青岛联供透平装置有限公司 何敬东
青岛市政府在2013年10月12日发布关于海水淡化产业的规划。根据<规划>,采用反渗透海水淡化装置和低温多效海水淡化装置技术,2020年我市海水淡化装备制造业年产值达到60亿元,建成国家级海水淡化示范城市。
但是,本市在海水淡化装备制造业中,与天津、杭州等地相比较,并不占有优势。因为天津和杭州拥有国家海洋局建立的海水淡化装备研制基地,已有数十年的发展历史,具备相当雄厚的实力,已经占领了国内的绝大部分市场。而本市则是近几年才开始筹建海水淡化制造业,从整体实力上无法与上述两地竞争。显然,要实施市政府上述海水淡化产业规划,会遇到很多困难。
《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中指出:加快转变经济发展方式,加快建设创新型国家,推动经济更有效率、更加公平、更可持续发展。为此,建议市政府在海水淡化产业中加大技术创新力度,以创新驱动经济发展,为实现建成国家级海水淡化示范城市的工作目标,确立必要的工作基础。创新的方式之一就是推广应用发明专利——一种利用太阳能和位能进行海水淡化的方法和装置,简介如下:
一、本发明专利的先进性
(一)本发明专利的技术创新点
本发明以太阳能作为海水淡化的主要能源,采用低造价的太阳能加热器,配备大气式闪蒸塔和凝汽器,充分利用位能和大气温差,制取每吨淡水仅耗能2.1kw以下。
(二)现实技术性能
本发明与现有的海水淡化方法相比较有下列显著的优越性:
1.与低温多效法相比较。低温多效法的应用条件是首先要有热电厂,然后才能考虑海水淡化。本发明的应用条件相对而言比较简单,不需要建热电厂,只需要配备简单的供电系统,在远离大陆偏僻的海岛上,也可不用电力而采用柴油机驱动。
2.与反渗透法相比较。反渗透法是当前世界上应用甚广的一种方法,但其装置构造复杂,运行成本高,制取每吨淡水耗电能达8kw.h以上。又由于国内的制造水平落后于世界先进水平,所制取淡水的水质指标仅达0.03~0.05%,不能直接饮用。
本发明装置结构相对简单,制取每吨淡水耗电能仅为2.2kw.h以下,所制取淡水的水质指标仅达0.001~0.005%,符合国家标准,可直接饮用。
3.与国内同类技术的比较。根据中国化工网2013年11月14日“我国首个太阳能光热海水淡化项目海南投产”中提到,该项目年产淡水2000吨,可满足100~150人的用水需求,投资达1300万元。
本发明在实现同种功能的前提下,投资仅为40万,具有极其明显的竞争力。
4.研制进度。本发明专利经过小型实验的验证,每吨淡水的能耗指标为2kw.h/t,所制取淡水的水质经专业机构检测,符合国家标准,可以直接饮用。本发明专利的先进性已经通过小型实验的验证,具备向社会推广应用的基本条件。
二、本发明专利市场调查和需求预测
(一)本发明产品的主要用途
本发明产品为一种以太阳能为主要能源的新型方法,其主要用途如下:
1.在偏僻的海岛上或其他供电条件相对比较困难的区域,其他海水淡化方法,如低温多效法因无热电厂无法实施;反渗透法因电力供应困难也难以实施。如采用本发明进行海水淡化,则具有明显的优势。一方面,本发明的装置中仅有输水泵或引风机需要动力驱动,而该输水泵或引风机可以采用柴油机代替电力驱动;另一方面,淡化海水的能力可以根据当地的实际需求来选取,每日淡化海水的能力可以在0.01吨~2万吨之间选取,小容量的可以用于居民家庭,大容量的可以用于村镇或社区。
2.在沿海城区,由于电力供应充足,一些地区已经建设有反渗透法海水淡化装置。由于反渗透法能耗过高,制取每吨淡水耗能达8kw.h以上,世界各国都在研究对该方法采取能量回收的措施。如将本发明与反渗透法联合使用,使本发明中的输水泵系统采用反渗透法中的回水,则联合装置制取淡水耗能仅为5kw.h。
“国务院办公厅关于加快发展海水淡化产业的意见”二.(一)中所述:加强关键技术和装备研发。加大大型热法膜法海水淡化、大型海水循环冷却等关键技术,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,以及化工原材料和相关检验检测技术的研发力度。本用途属于反渗透海水淡化装置中的能量回收措施。
3.对于尚未建立海水淡化装置的沿海城区,如采用本发明进行海水淡化,可以实现低耗能零污染的工作目标;与反渗透性相比,可以大幅度降低电能消耗;与低温多效法相比,可以避免热电厂导致的环境污染。
4.我国内陆部分地区水源严重污染,采用本发明进行水净化,可以解决该地区的饮水问题。
(二)本发明产品的国内市场调查和需求预测
本发明产品具有极其广阔的市场,首先就国内市场分析如下:
1.偏僻的海岛和供电条件比较困难的地区。据了解,我国现有偏僻岛屿5000多座,其中舟山群岛由1339个小岛组成,南沙群岛由550多个小岛组成。我国现有海岸线18000公里,供电条件比较困难的海岸线约10000公里。在上述5000多座偏僻岛屿和10000公里供电困难的海岸线上,采用本发明可以有效地解决海水淡化问题,其他方法难以在该处应用,故上述地区应视为本发明的潜在市场。
2.已采用反渗透装置的沿海较发达地区。据了解,我们沿海城市有30余个,较发达地区所占海岸线达8000公里。其中有些城市已经采用了反渗透法海水淡化装置。为降低反渗透装置的能耗,采用本发明与反渗透装置联合使用,将反渗透海水淡化装置中的能量回收,大幅降低能耗。因此,这些地区也是本发明的市场。
3.未采用海水淡化装置的沿海较发达地区。对于尚未建立海水淡化装置的沿海城区,如采用本发明进行海水淡化,可以实现低耗能零污染的工作目标;与反渗透性法相比,可以大幅度降低电能消耗;与低温多效法相比,可以避免热电厂导致的环境污染。因此,此类地区应成为本发明的市场。
4.内陆部分水源污染地区。我国内陆部分地区水源严重污染,采用本发明进行水净化,可以解决该地区的饮水问题。小容量的可以用于家庭,大容量的可以用于村镇或社区。
(三)本发明产品的国际市场调查和需求预测
本发明专利具有广阔的国际市场,分析如下:
1.偏僻的海岛和供电条件比较困难的地区。据了解,全世界现有偏僻岛屿10万多座,供电比较困难的海岸沿线达数十万公里,其中尤以中东和地中海国家为甚,在上述地区采用本发明可以有效地解决海水淡化问题,其他方法难以在该处应用,故上述地区应视为本发明的潜在市场。
2.已采用反渗透装置的沿海较发达地区。全世界范围内其中有些城市已经采用了反渗透法海水淡化装置。为降低反渗透装置的能耗,采用本发明与反渗透装置联合使用,大幅降低能耗。因此,这些地区也是本发明的市场。
3.未采用海水淡化装置的沿海较发达地区。全世界范围内对于尚未建立海水淡化装置的沿海城区,如采用本发明进行海水淡化,可以实现低耗能零污染的工作目标;与反渗透性法相比,可以大幅度降低电能消耗;与低温多效法相比,可以避免热电厂导致的环境污染。因此,此类地区应成为本发明的市场。
三、本发明专利推广应用的必要性和迫切性
(一)必要性
综上所述,本发明专利推广应用的必要性如下:
1.符合党中央国务院关于推动技术创新发展经济的战略要求。
2.符合国务院办公厅关于鼓励开发海水淡化新技术的要求。
3.本发明专利具有显著的节能效果,每吨淡水比反渗透法节电6kw.h,节电率高达75%,符合节能降耗的基本国策。
4.对于海岛和其他供电条件困难的区域,采用本发明可以解决居民的饮水之需,符合党中央国务院关于保障民生的发展战略。
(二)迫切性
青岛市政府在关于海水淡化产业的规划中,近期重点目标之一为发展向海岛应用的中小型海水淡化成套设备。本发明专利如在海岛上应用,具有比现有技术优越的显著优势,因此,本发明专利的推广应用极其迫切。
前面已经提到,本发明专利在国内和国际上拥有广阔的市场,因此,推广应用本发明专利,将会极其有力地推进实施青岛市政府的海水淡化产业规划。