中国海水淡化设施设备技术趋势 海水淡化设备价格

中国加快了海水淡化的步伐。按照今年颁布的《国务院办公厅关于加快发展海水淡化产业的意见》,到2015年,我国海水淡化能力要达到220~260万立方米/日,而2011年底,我国海水淡化总产水量还只有72万立方米/日。
  将近4倍的扩容,对于海水淡化的设备供应商们,应该是极大的利好。但是这个消息,对于在反渗透膜市场已经打拼了十多年的日本电工(上海松江)有限公司高级经理谢春玲来说,她仍不免有些担心和忧虑。
  “大型海水淡化工程,膜的成本差不多占到百分之十左右。”令谢春玲担心的,是《意见》中讲到的“海水淡化原材料、装备制造自主创新率达到70%以上”的这句话。“这意味着,十二五期间,国家将更多地支持本土的企业。”
  日本电工于上世纪90年代进入中国,目前已经占据30%的反渗透膜市场。“膜行业每年有20%的增长,发展很快。但是,只要这个蛋糕做大了,无论国内企业还是外资企业,大家都会分到一杯羹。”谢春玲仍然表示出对这个行业的信心。

从1974年以来,世界上的发达国家将海水淡化的研究方向转向了反渗透法.我国海水淡化技术主要是膜法(反渗透法)和热法(低温多效法、多级闪蒸法)两种,其中:反渗透法占62%、低温多效法占37%、多级闪蒸法占1%。目前,海水淡化膜材料及膜组器,能量回收技术及设备和低温多效海水蒸发器等的研究和开发,已成为制约我国海水淡化技术和产业发展的瓶颈。

国务院办公厅6月4日发布《关于加快发展海水淡化产业的意见》,明确了“十二五”期间海水淡化产业的发展目标:到2015年,我国海水淡化能力达到220万~260万立方米/日,海水淡化原材料、装备制造自主创新率达到70%以上。

  为了推动海水淡化设备国产化率的提高,《意见》将“加强关键技术和装备研发”作为今后首要任务,加大反渗透海水淡化膜组件、高压泵、能量回收等关键部件和热法海水淡化核心部件的研发力度。

在我国海水淡化市场里,已建成的海水淡化工程60%采反渗透膜技术。用于海水淡化的关键膜材料,主要指海水淡化预处理的超滤膜和预处理后海水脱盐的反渗透膜。目前,国内所用的超滤膜全部依靠进口。反渗透膜,进口占据国内市场90%的份额,主要由陶氏、海德能、日本旭化成以及东丽工业等几家公司;国内已经成功生产的反渗透膜,占有10%的市场份额,但其脱盐率低于国际最高标准99.8%。面对这种情况,国内膜企业跃跃欲试,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。3月底,中国化工集团依托杭州钱江经济开发区建设的海水淡化技术装备制造基地奠基,一期工程包括年产160万平方米反渗透膜和纳滤膜生产线,100万平方米的超滤膜生产线以及能力达日产70万吨的海水淡化及水处理成套生产线,这标志着中国完善膜技术和水处理产业的成果工程化。


中国工程院院士、知名海水淡化专家高从堦在接受采访时说,目前我国已经建成的海水淡化工程中近80%的装机规模都是引进国外技术建造而成,关键设备如反渗透膜、能量回收装置等主要依赖进口。
  而据中国脱盐协会介绍,我国海水淡化主要采用热法和膜法两种方式,其中,“热法的材料有50%来自进口,而膜法(主要是反渗透膜)则有90%是进口的,国内能够完全满足的仅是玻璃钢压力容器方面。”

海水淡化景观。几根粗壮的大水管一直通到海底深处,黄褐色的海水通过管道被抽到滤池中,经过初级中和过滤,再输送到沉淀器中过滤,然后经过反渗透处理,淡水被分流出来。

在海水淡化机房旁边,一大排高高竖起的白色管子,直径大约20厘米,长7米左右,是整个系统的核心。海水经过这个管子,被转化成淡水。这些名为ROPD的模壳(注:这个模壳就是环氧缠绕管,执行美国ASME标准),里面有7块反渗透膜,要让海水变淡,核心是里面多层膜。4-5年左右,这些价格昂贵的膜就是要更新一遍,目前这些膜几乎全从日本或美国进口。海水淡化的主要成本是电,一吨海水淡化需要3.5度电,岛上的电价为0.84元/度。几个黄色的隆隆作响的能量回收器也要靠进口。能量回收器的作用主要是增加反渗透膜的能量,提升海水淡化效果,海水淡化的成本每吨要5元。海水的腐蚀性很强,不锈钢管材用5.6年后,就会出现渗漏。

海水淡化创新联盟。杭州城西的杭州水处理技术研究开发中心有限公司是国内规模最大、市场份额最多的海水淡化工程服务商。舟山百分之百的海水淡化项目是这家公司承接的。去年,该公司世界销售额排名在20几位,2020年,杭州中心将进入国际前三。国内海水淡化第一个百吨、千吨、万吨的都出自该公司。

浙江省的海水淡化项目,目前基本集中在舟山,市场潜力非常大。之所以一直没有被大力推广,很大一个原因是成本高。为了降低成本,以杭州水处理技术研究开发中心有限公司为中心,已经有一批相关企业自发成立了海水淡化创新联盟。目前,六横岛10吨项目第二期2011年工程,正在试用联盟体企业的产品,力图提升国产化程度。浙江大学自主研发的反渗透海水淡化系统的高压泵已于去年底通过验收,其日处理能力达到5000吨。采用国产泵,成本指日可降。

在中国科学院科研装备专项的支持下,中科院长春应化所成立了由反渗透复合膜材料制备及设备制造的科研人员和工程技术人员组成的复合膜制备设备研究 小组,于2009年开始了“海水淡化反渗透复合膜制备设备”的研究开发。经过2年多的研发,他们解决了设备的温度控制、张力控制、纠偏控制等关键技术问题,利用PCL实现对设备硬件系统和软件系统的协调优化,制备出集聚合、热交联、成膜、后处理等多种功能为一体的反渗透复合膜制备设备,填补了国内空白。

作为国家科技部“日产10万吨级膜法海水淡化国产化关键技术开发与示范”项目的核心部件之一,南方泵业于2009年开始承担研发制造10万吨级海水淡化高压泵,并于今年完成样品的研发与制造。

“该样品目前在接受内部测试,按照合同规定时间,该样品将于2013年年底接受相关部门的验收。”南方泵业董秘平顺舟称,10万吨级海水淡化高压泵产品难度在于60公斤~70公斤的超高压输出压力和材质的高耐腐蚀性。

据王乐勤介绍,中国海水淡化工程数量少、规模小,日产量仅为世界的1%。“目前,沿海省市拥有的淡水资源匮乏,随着海水淡化技术的成熟及成本降低,在沿海兴建大型海水淡化工厂是一个必然趋势。”王乐勤表示,虽然海水淡化是趋势,但是核心技术和专利多被美、德、日等国掌握,特别是大吨位海水淡化能量回收装置还完全依赖进口,设备和技术依赖进口导致淡化费用高昂。

  反渗透海水淡化是目前海水淡化的主流技术之一,能量回收与反渗透膜和高压泵并列为反渗透海水淡化系统中的三大关键技术。目前,高压泵和反渗透膜的相关技术已经被中国攻克,但是能量回收一直无法得到解决。

王乐勤以1万吨每日总投资为1亿元的海水淡化工程为例,总设备的花费大约在6500万元,而能量回收装置占总设备的15—20%,约1300万元。“一旦国产化后,能量回收装置则仅需几十万元。”

  从事化工机械和流体工程研究的王乐勤团队曾获得多次国家科技奖励,此次与南方泵业成立研发中心后,目标在明年年底攻克能量回收技术难关,并生产出样品。

  “舟山是国家海洋经济示范区,未来发展空间巨大,我们希望能够尽快解决舟山发展中的淡水资源瓶颈,为海洋经济发展提供科技支撑。”王乐勤说。

  对此,这次校企合作,南方泵业总经理沈凤祥态度十分明确,为研发中心提供场地和科研经费,成果转化后,校企双方进行股份制合作。

  对于这项技术的校企合作开发,浙江省市科技部门均予以了较大的支持。目前,这一项目也正筹备上报国家科技部。

跨国公司强势布局

海水淡化在国际上早已是一个成熟的产业,但脱盐用的核心元件--反渗透膜等核心技术却长期被美国的陶氏、海德能、科氏以及日本的东丽等企业把持。其中,陶氏、东丽等的反渗透膜制造水平在行业内领先,而这两家公司如今都把中国视为下一个主要目标市场。

以陶氏为例,其在反渗透膜和离子交换树脂领域排名全球第一。陶氏化学特用材料业务部副总裁彼特·戴维斯透露,陶氏生产的元件已涵盖从海水淡化到家用水净化的多种应用领域,每天可生产2200万立方米的清洁水,可以满足4.4亿人的用量。

"今年上半年,陶氏在华业务继续快速发展,区域总销售额达到了21.5亿美元,比去年同期增长了18%,而水处理正是其中增长最快的行业之一。"陶氏化学亚太区集团公共事务总监马立新对本报记者说。

此前,陶氏水处理及过程解决方案事业部已经宣布,将增资2500万美元用于其在浙江湖州的生产基地,通过扩充产能满足市场需求。新设备预计在2012年下半年投产。

日本东丽株式会社同样是在膜法水处理行业居于世界领先地位的企业,其在早年就与中国蓝星(集团)股份有限公司共同投资组建了从事膜系列产品生产的合资公司--蓝星东丽膜科技(北京)有限公司(下称"蓝星东丽")。今年以来,蓝星东丽先后签下多份反渗透膜供应大单,借此成功"卡位"国内海水淡化市场。

今年1月,蓝星东丽与杭州水处理技术研究开发中心有限公司签订供货协议,为曹妃甸反渗透膜法海水淡化项目提供反渗透膜。此后,蓝星东丽又宣布将为日产10万吨的青岛Befesa海水淡化项目提供反渗透膜元件。



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