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集團業(yè)務(wù)
集團業(yè)務(wù)
海水淡化
高效低成本熱法海水淡化關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用示范
項目背景：中國是一個干旱缺水嚴(yán)重的國家，是全球 13 個人均資源最貧乏的國家之一。而山東省屬于聯(lián)合國確定的嚴(yán)重缺水地區(qū)，人均淡水資源不足全國人均的 1/6，僅為世界人均占有量的 1/25，山東省作為海洋大省，海岸線超過 3000 公里，位居全國第三位，發(fā)展海水淡化是解決淡水資源短缺的重要途經(jīng)。本項目已列入 2019 年山東省重點研發(fā)計劃（重大科技創(chuàng)新工程）。
目前商業(yè)化應(yīng)用海水淡化技術(shù)主要有兩類：一類是膜法，一類是蒸餾法。膜法海水淡化技術(shù)主要為反滲透法(Reverse Osmosis, RO)，市場占有率占近60%。膜法淡化技術(shù)優(yōu)點是靈活度較高，系統(tǒng)建設(shè)方便，初投資相對較低。但該方案也存在明顯的缺點：1）系統(tǒng)的核心部件-高壓泵和反滲透膜基本全部依賴進口，中美的“貿(mào)易戰(zhàn)”進一步推高了其價格。2）反滲透膜比較“嬌貴”，系統(tǒng)需要頻繁進行清洗和換膜，造成系統(tǒng)的維護成本較高。3）膜法海水淡化的綜合成本在7元/噸以上（二級制水，雜質(zhì)量≤300mg/L），甚至更高，造成很難推廣使用，填補國內(nèi)低溫蒸效法的空白。
蒸餾法海水淡化是目前市場占有率第二大的海水淡化技術(shù)，占全球市場份額約1/3。該方法利用中高溫?zé)嵩春拓?fù)壓蒸發(fā)器實現(xiàn)海水低溫蒸發(fā)來制取淡水。盡管該技術(shù)具有淡化水質(zhì)量高、占地少、維護周期長、維護成本低等優(yōu)點，但現(xiàn)有技術(shù)依賴高品質(zhì)穩(wěn)定熱源驅(qū)動（一般為高溫蒸汽或熱水），淡水綜合單價一般不低于8元/噸，高制水成本導(dǎo)致很難推廣使用。
在國內(nèi)同行業(yè)相比的優(yōu)勢
海水淡化項目由國辰實業(yè)集團主要負(fù)責(zé)實施，集團長期致力于廢熱回收、換熱和水處理技術(shù)，同時在項目施工方面有豐富的經(jīng)驗累積，目前已為華潤、國家電投、華電、華能、中石化、中國恩菲、中國建材國際、中煤科工、中鐵四局、中鐵十三局、中核五建、中電四建、中機四建、解放軍總后勤部、中國長城鋁業(yè)、上海寶鋼等多個國家重點建設(shè)項目提供了優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。產(chǎn)品行銷國內(nèi)23個省自治區(qū)和4個直轄市，并已出口到伊朗、巴基斯坦、孟加拉、蒙古等4個國家。
項目組中山東大學(xué)與國家自然資源部天津海水淡化與綜合利用研究所提供技術(shù)支持與保障。山東大學(xué)在冷-熱-水-電聯(lián)產(chǎn)、工程熱物理、設(shè)備防腐、能源管理優(yōu)化控制等相關(guān)領(lǐng)域具有一流的科研環(huán)境和實驗基礎(chǔ)，配備各種大型的科學(xué)實驗儀器及設(shè)備，如粒子測速儀PIV、紅外成像儀、色譜儀等，可為本項目提供有力的科研支撐。海水淡化所是國內(nèi)最早開展蒸餾法海水淡化成套技術(shù)研發(fā)的單位，具備堅實的海水淡化工程技術(shù)基礎(chǔ)，從“十五”到“十三五”，完成了多項國家科技攻關(guān)任務(wù)，在新材料裝備開發(fā)、過程仿真分析、系統(tǒng)工藝集成等方面積累了豐富的研究經(jīng)驗，建成了蒸餾海水淡化工藝實驗平臺、關(guān)鍵部件和裝備性能測試平臺，以及涵蓋流體分析、結(jié)構(gòu)分析、工藝/裝備/電控設(shè)計的軟件平臺，為海水淡化項目實施提供有力保障。
與國內(nèi)熱法海水淡化技術(shù)同行業(yè)相比，國辰海水淡化產(chǎn)品在傳統(tǒng)熱壓縮低溫多效蒸餾技術(shù)上進行了技術(shù)升級和改進，可采用汽輪機抽氣作為驅(qū)動熱源，亦可采用余熱熱源驅(qū)動（發(fā)電廠汽輪機閥桿漏氣、灰斗伴熱余熱、疏水?dāng)U容器熱水和蒸汽，化工流程冷卻環(huán)節(jié)等）。與傳統(tǒng)熱法海水淡化相比，初投資降低15%以上，制水效率提升20%以上，制水成本降低約50%。相比于反滲透技術(shù)（RO），本公司方案更適用于熱-電-水聯(lián)產(chǎn)，實現(xiàn)能源梯級利用，空間利用率更高，水質(zhì)更優(yōu)（產(chǎn)品水質(zhì)電導(dǎo)率低于20μs/cm）。
國辰海水淡化系統(tǒng)具有如下技術(shù)特點：
①根據(jù)用戶的場地條件和用水需求，裝置采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)備緊湊，占地少。設(shè)備主體全部采用現(xiàn)場工廠化制造、安裝和調(diào)試的方案，可有效提高工程施工進度，保障施工質(zhì)量，大幅降低初投資成本。
②根據(jù)用戶余熱熱源情況制定余熱驅(qū)動海水淡化裝置，提高熱源利用率，進一步降低制水成本。
③本項目自調(diào)節(jié)TVC和抽真空技術(shù)可實現(xiàn)熱源、海水變工況下穩(wěn)定運行，保證系統(tǒng)熱源利用率和制水效率。
④系統(tǒng)集成了多效蒸餾、多級閃蒸和蒸汽熱壓縮的技術(shù)優(yōu)勢，可提高蒸汽熱能利用率，提高裝置造水比。
⑤通過優(yōu)化海水噴淋密度、效間傳熱溫差、鹽水濃縮倍率等關(guān)鍵工藝參數(shù)，同時采用抗結(jié)垢材料傳熱管、高效阻垢劑等材料，可兼顧能效與耐久的雙重性能，保障裝置長期穩(wěn)定、可靠運行。
本項目技術(shù)可充分利用工業(yè)余熱驅(qū)動，采用高效抗結(jié)垢耐腐蝕換熱器與熱泵式余熱回收裝置，實現(xiàn)余熱回收驅(qū)動低溫?zé)嵩打?qū)動MED海水淡化系統(tǒng)，即實現(xiàn)能源的進一步梯級利用，又解決工業(yè)用水難、用水貴的問題，為企業(yè)帶來新的利益增長點，大幅縮短設(shè)備的投資回報周期。項目的實施不僅有良好的經(jīng)濟效益，還能帶來一定的環(huán)保效益，推動相關(guān)低溫余熱回收、海水淡化技術(shù)的推廣和應(yīng)用。
“高效低成本熱法海水淡化關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用與示范”項目獲批2019年山東省重點研發(fā)計劃（重大科技創(chuàng)新工程）。實驗室充分利用高校在理論研究方面的優(yōu)勢資源，與公司資金和技術(shù)經(jīng)驗相結(jié)合，極大的推動了公司的發(fā)展。
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