海水淡化的方法:蒸发法是海水淡化最简单的方法,就是将海水加热蒸发,再将水蒸气冷却,提取淡水。太阳能蒸馏淡化装置就是使用这种方法。
太阳能蒸馏淡化装置,像一座座矮小的房子,屋顶用玻璃或透明塑料板组成,可以使阳光透过,照射在海水上。海水变热蒸发,水蒸气上升后,碰到玻璃会凝结成水滴,收集到两旁的淡水槽中。
蒸发法还有许多种,目前世界90%的海水淡化装置是由多级闪急蒸发法生产的。闪急蒸发法是给加热了的海水施加高压,然后突然降压,使水在瞬间蒸发的方法。所谓多级就是把许多蒸馏器串联起来,让压力下降几次使水蒸发。
离子交换树脂,我们对它已不太陌生,它就是科学家手中的一根魔杖,用它放在海水中,它可以像海绵吸水那样,吸附出海水中的盐分,使海水变成淡水。
用离子交换树脂使海水淡化的方法叫离子交换法,这种方法适应于海洋上的遇难人员应急之用。
海水淡化还有一种方法是电渗析法,就是在海水淡化装置中插入两根电极,在两极之间放入一种特种薄膜。这样就把海水淡化装置隔成三室,一个叫阳极室,一个叫阴极室,一个叫中间室。当接通电源后,奇迹就会发生,海水中的盐分会向两个电极“靠”去,使得两个极室的海水愈来愈浓,而中间室的海水逐渐被淡化。这种方法适用于中小型淡化厂,我国西沙永兴岛上的海水淡化站,是目前世界上最大的电渗析淡化装置,每天生产淡水20多吨。
在自然界有这样一种膜,它只能透过水分子,不能透过其他物质,科学家把这种膜叫做半透膜。动植物的细胞膜都是半透膜,如干大豆放在水中浸泡后会膨胀,就是因为水通过细胞向干果内部渗透的结果。
利用半透膜可以淡化海水,这种方法叫反渗透法。用人造半透膜把水和海水分开。海水是盐水溶液,水分子会透过膜渗透到海水中,使海水稀释,并且产生一种压力,叫渗透压。然后,向海水加一个压力,大于渗透压,这时,海水中的水分子就会被挤出海水,透过半透膜,到纯水这边来。
反渗透法脱盐效率高。近年来,各国都在研究、推广应用,是一种前途诱人的方法。在1978年到1982年期间,世界已建成21家日产300吨以上的反渗透海水淡化厂。
向海洋要水,一些国家生发奇想,把漂浮在南太平洋的南极冰山,用船拖来,让它融化掉,供人类利用。一座小冰山可供几十万人的城市用一年,初步试施,已取得成功。
有了海水淡化技术,海洋就成了人类取之不尽、用之不竭的淡水库。
蒸馏法:蒸馏淡化进程的实质就是水蒸气的构成进程,其原理好像海水受热蒸腾构成云,云在必定条件下遇冷构成雨,而雨是不带咸味的.根据所用动力、设备、流程不一样首要可分设备蒸馏法、蒸汽紧缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等.
冷冻法:冷冻法,即冷冻海水使之结冰,在液态淡水成为固态冰的一起盐被别离出去.冷冻法与蒸馏法都有难以克服的坏处,其间蒸馏法会耗费很多的动力并在仪器里发生很多的锅垢,而所得到的淡水却并不多;而冷冻法一样要耗费很多动力。
太阳能法:人类前期运用太阳能进行海水淡化,首要是运用太阳能进行蒸馏,所以前期的太阳能海水淡化设备通常都称为太阳能蒸馏器.馏体系被动式太阳能蒸馏体系的比如就是盘式太阳能蒸馏器,太阳能具有安全、环保等利益,将太阳能收集与脱盐技能两个体系联系是一种可继续打开的海水淡化技能。
扩展资料:
电渗析淡化法是使用一种特别制造的薄膜实现的。在电力作用下,海水中盐类的正离子穿过阳膜跑向阴极方向,不能穿过阴膜而留下来;负离子穿过阴膜跑向阳极方向,不能穿过阳膜而留下来。这样,盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水,而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。 反渗透淡化法更加绝妙。它使用的薄膜叫“半透膜”。半透膜的性能是只让淡水通过,不让盐分通过。
百度百科--海水淡化
世界上淡水资源不足,已成为人们日益关切的问题。淡水在地球上本来就十分有限,它只占地球总水量的不到3%,而且,其中约2/3囤积在高山和极地的厚厚冰雪中,近1/3深埋在地层里,而真正能被我们利用的淡水,只占地球总水量的0.26%左右。就是这占有极小份额的淡水资源,今天还正面临着来自人类的严重污染。除了节约和保护现有的淡水资源以外,人们自然想到怎样开辟新的更充足的水源,而占地球总水量达97%的海水当然成为首选的目标。海水又咸又苦,既不能喝,也不能用。
如果用海水灌溉农作物,会使它们迅速死亡;如果用海水烧锅炉,就会使锅炉壁结成锅垢而影响传热,甚至引起爆炸……因此,若想利用海水,就必须将海水进行淡化处理。
当前人们已掌握了几种海水淡化方法。
一种是蒸溜法。即把海水加热,变成蒸汽,然后使蒸汽冷却变成淡水。一次蒸馏不行,还可以蒸馏多次。蒸馏法的缺点是要消耗较多的能量。如果利用工业余热,特别是核电厂的高温余热来加热海水,就可以节省燃料,降低淡化的成本。
再一种是电渗析法。它依靠两种薄膜——阳离子膜和阴离子膜,经过通电把海水里的盐类分解成为阳离子和阴离子,并且分别通过薄膜迁移到另一边,剩下的便是不含盐的淡水。虽然电渗析法耗能相对较少,但是不能除去海水中不带电荷的杂质。
第三种是反渗透法。利用一种薄薄的具有多孔结构的反渗透膜作为核心部件,在加压条件下,薄膜只让水通过,而把盐类物质拒绝于薄膜外,这样淡水和盐类就分开了。反渗透法不仅分离效率高,能量消耗少,而且设备简单,所以备受人们的欢迎,成为当今世界各国最广泛使用的海水淡化技术。据统计,1994年,世界上用此法日产淡水120万吨。我国也在舟山地区建造了用此法日产500吨淡水的示范工程。
除了以上3种海水淡化的方法外,人们还在探索其他效率更高、成本更低的海水淡化技术。
第一种是电渗析法。它依靠两种薄膜,即阳离子膜和阴离子膜,经过通电把海水里的盐类分解成为阳离子和阴离子,并且分别通过薄膜迁移到另一边,剩下的便是不含盐的淡水。虽然电渗析法耗能相对较少,但是不能除去海水中不带电荷的杂质。
第二种是反渗透法。利用一种薄薄的具有多孔结构的“反渗透膜”作为核心部件,在加压条件下,薄膜只让水通过,而把盐类物质拒绝于薄膜外,这样淡水和盐类就分开了。
反渗透法不仅分离效率高,能量消耗少,而且设备简单,所以备受人们的欢迎,已成为当今世界各国最广泛使用的海水淡化技术。
现在世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究,有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂,每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。
淡化水的成本在不断地降低,有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。
某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模。据统计,1994年,世界上用此法日产淡水120万吨,解决了一亿多人的供水问题,即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水。我国也在舟山地区建造了用此法日产500吨淡水的示范工程。
除了以上海水淡化的方法外,人们还在探索其他效率更高、成本更低的海水淡化技术。
最传统的方法是蒸馏,通过110度高温,产生蒸汽凝结后的水收集起来就达到了淡化的目的,在大型蒸馏工艺的淡化厂里,常常采用多级闪蒸,低温多效等方法;
当代比较流行的是利用膜法工艺,比如反渗透法,也有利用电渗析,及电渗透膜法工艺;
离子交换法虽然可以起到脱盐的效果,但是成本太高不实际,通常离子交换用在海水淡化工艺的后端处理环节;
科技不断在发展与突破,新的工艺不断推出,例如通过高效复合分子筛材料迅速淡化海水工艺,海水化学提纯后的简单后处理工艺,鱼类仿鳃淡化工艺等
我是从事海水淡化项目的开发与投资工作,企业拥有庞大资金在海洋领域开拓新市场新产业,欢迎合作!
现代意义上的海水淡化则是在第二次世界大战以后才发展起来的。
战后由于国际资本大力开发中东地区石油,使这一地区经济迅速发展,人口快速增加,这个原本干旱的地区对淡水资源的需求与日俱增。而中东地区独特的地理位置和气候条件,加之其丰富的能源资源,又使得海水淡化成为该地区解决淡水资源短缺问题的现实选择,并对海水淡化装置提出了大型化的要求。
在这样的背景下,20世纪60年代初,多级闪蒸海水淡化技术应运而生,现代海水淡化产业也由此步入了快速发展的时代。 海水淡化技术的大规模应用始于干旱的中东地区,但并不局限于该地区。
由于世界上70%以上的人口都居住在离海洋120公里以内的区域,因而海水淡化技术近20多年迅速在中东以外的许多国家和地区得到应用。最新资料表明,到2003年止,世界上已建成和已签约建设的海水和苦咸水淡化厂,其生产能力达到日产淡水3600万吨。
目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区,淡化水大约养活世界5%的人口。海水淡化,事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题,普遍采用的一种战略选择,其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。
冷冻法:冷冻法,即冷冻海水使之结冰,在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端,其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢,而所得到的淡水却并不多;而冷冻法同样要消耗许多能源,但得到的淡水味道却不佳,难以使用。
真空冷冻海水淡化法工艺包括脱气、预冷、蒸发结晶、冰晶洗涤、蒸汽冷凝等步骤,海水淡化水产品可达到国家饮用水标准,是一种较理想的海水淡化法。 冷冻海水淡化法原理 海水三相点是使海水汽、液、固三相共存并达到平衡的一个特殊点。
若压力或温度偏离该三相点,平衡被破坏,三相会自动趋于一相或两相。真空冷冻法海水淡化正是利用海水的三相点原理,以水自身为制冷剂,使海水同时蒸发与结冰,冰晶再经分离、洗涤而得到淡化水的一种低成本的淡化方法。
与蒸馏法、膜海水淡化法相比,冷冻海水淡化法能耗低,腐蚀、结垢轻,预处理简单,设备投资小,并可处理高含盐量的海水,是一种较理想的海水淡化法。 冷冻海水淡化法工艺 冷冻海水淡化法工艺之脱气 由于海水中溶有的不凝性气体在低压条件下将几乎全部释放,且又不会在冷凝器内冷凝。
这将升高系统的压力,使蒸发结晶器内压力高于二相点压力,破坏操作的进行。显然减压脱气法适合本系统。
冷冻海水淡化法工艺之预冷 海水脱气后可与蒸发结晶器内排出的浓盐水和淡化水产生热交换,预冷至海水的冰点附近。 海水淡化法工艺之温度和压力 它们是影响海水蒸发与结冰速率的主要因素。
海水淡化法工艺之冰—盐水是一固液系统 普通的分离方法均可使冰—盐水得到分离,但分离方法不同,得到的冰晶含盐量也不同。实验结果表明减压过滤方法得到的冰晶含盐量比常压过滤方法得到的冰晶含盐量低得多。
海水淡化法工艺之蒸汽冷凝 在蒸发结晶器内,除海水析出冰晶以外,还将产生大量的蒸汽,这些蒸汽必须及时移走,才能使海水不断蒸发与结冰。 反渗透法:通常又称超过滤法,是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。
该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐渐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。
此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。
反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。
因此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重心转向反渗透法。 反渗透海水淡化技术发展很快,工程造价和运行成本持续降低,主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力,提高反渗透系统回收率,廉价高效预处理技术,增强系统抗污染能力等。
太阳能法:人类早期利用太阳能进行海水淡化,主要是利用太阳能进行蒸馏,所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器,人们对它的应用有了近150年的历史。
由于它结构简单、取材方便,至今仍被广泛采用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。
与传统动力源和热源相比,太阳能具有安全、环保等优点,将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。
低温多效:低温多效蒸馏淡化技术的概念低温多效海水淡化技术是指盐水的最高蒸发温度低于70℃的淡化技术,其特征是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来,用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝,后面一效的蒸发温度均低于前面一效,从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。 多效蒸发是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发,前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一。
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