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1、海水利用实例,Logo,海水利用概况,目录,1,海水利用分类及实例,2,存在的问题,3,展望,4,1.1 海水资源简述,海水水量占地球总水量的97%，具有十分巨大的开发潜力。海水水资源的利用和海水化学资源的利用具有非常广阔的前景。,1.2 人类生活生产用水现状,目前人类生活生产用水的来源主要是江河水、淡水湖泊水、浅层地下水。随着社会的发展，一方面人类生产、生活用水不断增加，另一方面各种原因造成的水污染越来越严重，目前我们已面临水资源短缺问题。在这样的背景下，海水利用的发展就有了举足轻重的意义。,1.3 国内外海水利用现状,国外：国外许多拥有海水资源的国家，在应用海水淡化技术解决人类饮用水供应的
2、同时，亦都采用大量海水作工业用水，且主要是作工业冷却水。据统计，发达国家年海水冷却水用量已经超过6000亿m3（日本约为3000多亿m3/年，美国约为1000亿m3/年）。国内：我国海水利用技术基本成熟，具备产业化发展的条件。在反渗透法、蒸馏法（热法）等主流海水淡化关键技术方面均取得重大突破。但年海水冷却水用量仅为500多亿m3/年，与发达国家相比还有较大差距,2.1 海水利用分类,海水利用,海水淡化,海水综合利用,海水直接利用,2.2 海水直接利用及其实例,定义：海水代替淡水直接作为工业用水和生活杂用水。 在海水直接利用中，用量最大的是作工业冷却用水（占90%），其次还可用在洗涤、除尘、冲灰
3、、冲渣、印染等方面。利用海水作工业冷却水有以下优点：水源稳定水温适宜动力消耗低设备投资少，占地面积小,2.2 海水直接利用及其实例,实例：1、作工业用水。 我国沿海开发使用海水较早，青岛电厂1935年建厂时即用海水做冷凝器降温、冲灰用，日利用量达70万立方米。青岛碱厂是用水大户之一，日需淡水3800立方米。由于用海水替代淡水化盐、化灰等工艺，碱产量逐年上升，耗水不断下降，吨碱耗水由1974年的13.08立方米降至1981年的1.65立方米，继而降到1988年的0.9立方米，居全国同行业先进水平。山东省已有电力、化工、橡胶、纺织、机械、塑料、食品等行业使用海水，年利用量从80年代的3.5亿立方米
4、增至90年代的12亿立方米，其中仅青岛市年利用量即达7.7亿立方米。,2.2 海水直接利用及其实例,芬兰Hamina数据中心海水冷却在芬兰Hamina新建的数据中心现在完全利用海水来进行冷却。谷歌通过花岗岩隧道将海水输送到数据中心，并且利用了一艘微型潜水艇来保证送水隧道的畅通。 海水被输送到数据中心后，谷歌再利用管道系统和泵机将海水推向为服务器散热的热交换器，海水吸收了热交换器的热量后被重新排入大海。Googles Hamina Data Center.mp4,2.2 海水直接利用及其实例,天津碱厂2500立方米/小时化工系统海水循环冷却深圳富华德电厂28000立方米/小时电力系统海水循环冷却
5、青岛海之韵46万平米大生活用海水等一批标志性示范工程 天津北疆、国华宁海等多个新建的超超临界燃煤机组电厂,（右图）天津碱厂,2.2 海水直接利用及其实例,2、作生活用水 香港于20世纪50年代末开始采用海水冲厕，目前冲厕海水的用量已达到35万立方米/d，占冲厕用水的70%左右，香港最终目标是全部用海水。,2.2 海水直接利用及其实例,3、作农业灌溉用水a 美国亚利桑那大学的研究人员发现一种天然植物适于用海水灌溉，其果实富含蛋白质和植物油，既可直接食用又可作为榨油，这一发现为进一步发展海水灌溉农业，提供了新途径。b 前苏联中亚地区已成功地开发出直接用咸水灌溉。 c 中央电视台报道（2000-12
6、-21），中国科学家正在山东、江苏、广东、海南等省的沿海滩涂上试行海水灌溉农业，以帮助解决农业增产、农民增收和水资源短缺的世纪课题。,2.3 海水淡化及其实例,定义： 利用海水脱盐生产淡水淡化工艺：反渗透法，太阳能法，低温多效蒸馏，多级闪馏，电渗析法，压汽蒸馏，露点蒸发法，水电联产，热膜联产，新技术（非加压渗透吸附，碳纳米薄膜，蛋白质膜等）,2.3 海水淡化及其实例,实例：1、天津北疆20万吨海水淡化项目 日产淡化水20万吨，除7%淡化水供全厂生产生活使用外，其余将通过自来水掺混后进入市政管网，有力缓解滨海新区乃至天津市淡水缺乏问题。,2.3 海水淡化及其实例,2、河北曹妃甸海水淡化项目,采用
7、膜法工艺，建设气浮，超滤等预处理设施，配置5套单体产能1万立方米/日的反渗透装置以及以后矿化设施等。该工程采用国际脱盐协会，世界水协会认证的最高水平反渗透装置，能量回收率正常运行可达98.5%以上，最低在95%以上，淡水商业运用于市政管网。,2006年开始启动,日产5万吨淡水，仅向曹妃甸区供水，是作为100万吨海水淡化进京的先期示范项目。届时，淡化后的海水通过管线直接输送到北京，进入北京的水厂再进行调配，时间预计是2019年。,2.3 海水淡化及其实例,3，墨尔本反渗透海水淡化厂维多利亚海水淡化项目地处墨尔本东南130公里，采用GE的低压和中压驱动系统及中压电机，是全球最大的反渗透型海水淡化厂
8、之一。项目建设仅耗时三年，于 2012年11月正式上线，并成功完成了规定的30天连续生产试验，于12月全面投入使用。其规模达到450 000 吨/日,多介质压力滤池，两级反渗透系统，能量回收，后处理,2.3 海水淡化及其实例,4，巴塞罗那反渗透海水淡化厂 巴塞罗那海水淡化厂于2009年12月建成运行，建成之后为巴塞罗那郡100多个市（超过450万居民）提供饮用水，占总供水量的15%20%的。200 000 吨/日开放式取水和海水泵站，高速气浮，重力滤池，双滤料压力滤池，保安过滤器，两级反渗透系统，能量回收，后处理,2.4 海水综合利用及其实例,定义：海水综合利用就是从海水中提取化学元素、化学品
9、及深加工等。海水金属资源丰富。目前我国的海水综合利用主要以制盐、氯化钾、溴素和氯化镁等产品为主。,2.4 海水综合利用及其实例,海水制碱：2011年11月，三友化工宣布其浓海水综合利用项目顺利建成投产。该项目是利用河北省唐山市曹妃甸工业区海水淡化装置产生的排废浓海水作为原料，通过精制处理后用于纯碱生产，每年可为公司带来原盐51.95万吨、水904万吨。该项目的建成投产，可使盐、水资源充分循环利用的同时，进一步降低纯碱生产成本，而且可解决排废浓海水对海洋生态环境的重大不利影响。,2.4 海水综合利用及其实例,海水制溴：海水中含嗅量平均67毫克/升，总储量达89万亿吨。空气吹出法其他方法：阴离子交
10、换树脂吸附法、溶剂萃取法、气态膜法,2.4 海水综合利用及其实例,海水制镁：镁具有优良物理特征。海水中镁的平均含量为1.29毫克/升，总储量达1 800万亿 吨，可谓取之不尽。海水提镁技术有化学沉淀法和蒸发结晶法。,海水制镁,2.4 海水综合利用及其实例,海水制镁：1941年1月，美国一家化学公司第一次从海水中提取了氯化镁，并用电解法从氯化镁中获得了金属镁。现在，人们已经掌握了从海水中经济地提取镁的方法：只要将石灰乳液加入海水中，沉淀出氢氧化镁，注入盐酸，再转换成无水氯化镁就可以了。此外，电解海水也可以得到金属镁。由于进行科学的开采，海洋今天对人类用镁完全可以做到敞开供应。眼下每年从海水提炼的
11、镁总量为20万吨，几乎是全世界开采量的一半新思路：海水综合利用.f4v,2.4 海水综合利用及其实例,海水制铀铀，为一种银白色金属，是重要的天然放射性元素。人们熟知它，是因为它成为了目前最重要的核燃料,海底制铀优势,2.4 海水综合利用及其实例,海水制铀：,a 从20世纪60年代起，日本、英国、德国和美国等先后着手从海水中提取铀的基础性研究，并且逐渐建立了多种从海水中提取铀的方法。b 1971年，日本试验成功了一种新的吸附剂。除了吸附剂1克可以得到1毫克铀，氢氧化钛之外，这种吸附剂还包括有活性碳，这种新型因而用它从海水中提取铀远比从一般矿石提取铀的成本要低得多。为此，日本已于1986年4月在香
12、川县建成了年产10千克铀的海水提取厂。同时已制定了进一步建造工业规模的海水提铀工厂的计划，预计到2000年前年产铀达1000吨。,2.4 海水综合利用及其实例,海水制钾海水中平均含钾380毫克/升，总储量约500万亿吨。由于钾是 重要化肥，世界绝大多数国家钾矿贫乏，因此，由海水提钾引起 世界普遍关注。（化学沉淀法，有机溶剂法，膜分离法，无机离子交换法，综合流程法）1969年日本政府投资70亿日元进行“海 水淡化副产物利用”大型研究，以日产淡水10万立方米多级 蒸装置为主，浓海水再经电渗析浓缩，再隔膜电解制得钠钾碱 液，碱液量为70吨/日。（直接提取溴） 1949 年由荷兰Norsk Hydro
13、公司与挪威NVMekog肥料联合组成公司，投资200万美元，建成以二苦 酞胺法提取硝酸钾的中试，处理量为海水300立方米/小时(按 钾肥计为1(XX)吨/年)。1953年建成，1954年2月投人运行， 1955年7月停止。（二苦胺法）河北制钾 ：海水综合利用3.f4v,2.4 海水综合利用及其实例,瑞典的采掘船吸入饱含矿物质的海水,海底金源丰富,黄金随着河流带到海洋,海底含金浓度高,含金率高,1 一战费里茨 哈勃的出海提取金子 2 80年代中期苏联筹建海水提金中间试 验厂，从热电厂的海水冷却水中回收金、鉫、铯等金属。 3海峡建立 吸附大坝,海水制金,2.4 海水综合利用及其实例,日本科学家在日
14、本海海域内架设了不少管状的海水过滤系统。海水通过这些过滤系统之后，系统内的吸附剂颗粒能选择性地吸取其中的金属元素。将这些吸附剂颗粒进行最后加工，便可获得所需金属。法国建在利翁湾岸边的潮力发电站，也成功地运用了这一技术。不久前，瑞典科学家提出在大陆架地区建造一些水下设施，其关键是在水下200米的深处筑起一道能够吸附金属元素的特殊“大坝”来挡住洋流。意大利的方案是建造一些带有网状工作部件的装置，网是用能吸附金属元素的聚合物制成。,3、我国存在的问题,我国海水利用虽然起步较早，但存在规模小、发展慢、市场竞争力不强等问题，主要表现在： 一是海水利用发展慢。我国海水淡化水日产量仅占世界的1左右；海水作冷
15、却水用量仅占世界的6%左右；海洋化学资源综合利用的附加值、品种和规模等方面与国外都有较大的差距。 二是海水淡化成本仍相对较高。这是制约海水淡化发展的最直接和最主要因素。 三是无法可依、无规可循。有条件利用海水但不利用的情况仍较严重，没有法规约束力。,3.1 问题的解决,针对以上几个问题主要有下列解决措施： 一是不断发展海水利用技术，为大规模海水利用奠定更加坚实的基础； 二是建立以节水为核心的水价机制，这能有效地抑制淡水资源的消费，从而形成引导海水利用特别是工业大规模利用海水的动力； 三是尽快建立和完善相关的法律法规及政府政策。,4、展望,表1 我国海水利用发展目标,4、展望,2011年，我国海水淡化产水能力已从10年前的不足3万吨日提升到60万吨日，年海水直接利用量近600亿立方米。但海水淡化量任然没能达到表1中海水利用专项规划所设定的目标。 如果在2020年实现既定目标，那么沿海地区的高用水企业的工业冷却水基本上可由海水替代，将实现海水利用产业的跨越式发展。现在，我国的海水利用产业，依然任重而道远。,Thank you,
