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首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司是結(jié)合“循環(huán)經(jīng)濟”的理念，按照21世紀世界最高水平的能耗標準來進行設(shè)計和建設(shè)的，要求水資源使用要開源節(jié)流，加強科技攻關(guān)，開發(fā)出“節(jié)能環(huán)保”的制水、用水技術(shù)。同時，新建曹妃甸鋼鐵廠位于地下水和地表水均稀缺的華北地區(qū)，因此開發(fā)利用非傳統(tǒng)水資源勢在必行。海水淡化項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策，屬于《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》中鼓勵的項目。 
海水淡化，就是從海水中脫去鹽分，得到純度較高的淡水的過程。常見的海水淡化方法分為熱法和膜法兩種。首鋼京唐公司海水淡化項目,充分利用鋼鐵廠的余熱余能，實行水電聯(lián)產(chǎn)、熱膜結(jié)合的組合模式，一期建造日產(chǎn)5萬噸熱法海水淡化裝置，單套日產(chǎn)1.25萬噸。走的是一條“引進、消化、吸收、提升、創(chuàng)新”的低成本和綜合利用路線，在十多年的發(fā)展歷程中不斷創(chuàng)新突破、總結(jié)經(jīng)驗，開發(fā)出了以設(shè)備大型化、國產(chǎn)化和首鋼品牌為引領(lǐng)，以工藝路線優(yōu)化和系統(tǒng)集成為手段，以適應(yīng)渤海灣水文特征和工業(yè)企業(yè)需求為依據(jù)，以節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟為特點，以能源綜合利用和資源階梯利用為方向，以降低海水淡化綜合成本為目標的首鋼海水淡化模式，為海水淡化在沿海鋼鐵、石化、電力等行業(yè)大規(guī)模發(fā)展應(yīng)用起到了示范引領(lǐng)作用。與港珠澳大橋、蛟龍?zhí)柋燃?，被評為全國首批“優(yōu)秀海洋工程” 。

 1、開發(fā)并實踐適合渤海灣水質(zhì)特點的熱膜耦合、水電共生的獨有海水淡化路線，實現(xiàn)系統(tǒng)集成創(chuàng)新。 
（1）熱膜耦合
 海水淡化行業(yè)能夠大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的主要有兩種方式，熱法和膜法，這兩種方式最大的區(qū)別就是膜法對海水水溫和水質(zhì)要求較高，在渤海灣地區(qū)使用要受到限制，在首鋼模式出現(xiàn)之前，熱膜結(jié)合其實只是單純將兩種方式并聯(lián)，到了兩種不同品質(zhì)的淡水，而沒有真正的做到優(yōu)勢互補，首鋼海水淡化將兩種方法有機的串聯(lián)，開發(fā)出適合渤海灣海水特性的先熱后膜的熱膜耦合路線，實現(xiàn)了系統(tǒng)集成創(chuàng)新。該模式更好地發(fā)揮兩種淡化方法的優(yōu)勢，一是充分利用熱法海水淡化濃鹽水的余熱，解決了渤海灣冬季水溫過低的問題，減少了能源消耗；二是提高海水的利用效率，減少了海水淡化總的取海水量和排放海水量；三是實現(xiàn)海水綜合利用，濃鹽水供化工企業(yè)制堿，實現(xiàn)了海水淡化和化工企業(yè)的產(chǎn)業(yè)融合。

（2）水電共生
 熱法海水淡化大多與大型發(fā)電廠同步建設(shè)，所謂的水電聯(lián)產(chǎn)都是從發(fā)電機中抽取中壓蒸汽，減溫減壓后作為海水淡化熱源，這樣會造成大量熱能損失，其他未被抽取的蒸汽充分做功發(fā)電后變成乏汽，乏汽含有的熱量通過凝汽器和冷卻塔換熱被釋放至大氣中，這種熱量的低利用率造成海水淡化高昂的能源成本，首鋼熱法海水淡化采用水電共生模式，用熱法海水淡化裝置代替汽輪發(fā)電機的凝汽器，節(jié)省凝汽器和冷卻塔投資，利用發(fā)電后的乏汽進行海水淡化，不僅避免了中壓蒸汽減溫減壓時損失的熱量，還回收了乏汽和大氣換熱失掉的熱量，解決了環(huán)保上的“消白”問題，水電共生模式?jīng)]有國內(nèi)熱法海水淡化普遍采用的減溫減壓裝置，做到了發(fā)電機和海淡的無縫對接，系統(tǒng)整體熱量利用率從20%提高到81.5%，海水淡化能源成本降幅45%以上。該模式將汽輪發(fā)電機和熱法海水淡化創(chuàng)新性的合二為一，為海水淡化產(chǎn)業(yè)提供了一種嶄新的技術(shù)，實現(xiàn)了能源的階梯級利用，大幅度降低了海水淡化制水成本，該模式在世界大型熱法海水淡化裝置中屬首次應(yīng)用，為沿海鋼鐵、石化、電力等行業(yè)推廣海水淡化起到了示范作用。 
 2、實現(xiàn)“四個自主”的首鋼品牌，并沿著設(shè)備首鋼造、裝置大型化、藥劑國產(chǎn)化路徑大幅度降低海水淡化運行成本。
（1）“四個自主”及裝置大型化
 首鋼海水淡實現(xiàn)了“四個自主”的首鋼品牌，由首鋼國際工程公司設(shè)計，由首鋼機電公司機械制造，由首鋼建設(shè)集團施工建設(shè)，由首鋼京唐公司系統(tǒng)調(diào)試及長時間滿負荷運行，蒸發(fā)器的現(xiàn)場加工制造開創(chuàng)了國內(nèi)熱法海水淡化制造領(lǐng)域先河。該模式徹底掌握了熱法海水淡化設(shè)備的加工制造技術(shù)，也實現(xiàn)了部分關(guān)鍵技術(shù)的自主集成，設(shè)備國產(chǎn)率達到98%以上，目前首鋼正在進行3.5萬噸/天熱法海水淡化裝置的建設(shè)，這也是我國目前單機規(guī)模最大的熱法海水淡化裝置。 
（2）化學(xué)清洗及藥劑國產(chǎn)化
海水中含有大量的鈣鎂離子，在運行過程中隨著溫度和濃度的升高，必然會產(chǎn)生結(jié)垢，要定期進行化學(xué)清洗，我國一直沒有海水淡化清洗的相關(guān)標準規(guī)范，而且對于硫酸鹽垢一直沒有去除手段。首鋼海水淡化自投產(chǎn)以來一直滿負荷連續(xù)運行，在這個過程中研發(fā)了海水淡化設(shè)備的清洗技術(shù)和藥劑，得到很好的應(yīng)用和驗證，首鋼牽頭制定行業(yè)的酸洗規(guī)范，填補了國內(nèi)空白，對于行業(yè)內(nèi)普遍認為較難處理的硫酸鹽垢也具有很好的去除效果。另外首鋼自主研發(fā)了海水淡化阻垢劑，使用效果良好，打破了進口阻垢劑的壟斷。
3、以海水淡化為核心，結(jié)合工業(yè)企業(yè)特點開發(fā)的低品質(zhì)余熱利用、多種能源介質(zhì)零排放為導(dǎo)向的節(jié)能減碳系統(tǒng)創(chuàng)新。
（1）低品質(zhì)余熱利用
        在冶金行業(yè)主工藝生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生多種低品質(zhì)余熱資源，例如高爐沖渣水的余熱、高爐熱風爐煙氣余熱等，如何很好的利用此類余能余熱資源，真正意義上的做到能源的梯級利用，始終是一項技術(shù)難題。首鋼海水淡化模式針對不同余熱使用不同工況，解決了企業(yè)余熱品質(zhì)不一難以全部利用的問題，將蒸汽轉(zhuǎn)化為除鹽水，解決煤氣、蒸汽產(chǎn)需不平衡和無法儲存問題，實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)煤氣和蒸汽的零放散。 
（2）耦合式廢水零排放
一般情況下工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的廢水需要通過深度處理去除鹽分，實現(xiàn)廢水減量化和無害化，首鋼是國內(nèi)第一家使用海水淡化的鋼鐵企業(yè)，充分利用淡化水低鹽分的特點，提高濃縮倍數(shù)和循環(huán)利用率，達到廢水“水量”和“鹽量”的雙平衡，實現(xiàn)了廢水“耦合式”零排放。該模式在沒有深度脫鹽設(shè)施的情況下，依托海水淡化技術(shù)，實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)廢水零排放。
 4、以海水淡化為紐帶、以區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟為特點的濃海水綜合利用，實現(xiàn)環(huán)境友好、并降低海水淡化成本。
（1）濃鹽水商品化
海水淡化產(chǎn)生淡水的同時必然產(chǎn)生濃鹽水，濃鹽水常規(guī)處理方法有兩種，一是直接排海，造成一定污染，二是灘涂曬鹽，浪費土地而且效率低下，首鋼海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水輸送至化工企業(yè)，將濃鹽水脫鈣脫鎂，進行化工制堿，制堿效率明顯提高。該模式利用熱法海水淡化濃鹽水高濃度和高鹽度，構(gòu)建了海水淡化和鹽化工相結(jié)合的濃海水綜合利用模式，不僅解決了濃鹽水的排放問題，還帶來一定的經(jīng)濟效益，有效的降低了海水淡化的綜合成本，取得了較大的社會效益和環(huán)境效益。
（2）濃海水電站脫硫
 海水脫硫是利用海水的天然堿性溶解和吸收發(fā)電煙氣中的SO2，適用于以海水為循環(huán)冷卻水的電廠，首鋼2×300MW發(fā)電機組利用海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水進行煙氣脫硫，煙氣脫硫裝置效率大于97%。 該模式利用海水淡化濃鹽水用于電站脫硫，充分利用濃鹽水的高pH值和高堿度，提升了脫硫效果，實現(xiàn)海水資源的梯級利用，為水電共生的沿海發(fā)電企業(yè)提供很好的借鑒作用。
 5、首鋼海水淡化模式構(gòu)建的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈
        首鋼海水淡化模式是按照“水電共生、熱膜耦合、低碳環(huán)保、綜合利用”的方向發(fā)展，走一條“熱－電－水－鹽”四聯(lián)產(chǎn)的低成本技術(shù)路線，構(gòu)建了以海水淡化為依托的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。

（1）、三條縱向資源利用鏈
        海水資源梯級利用（中間）：熱法濃鹽水作為膜法水源，膜法濃鹽水作為鹽化工原料，熱膜耦合模式實現(xiàn)濃海水“零排放”。
        能源資源梯級利用（右側(cè)）：通過煤氣鍋爐產(chǎn)生蒸汽先行發(fā)電，再將發(fā)電后的乏汽供給熱法海水淡化，實現(xiàn)煤氣、蒸汽的“零”放散。 
        淡水資源梯級利用（左側(cè)）：熱法海淡所生產(chǎn)的除鹽水勾兌污水實現(xiàn)鋼鐵廠污水耦合式“零”排放。
        （2）、三條橫向資源轉(zhuǎn)化鏈
        環(huán)境資源轉(zhuǎn)化（中間）：將濃鹽水中有效元素提取，產(chǎn)生經(jīng)濟效益的同時還產(chǎn)生環(huán)境效益。
        余熱資源轉(zhuǎn)化（上側(cè)）：水電共生模式節(jié)省了設(shè)備投資，又提高了全系統(tǒng)的熱效率，大大降低了海淡成本。
        新能源轉(zhuǎn)化（下側(cè)）：將不可儲存的新能源發(fā)電通過海淡轉(zhuǎn)換成可儲存的水資源。
        2019年，全國單體規(guī)模最大的3.5萬噸/天低溫多效海水淡化項目在京唐公司建成投產(chǎn)，同時，聯(lián)合燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組順利通過滿負荷試驗投入運行，構(gòu)建了全球首例“燃-熱-電-水-鹽”“五效一體”高效循環(huán)利用系統(tǒng)，開創(chuàng)了低品質(zhì)能源高效利用的新格局。將有力促進鋼鐵廠全系統(tǒng)、全流程、全工序能源成本降低，對進一步提升京唐公司綠色制造能力、再次擦亮循環(huán)經(jīng)濟這張京唐“名片”，具有重要意義。
        首鋼海水淡化模式是我國發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)、推進海水綜合利用、實施“海洋強國”戰(zhàn)略的重要技術(shù)儲備，幾年來，首鋼海水淡化已獲得國家專利12項，制定相關(guān)國家標準1項，行業(yè)標準3項，獲得北京市科技進步二等獎，河北省科技進步二等獎、冶金科技進步二等獎等多個獎項，河北省首個技術(shù)創(chuàng)新中心在首鋼京唐公司揭牌籌建，首鋼京唐公司將以打造一個國家級海水淡化和海水資源綜合利用技術(shù)創(chuàng)新高地為總體目標，力爭打造具有國家影響力的海水淡化和資源利用關(guān)鍵技術(shù)的集成創(chuàng)新中心，搭建全國海水淡化學(xué)術(shù)交流、專業(yè)咨詢、高端人才培養(yǎng)與交流的平臺，促進首鋼在河北省乃至全國的海水淡化領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。