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钛材在海水淡化中的应用

钛材在海水淡化中的应用2009-10-2815:47海水淡化方法中,多级闪蒸(Muiti-Stage Flash,缩写为MSF)海水淡化技术占有主导地位。其生产能力为全世界海水淡化总产量的56%。世界上规模在4000t/d以上的海水淡化装置中,MSF装置占77.3%。目前,单机容量最大的MSF装置是意大利SIR/EU-TECO公司生产的,出力为36000t/d,安装在意大利本土。

从目前市场占有率来看,蒸馏和反渗透是主要型式。反渗透海水淡化装置能耗较少,近年来装船量增长较快。在出海船只中,蒸馏法海水淡化装置是主导产品,而且类型也比较多,既有多级闪发、沸腾蒸馏和压气蒸馏之分,也有管式、板式之分。多级闪发技术现已经较成熟,其热源主要是锅炉蒸汽。压气蒸馏法需要有附加的蒸汽压缩装置,适用于供汽不便、没有低品位热量可用的场合。沸腾蒸馏法具有其他方法不可比拟的特点,如设备简单可靠、原水不需要预处理、出水品质较高等。其中的板式蒸馏法虽然蒸发效率高,但板间流体通道容易被固体颗粒沉积所堵塞,不适用于尾气直接加热的蒸馏装置。

钛是海水淡化设备换热器的首选材料

钛对氯具有很强的抗腐蚀性,是海水淡化设备换热器的首选材料。随着沿海地区石化、电力等行业的迅速发展,应用海水取代日益紧张的淡水作为工业冷却介质,可以节约大量的淡水资源,获得显著的经济效益。但是由于海水腐蚀性强,当管材使用普通碳钢或不锈钢时,海水作为冷却介质会对管材产生严重腐蚀,显著降低热交换器的使用寿命。这样,不仅增加了设备的更换次数,同时也由于设备失效引起停工过于频繁而使经济效益下降。为解决这一问题,需要对管子进行材料升级,升级材料常用的主要是钛管。

就材料而言,应用最广泛的是工业纯钛(ASTM Grade 2),温度比较高的海水加热器使用Grade 7或者Grade 12,Grade 16(Ti-0.5%Pd)具有更高的抗腐蚀能力,但是成本较高。事实表明Grade 1和Grade 2等工业纯钛在天然水、海水和各种氯化物中具有特殊的抗应力腐蚀的能力。在海水流速为3--5m/s的钛制海水淡化设备中,生物污堵现象是最轻微的,钛换热器的污堵系数约为0.99--0.95。

选用工业纯钛TA1无缝管做闪蒸器的冷凝管和盐水加热器的热交换管,管板选用了TA1+16MnR+316L双面复合钢板。因为钛质软轻、耐蚀、高强度,是良好的抗海水腐蚀材料,使用它的可靠性高。使用钛复合钢板,可以减少钛的使用量,且能满足使用要求,降低装置造价。