沿海火力发电厂CO2 减排创新方案：基于多级闪蒸与碱性电解水联产氢气的系统研究

为应对火力发电厂碳排放难题，研究人员提出将多级闪蒸蒸馏(MSF)与碱性水电解(ALK)技术耦合的创新方案。通过腐蚀指数分析和DEEP代码模拟，证实距排水口150m的采样点(2)最适合部署该系统，可日产11吨高纯氢(≥99.999%)，实现CO2 资源化利用，为沿海电厂提供经济环保的减排路径。

　　

全球变暖已成为人类面临的重大挑战，火力发电厂排放的CO₂
是温室气体的主要来源。传统碳捕集技术面临存储成本高、利用率低等问题，而氢能作为零碳燃料虽前景广阔，但其生产依赖淡水资源——这在地球水资源中仅占不到4%。更棘手的是，海水电解制氢面临氯离子腐蚀、微生物污染等技术瓶颈，现有电解催化剂仅在超纯淡水中表现良好。如何利用丰富的海水资源实现"氢能-碳减排"协同，成为能源转型的关键命题。

针对这一难题，来自埃及的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表创新研究，提出将火力发电厂冷却排水作为原料，通过多级闪蒸蒸馏(MSF)耦合碱性水电解(ALK)的系统方案。研究团队选取地中海沿岸某2×325 MWe电厂为对象，采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析四个排水口150m范围内海水样本，结合DEEP Version 1.5代码模拟和腐蚀/结垢指数评估，发现距排水口150m的采样点(2)具有最低的腐蚀风险（Langelier指数-1.2，Ryznar指数8.5），最适合部署MSF装置。

关键技术方法包括：1) 采用MSF处理电厂冷却排水（日处理量10万m³
）；2) 碱性电解槽设计参数为1000 Nm³
/h产能、≤1.6 MPa H₂
压力；3) 腐蚀评估采用饱和指数(LSI)和稳定指数(RSI)；4) 经济性分析依托国际原子能机构开发的DEEP代码。

主要研究结果

1. 腐蚀与结垢特性：采样点(2)的钙硬度(612 mg/L CaCO₃
   )和氯离子(19,850 mg/L)浓度显著低于近排水口区域，MSF装置在此运行可减少70%的化学软化剂用量。
2. 氢能生产效益：系统可日产11吨99.999%纯度氢气，直接用于电厂捕集的CO₂
   加氢制甲醇，实现"电-氢-化工"闭环。
3. 技术经济优势：相比反渗透(RO)，MSF在高温(80-120°C)工况下更具成本效益，电解槽寿命可达20-30年。

结论与展望
该研究首次提出将电厂冷却水、MSF淡化和ALK电解技术整合的创新系统，突破性地验证了高盐环境制氢可行性。通过精确的腐蚀控制（pH维持9-11）和规模化设计（1000 Nm³
/h），不仅解决海水电解的CER（氯析出反应）难题，更开创了"以水治碳"的新模式。值得注意的是，系统产生的富氧副产物可回用于电厂燃烧优化，形成完整的资源循环链。这项研究为沿海地区实现"蓝氢经济"提供了可复制的技术模板，其方法论对核电站冷却水利用同样具有指导价值。未来研究可进一步探索MSF-ALK系统与质子交换膜(PEM)电解的协同效应，以及在更高盐度(>55,000 mg/L TDS)条件下的长期稳定性。