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复合材料在海水淡化行业的商机 |
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作者：帝斯曼复合材料树脂 Kristel van Haaren |
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地球表面的70%是由水组成的，但仅有1%是可以直接取得的淡水。据估计，到2025年，淡水的需求量将增加50%。这主要是由于世界人口、农业灌溉和娱乐设施（例如高尔夫球场）用水量不断增加造成的。此外，气候变化对现有供水设施的压力仍将持续。如果目前的用水情况没有其他显著变化，综合上述压力因素，到2025年，世界上将有超过40%的人口遭受严重的水资源压力。
今天，有180亿立方米的饮用水是淡化海水，到2020年，这一数据有望增至3.5倍以上。海水淡化工厂所采用的先进过滤工艺为反渗透：海水在压力作用下通过薄膜，盐分和溶质被截留在薄膜的一侧，纯水则穿透到另一侧。这是正常渗透过程的反过程，即在没有压力的情况下，溶剂会从低浓度区域穿透薄膜到达高浓度区域。目前，反渗透是最先进的工艺，年增长率达12%，正逐渐取代传统的多级闪蒸技术。后者由于高能耗和高运营成本正逐渐淡出市场。反渗透工艺的成本为多级闪蒸工艺的三分之一。
复合材料
海水淡化工厂最常用的建造材料是钢材，包括碳钢和不锈钢。然而，淡水需求量的不断增加给淡化工厂的性能带来了更大的压力。关键的行业需求包括：规模更大、安装更容易、运行时间更长和更少的维护需求。工艺的复杂化和工艺化学品用量的增加对耐化学腐蚀性提出了更高的要求。
复合材料可以取代海水淡化领域的现有材料，例如玻纤增强塑料（GRP）管道和配件。GRP与传统材料相比，具有许多重要优势。例如，对于大直径过滤储罐，GRP可带来下列优势：
◆安装和维护成本降低；
◆运营成本低；
◆内衬光滑—摩擦小，能耗低；
◆重量为钢制储罐的四分之一；
◆管道长度长达12米；
◆复杂度降低—更少的接头降低了泄漏的可能性；
◆50年的无故障运行寿命；
◆完全无腐蚀。
一份最新的关于GRP管道和混凝土管道的对比调查表明，混凝土管道需要的接头是GRP管道的四倍以上，增加了系统的复杂性和泄漏的危险。
实践证明，GRP特别适用于大直径过滤储罐和高压应用领域，例如泵送系统下游的管道。因为用于清洗管道的化学物质会严重腐蚀金属，GRP的耐腐蚀性就是一大优势。工厂拥有者还将意识到，这会显著降低维护成本，同时增加设备寿命。
巴塞罗那的海水淡化厂
位于西班牙巴塞罗那的ATLL（Aigues Ter Llobregat）淡化工厂为城市供水，是欧洲最大的海水淡化工厂之一，日产水量为20万立方米（两亿升）。该工厂采用的是反渗透工艺。
西班牙的Protecciones Pl&sticas（Protesa）公司负责为新的Llobregat淡化工厂内的中间低压回路生产、供应和安装GRP管道和配件。Protesa选择了帝斯曼的Atlac®乙烯基脂树脂生产进水和预处理系统的管道和配件，并由UTE（Degrémont-Suez-Drace）负责设计，用于反渗透过程的高压除盐。
Protesa在该项目中负责的业务范围包括：海水泵送单元、砂滤器、海水系统、原水泵送、水产品系统、微滤系统的管道和配件，以及预处理工艺中的高压泵吸入管道。工厂内的所有悬空管道都是由Protesa负责制造和安装的，采用的是化学焊接方法。
纤维缠绕的管道
该项目总计大约包含15千米长的不同管道：收集管道、动力管道和处理管道，直径范围在0.1米-2米之间。
Atlac树脂在海洋环境和水处理过程中都具有较高的耐腐蚀性，包括在海水淡化工厂常规操作过程中所添加的化学处理产品，例如次氯酸钠、氯化铁、硫酸氢钠和硫酸。Atlac可以满足所有的技术需求，而且容易加工，放热少。此外，该树脂通过了饮用水接触认证，这也是Protesa对这一特殊应用的关键要求。
GRP管道和配件采用交叉纤维缠绕工艺制成，可以满足海水淡化工厂处理工艺的要求。Protesa为此项目选择的Atlac 580的机械性能可以与其他典型材料相比拟，例如钢材，但是它们还具有耐腐蚀性，是一种独特的高性能乙烯基酯材料。此外，它们还可以大大降低直接的和间接的安装成本。
纤维缠绕的管道
海水淡化工厂内的反渗透单元
应对需求变化
在不断变化的世界中，淡水资源正迅速成为一种至关重要的商品，因此，我们必须尽一切所能减少损失，同时将产出和效率最大化。
寻求高效解决方案的工程师将逐渐发现，GRP凭借其材料特性将成为材料之选。创新的技术（例如反渗透）和专用材料（例如帝斯曼的Atlac级树脂是专门为海水淡化行业开发的）在这一过程中发挥着重要作用，确保我们为明天的挑战做好准备。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(7/14/2010) |
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