海水蒸發(fā)蒸汽發(fā)電機(jī)理研究.pdf

1、水資源危機(jī)，水質(zhì)污染，淡水短缺是全球面臨的嚴(yán)峻問題。在工業(yè)生產(chǎn)中，淡水用量巨大，火力發(fā)電尤其是用水大戶，其用水量約占工業(yè)總用水量的40％，主要用于鍋爐產(chǎn)生蒸汽和乏汽冷卻用水等。沿海城市電廠有豐富的海水資源，如能利用海水蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，用海水對(duì)乏汽進(jìn)行冷凝，將極大地降低用水投資和成本，對(duì)節(jié)約水資源，緩解淡水緊缺壓力和實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最大化以及可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義。
　　海水水質(zhì)成分復(fù)雜，含鹽量高，腐蝕性強(qiáng)，不能

2、像淡水一樣直接蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。本文探討對(duì)海水進(jìn)行脫硬預(yù)處理，將硬度離子——鈣、鎂離子處理至含量為零，再采用蒸發(fā)方式產(chǎn)生蒸汽，由于蒸汽中會(huì)夾帶鹽，需要對(duì)蒸汽進(jìn)行洗滌，洗至電導(dǎo)率低于1μs/cm，滿足汽輪機(jī)進(jìn)汽要求，探索出海水直接蒸發(fā)發(fā)電的新工藝。
　　本論文以海水為原料，采用化學(xué)沉淀法除鈣，即向海水中加入碳酸鈉將鈣離子以碳酸鈣的形式去除，考察鈣離子的去除率及最佳去除工藝條件，對(duì)除鈣后的海水用納濾裝置對(duì)鈣、鎂、硫酸根

3、及二價(jià)以上離子進(jìn)行去除處理，對(duì)比考察了脫鈣海水和原料海水納濾膜通量和離子截留率的差異，并通過接觸角、SEM、EDX等表征方法研究了膜面污染物的主要成份及其對(duì)膜性能的影響，結(jié)果表明，鈣離子是造成納濾膜無機(jī)污染的主要離子，脫鈣處理能有效減緩海水淡化過程中納濾預(yù)處理階段的無機(jī)結(jié)垢問題，延長(zhǎng)納濾膜的使用壽命。對(duì)納濾膜產(chǎn)水用碳酸鈉和氫氧化鈉將鈣、鎂離子完全沉淀去除，處理后海水蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，通過收集蒸汽冷凝水研究蒸汽的品質(zhì)，分析測(cè)定了蒸汽冷凝水的T

4、DS和電導(dǎo)率，確定其是否滿足汽輪機(jī)進(jìn)汽要求及其用于發(fā)電的可行性。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用化學(xué)脫鈣預(yù)處理+納濾+二次化學(xué)除鈣鎂的工藝，能有效去除海水中的硬度離子，首次化學(xué)脫鈣處理能去除海水中90％以上的鈣離子，剩余鈣離子含量低于40mg/L，采用納濾膜進(jìn)一步去除鈣、鎂離子及硫酸根，再采用二次化學(xué)法除鈣鎂后，鈣、鎂離子基本可完全除去，解決了蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽過程中的結(jié)垢問題，所得蒸汽經(jīng)洗氣塔洗汽后，蒸汽冷凝水的TDS低于1mg/L，電導(dǎo)率低