(2) 可适用于各种含盐量的水源，但用于含盐量大致在300mg/L 以上的水源经济性更好，已广泛用于生产饮用纯净水

10、、医用纯化水、电子级水和高压及以上锅炉的补给水。(3)除盐率一般为99%高于电渗析，低于离子交换法，故一般用于高含盐量水源的初步除盐， 或作为离子交换法的前置除盐技术，不作为生产超纯水的终端除盐手段。(4) 化学药品用量少，没有酸碱废水排放。(5) 必须不断排放一部分浓水。对于苦咸水和含盐量不高的天然水，水的利用率一般为 75 070 85 070; 对于海水，水的利用率一般为30% 50%。电除盐抟术电除盐水设备技术具有以下特点：水与盐分离的推动力为直流电场。适用于电导率低于 40uS/cm 的水源的深度度除盐， 用于生产纯水、锅炉补给水和电子级水。除盐非常彻底， 除盐率与离子交换法基本相同

11、， 故它常常作为生产除盐水的终端除盐技术。生产除盐水只需电能，不用酸碱，一般只用少量的NaCI。必须不断排放极水和部分浓水，水的利用率一般为80% 95%。EDI 装置晋遍采用模块化设计，便于维修和扩容。具有替代混合离子交换除盐技术的发展前景。电除盐技术的应用源于 20 世纪 90 年代。 该技术的核心是以离子交换树脂作为离子迁移的载体， 以阳膜和阴膜作为鉴别阳离子和阴离子通过的关卡， 在直流电场推动下， 寞乓现盐与水的分离。 EDI 装置的构造类似于电渗析器，所不同的是在淡水室中充填有阴树脂与阳树脂，该室相当于混合离子交换器（ 简称混床 ）EDI 除盐是离子交换除盐和电渗析除盐两个过程的叠加，即在化学位差作用下的离子交换和在直流电场作用下的离子选择性定向迁移的叠加。与此同时，由于浓差极化迫使H20发生电离