海水淡化对化工的三大期待

      大连石化公司于2005年建成日产5000吨反渗透膜法海水淡化装置，为大连石化电厂提供锅炉软化水。因为锅炉软化水的各项指标要求比饮用水高得多，所以比饮用水更纯净。图为该公司员工在品尝淡化海水。 （马谊东 摄）
 

    
    中国目前海水淡化产能约52.4万吨/日，到2020年达到250万～300万吨/日，未来10年海水淡化投资预计高达120亿～140亿元，海水淡化行业有望进入爆发式增长期。这是4月8日在天津举行的2011海水淡化及水再利用国际研讨会上传出的信息。

 
    正是在这个研讨会上,CCIN记者了解到，对于海水淡化这个前景广阔的市场，化工企业大有可为。正如国际脱盐协会执行主任利昂·阿维尔布奇对CCIN记者说的那样：“海水淡化本身就是建立在化工技术的基础上，化工企业与之息息相关。”

   据了解，当今海水淡化的主流技术为蒸馏法和反渗透膜法。在我国的海水淡化市场里，反渗透技术是当仁不让的大哥。已建成的海水淡化工程有60%采用该技术。据国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所总工程师阮国岭博士介绍，反渗透设备海水淡化技术的核心在于材料。用于海水淡化的关键膜材料主要是对海水进行预处理的超滤膜和预处理后对海水进行脱盐的反渗透膜。

    阮国岭表示，在超滤膜方面，目前应用的均为有机膜，以聚偏氟乙烯、聚醚砜树脂、聚氯乙烯等材料应用较多。国内已经有多家企业生产超滤膜，并且在污水处理和中水回用等领域取得了良好的业绩，“但目前在国内海水淡化市场上所用的超滤膜100%依赖进口”。

    “在反渗透设备方面，进口膜占据国内海水淡化市场90%的份额，市场主要被陶氏、海德能、日本旭化成以及东丽工业等几家公司瓜分。”阮国岭说，目前国内已经能够成功生产用于海水淡化的反渗透膜，并且占有10%的市场份额。但是其脱盐性能与国际一流水平比还有一些差距。“国内反渗透膜的最高脱盐率为99.6%，低于国际最高标准的99.8%”。

    国内海水淡化市场迎来蓬勃发展的大好机遇，但是国产膜的市场尚未真正打开。CCIN记者在采访中发现，面对这种情况，国内的膜企业跃跃欲试，想尽早参与到海水淡化的市场中来。国内最大的超滤膜组件和膜设备供应商天津膜天膜科技股份有限公司就是其中之一。

    “现在国内海水淡化工程还没有用国产超滤膜做海水预处理的，我们希望能够成为第一个为国内海水淡化提供国产超滤膜的企业。”天津膜天膜科技股份有限公司的工程师范云双博士对CCIN记者说。据范云双介绍，该公司去年开始进入海水淡化领域。“我们已经开始进行技术的储备，在天津的海边我们建立的中试装置已经运行了大半年，装置运行情况很好。”

    北京时代沃顿科技有限公司则是国内最大的反渗透膜生产商，该公司的反渗透膜元件已经先后用于中东和东南亚等多个国家的海水淡化项目。该公司客户服务经理仲惟雷告诉CCIN记者，公司对于国内海水淡化市场非常看好，目前正在积极拓展国内海水淡化市场。

    “国内海水淡化市场处于起步阶段，现在也有很多国内海水淡化项目在与我们洽谈供膜，我们也签订了一些项目合约，都是国内即将上马的工程。” 仲惟雷对CCIN记者说，“我们的技术与国外相比虽然还有差距，但是已经小到可以忽略不计。举个例子，菲律宾的一个海水淡化项目本来用的是陶氏公司最先进的膜，由于膜寿命到期需要更换，菲律宾方面选择了我们的反渗透膜进行更换，目前已经运行了4年了，效果并没有打折扣。但是国内仍然存在对国产膜不信任的观念壁垒，我们公司的反渗透膜在国外的市场反而要比在国内好得多。”仲惟雷说。

    蒸馏法急需核心设备—— 哪家化企能率先实现“一虾两吃”？

    据会上专家介绍，低温多效蒸馏海水淡化技术也是目前国内广泛应用的技术。国内37%的海水淡化工程采用这种技术。低温多效蒸馏海水淡化技术具有进料水质要求低，可靠性、经济性和产品水质高的特点。特别适用于具备余热和低温热源的工业企业，如与电厂、化工厂和钢厂等联合生产，可以利用工厂的废热，有效降低成本，是国家大力提倡和鼓励的节能、环保项目。国内已建成的最大的海水淡化工程天津北疆电厂海水淡化一期10万吨/日项目应用的就是低温多效蒸馏技术。

    采访中CCIN记者发现，低温多效蒸馏法海水淡化既适合化工企业投建，其海水淡化设备也适合化工设备企业来生产。

    国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所的工程师王生辉告诉CCIN记者，在有废热提供的条件下，低温多效蒸馏技术是最理想的海水淡化技术，与膜技术相比成本更低，维护运营更简单。化工企业是具备余热的企业，同时在自身生产中又需要大量的高品质水，海水淡化既可以有效利用废热同时也能够为企业生产提供大量用水，因此沿海的化工企业非常适合参与投建海水淡化工程。

    该所另一位高级工程师张铭博士表示，低温多效蒸馏技术的核心设备是蒸发器和冷凝器，实质上也是化工换热设备。化工设备企业具有加工制造这种设备和装置施工的经验，对于蒸发技术和冷凝技术有更深的了解，这些从业经验都使得化工设备企业在海水淡化市场上更具优势。“化工设备完全可以应用到海水淡化领域中，化工企业完全可以与海水淡化的工程公司进行合作来生产海水淡化设备。工程公司提供工程设计方案，设备制造企业生产设备。”张铭告诉CCIN记者。

    张铭还表示，从2009年开始，国内涌现出一批日产10万吨以上的大型海水淡化项目，基本都由国外公司承做。如天津北疆电厂日产10万吨淡化水项目就是由外国公司提供的技术。

    据了解，国内一些企业已开始发力海水淡化，神华集团、江苏双良节能股份公司、北京国华电力公司、国华河北沧东发电公司4家企业于2009年8月组成联合体，共同设计、研发的25000吨/日大型低温多效蒸馏海水淡化中试装置日前在河北沧州黄骅电厂通过了中国海水淡化与水再利用学会组织的由中国工程院院士、天津大学教授等15名专家组成的评审团的评审，开创了我国自主研发大规模低温多效蒸馏海水淡化中试装置的先河，并为我国大规模建设大型海水淡化装置奠定了坚实的技术基础。这4家企业还宣称要打造日产10万吨的大型海水淡化装置制造基地。 

    浓海水无害化处理—— 哪家化企能率先“吃干榨尽”？

    海水淡化后，淡水被取走利用，剩下的是比原海水盐度大幅提高的浓海水。这些浓海水处理不好，就会成为令人头痛的废物。浓海水排入海中，如果不能及时扩散将会增加海水盐度。有数据显示，以渤海湾为例，如果百万吨级的海水淡化厂浓海水全部排海，每10年渤海湾的海水盐度就将增加0.2个百分点。盐度的增加会直接影响海中生物的生理功能，也会造成海水分层，影响光的透射和光合作用，从而干扰食物链，带来严重的生态和环境影响。

    中国工程院院士、海水淡化和水再利用学会名誉理事长高从 告诉CCIN记者，目前对于浓海水的综合利用有三种方法，一是晒盐，二是给盐化工企业作原料，三是依靠化工技术对其进行再精制，提取浓海水中的溴、镁、钾、钙等有用物质，实现“吃干榨尽”。

    “对浓海水进行综合利用，我们盐化工企业有得天独厚的优势，因为我们的原料就是盐。”唐山三友化工集团一位韩姓工程师告诉CCIN记者。据韩工介绍，浓海水在盐化工企业的主要用途是用来做原料。原来企业生产需要购买工业盐做原料然后用淡水来进行化盐，如果改用浓海水化盐，由于浓海水里本来就有盐，这样就可以减少购买工业盐的成本。

    据了解，今年1月，唐山三友化工集团关于海水淡化后的浓海水综合利用项目在曹妃甸开工建设。此项目总投资3.5亿元，将曹妃甸阿科凌反渗透膜法海水淡化项目产生的浓海水，通过40多千米的管道直接输送到三友用于纯碱生产，既可解决浓海水排放对海洋环境造成的不利影响，又可充分利用浓海水中的氯化钠和水，实现经济效益和环境效益的统一。该项目将于2011年10月正式投产，届时可处理利用浓海水1800万立方米/年。

    “浓海水里含有溴、镁、钾、钙等元素，都是市场上需求很大的化工原料和产品。利用浓缩、结晶和吸附等化工技术对浓海水中的这些物质进行分离，逐个提取是对浓海水最有效的利用。” 高从

    对CCIN记者说。据高院士介绍，目前的化工技术已经能够完成对这些物质的提取，但是还存在经济上不划算的问题。

 
    “浓海水里的盐浓度很高，导致钙、镁离子形成沉淀无法提取，因此需要想办法把引起沉淀的杂质去除。然后对去除杂质的浓海水再进行进一步的浓缩。再浓缩的过程需要不断的精馏，导致能耗不断增加，成本增加影响经济效益。”高院士表示，如何降低能耗，还要依靠化工技术的进步。随着化工技术的不断升级，今后浓海水提取各种元素的成本和能耗必然会逐步下降，这种方法也必将经济可行。