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多级泵在海水淡化中的应用

文章出处:scgly 人气:发表时间:2020-05-06 15:56
       一、海水淡化主流工艺—反渗透法
       随着世界人口增长和经济发展,全球淡水资源短缺问题日益严峻,各国不断加强对海水淡化技术的研究与开发。
       目前,国际上海水淡化主流技术包括热法和膜法,其各自又包含多种技术.在众多海水淡化技术中,反渗透法以投资少、能耗低、占地少、操作方便等特点在不到50年的时间内迅速占领绝大部分市场,且与其他技术相比,反渗透海水淡化过程不发生相变,是较节能的海水淡化技术之一。
海水淡化应用
       反渗透技术属于压力驱动的膜分离技术,采用半渗透膜将盐水和淡水隔离时,淡水会自发透过半渗透膜向盐水侧渗透,若在盐水侧施加外力阻碍淡水的流动则渗透速度下降,当压力增加到一定值时渗透现象完全停止,膜两侧流体处于平衡状态,这时的平衡压力称为渗透压(标准海水渗透压约为2.5MPa).若在盐水侧进一步增压,引起盐水侧淡水反向渗透流动,这一现象为“反渗透”。
       只有进料海水操作压力大于海水的渗透压时才能使海水中的淡水通过半透膜实现分离。通常反渗透海水淡化过程的操作压力介于6~8MPa。
       二、反渗透法海水淡化多级离心泵的应用
       从以上工艺流程图可以看出,在反渗透的高压系统中,反渗透膜需要高压泵输出6~8MPa压力才可以使淡水从海水中分离出来,高压泵的流量等于每小时成品水的产量。因此可根据成品水产量得知所需要的高压泵的流量,在海水淡化项目中所需的多级离心泵型号:流量25m³/h-500m³/h,扬程500n-800m左右。
       三、反渗透工艺高压泵材质的选择
       对于合金含量较低且不含钼的不锈钢材料,表面虽然具有比较致密的氧化膜,但由于氯离子的作用很容易发生坑点腐蚀,进而导致应力腐蚀。在不锈钢材料中,含 Mo 的材料比不含 Mo 的材料耐点腐蚀性能好,因Mo含量越多,耐坑点腐蚀的性能越好,当钢中的 Mo 含量≥3%时,就可以达到完全阻止 Cl-向材料基体渗透的效果。 Ni在奥氏体不锈钢中的主要作用是形成并稳定奥氏体,使钢获得完全奥氏体组织,在提高材料韧性的同时可以提高钢的抗氧化腐蚀能力,但一般的奥氏体钢中的 Ni并不能在有氯离子腐蚀的环境中起到抗点腐蚀的作用。
       从金属成分的角度来说304不锈钢不含Mo(钼)元素,而316材料含钼元素,因此在氯离子含量高的情况下316材质的耐腐蚀性能更加明显。
       由于海水中氯离子含量一般都在2000㎎/L甚至更高,而在反渗透工艺中反渗透膜截流了进料海水流量的60%,属于高浓盐水,该部分高浓盐水经压力回收装置与海水混合后氯离子含量更高,因此一般的316材质钼元素的含量不足以抵挡氯离子对泵体的腐蚀,在众多的工程案例中高压泵均采用2507双相不锈钢。
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