海水淡化｜水力射流脫鹽（HID）技術取得進展
沙特阿拉伯國際電力（ACWA Power）與全球供水公司（Water Global Access）簽訂了一項工業(yè)發(fā)展協(xié)議，旨在開發(fā)和推廣水力射流脫鹽（HID）技術。
探索替代反滲透的方法
在沙特達成協(xié)議后，一種新型熱法海水淡化技術的開發(fā)工作正在被持續(xù)推進。
沙特海水淡化與綠氫開發(fā)商沙特國際電力（ACWA Power）已經(jīng)與全球供水公司（Water Global Access）簽署了一項工業(yè)發(fā)展協(xié)議，以大規(guī)模發(fā)展水力射流脫鹽技術。
該組織表示，相較于大多數(shù)現(xiàn)代海水反滲透（RO）脫鹽技術與傳統(tǒng)熱法淡化技術，HID技術的能耗分別是前兩者的2/3和1/10。
該協(xié)議是今年于沙特阿拉伯利雅得舉行的未來海水淡化技術國際會議上簽署的。
來自全球水務智庫的Christopher Gasson在評論該公告時說：“這很有意義，因為ACWA電力公司是世界上最大的私人海水淡化開發(fā)商，并且我相信它能夠開發(fā)出反滲透的替代技術。”
“利用具有成本效益的低碳密集型技術進行淡水生產之潛力確實是指數(shù)級的。”
這一合作將從實施一個試點項目開始，包括將在海灣合作委員會（GCC）地區(qū)實施HID。
ACWA研究表明，該技術可能會突破海水淡化2 kWh/m3的能耗瓶頸。
ACWA電力公司首席執(zhí)行官Paddy Padmanathan說：“隨著工業(yè)化和人口持續(xù)增長，全球水消耗量快速上升的問題急需解決。”
他補充道：“利用具有成本效益的低碳密集型技術進行淡水生產之潛力確實是指數(shù)級的，并且我們?yōu)閲L試開創(chuàng)性的HID技術感到自豪。”
HID技術結果表明，它與高能效商業(yè)海水反滲透（SWRO）脫鹽設施相比，有了一定進步。
SWRO設施平均能耗為3 kWh/m3，但HID技術與目前吉尼斯紀錄中SWRO試驗工廠所需2.271 kWh/m3能耗相比，有了至少10%以上的改善。
一種萌芽中的友誼
從ACWA電力公司和WGA在今年早些時候首次開展的綠色海水淡化技術開發(fā)項目的合作中可以看出，ACWA對WGA的HID技術頗感興趣。
“技術正準備測試，以證實HID有能力突破2 kWh/m3海淡能耗瓶頸。”
這是因為ACWA電力公司想擺脫化學處理過程，這也正是HID所避過的，這樣與現(xiàn)有海淡技術相比可以節(jié)省能量。
WGA首席執(zhí)行官Eusebi Nomen說：“技術正準備測試，以證實HID有能力突破2 kWh/m3海淡能耗瓶頸，這將為行業(yè)效益水平建立新典范。”
“WGA的產業(yè)發(fā)展計劃目標是在2023年底達到先進技術準備水平，并在2024年實現(xiàn)HID商業(yè)化運行。”
ACWA電力公司目前經(jīng)營著16個海水淡化廠，其中50%位于沙特阿拉伯，包括該國最大的獨立水項目和世界最大一個SWRO海淡廠。
沙特對海水淡化的巨大依賴
盡管97%的人口可以獲得飲用水，但沙特仍被列為地球上最缺水的國家之一。
絕對缺水水平是每年人均500 m3，而沙特阿拉伯每年人均只有89.5 m3。
除此之外，該國一半以上的用水超過可持續(xù)水平，并且82%的污水沒有經(jīng)過凈化處理，不能被重復利用。
沙特阿拉伯，像中東和北非許多國家一樣，正在尋找投資和改善現(xiàn)有海水淡化廠。在吉達等城市，海水淡化供應了98%的所有用水。
在2019年，該國啟動了一項名為Qatrah（在阿拉伯語中為水滴的意思）的國家計劃，到2030年將減少約43%的水消耗量，達到每天人均150 L。
非反滲透（RO）淡化知識
熱法海水淡化基本原理：基于鹽水分離過程中熱量輸入與輸出所引發(fā)的水的相變過程。
快速噴霧蒸發(fā)海水淡化技術原理：將海水通過壓力式噴頭呈霧狀，噴入蒸發(fā)室內，同時蒸發(fā)室內有空氣流通；懸浮在氣流中的水滴體積很小，直徑一般在100 mm以內，比表面積很大，便于與周圍空氣進行熱量傳遞，海水中的水分迅速蒸發(fā)成為水蒸氣，海水由此被濃縮；蒸發(fā)過程結束后，水蒸氣被空氣流帶出蒸發(fā)室，隨后再被冷凝為淡水并予以回收。
降膜蒸發(fā)工作原理：需要濃縮物料進入降膜蒸發(fā)器加熱管，使其在內壁形成薄膜，從而繼續(xù)向下流動。在這個過程中，由于管外是加熱的，所以，加熱管內的薄膜溫度升高，甚至沸騰，部分水分開始進行蒸發(fā)。加熱管內壁液膜之所以繼續(xù)向下運動，開始是因重力作用，后因管內蒸汽不斷生成向下流動便帶動了液膜向下流動，且運動速度不斷加快。由此，蒸汽與液體一起由加熱管下端引出，經(jīng)氣液分離后得到濃縮液。
機械式蒸汽壓縮蒸發(fā)器原理：利用高能效蒸汽壓縮機壓縮蒸發(fā)產生二次蒸汽，提高二次蒸汽的壓力和溫度，被提高熱能的二次蒸汽打入加熱器對原液再進行加熱，受熱原液繼續(xù)蒸發(fā)產生二次蒸汽，從而實現(xiàn)持續(xù)的蒸發(fā)狀態(tài)。
水力射流（HID）工作原理：環(huán)境溫度下以非常低的壓力運行，與機械式蒸汽壓縮和降膜蒸發(fā)相類似的一種蒸發(fā)技術。
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