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时间:2018-07-08
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1、海水淡化课题研究班级:高一(一)班指导老师:张永峰研究人员:刘兴强一、研究背景:海水淡化是21世纪的朝阳产业世界上淡水资源不足,已成为人们日益关切的问题。有人预言,19世纪争煤,20世纪争油,21世纪可能争水。作为水资源的开源增量技术,海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。目前,世界上已有120多个国家在运用海水淡化技术获取淡水,全球有海水淡化厂1.3万多座。2008年全球海水淡化总产量已达到日均6348万吨,全球海水淡化工程总投资额达到248亿美元,每年以20%-30%的速度增长。中国也属于世界上13个贫水国之一,人均淡水资源仅为世界人均量的1/4,并且水资源分
2、布不均,大量的淡水集中在南方,北方淡水资源仅为南方的1/4,可以说,整个淡水资源形势不容乐观。截至2009年,中国海水淡化实际产水量日均24万吨,年海水直接利用量近500亿立方米。主要用于解决沿海城市工业用水和海岛生活用水,用于市政供水的大型海水淡化工程尚属空白。经过多年的科技攻关,中国在海水淡化、海水直接利用等海水利用关键技术方面取得重大突破,技术经济日趋合理。部分技术如低温多效海水淡化技术、海水循环冷却技术已跻身国际先进水平。目前中国海水淡化已基本具备了产业化发展条件。未来20年内国际海水淡化市场将有近700亿美元的商机。中国未来会有几十亿美元的市场。过去海水淡化产业
3、关注的热点在中东地区和欧洲西班牙等地,但现在英国、法国、新加坡、丹麦、日本等国家的海水淡化企业纷纷来到中国,从事技术、投资和建设活动。目前,中国市场成为国外海水淡化产品装备制造集团的重要战略市场。相比南水北调,对于北方沿海地区,海水淡化在中国更具有现实价值。在我国国家政策和规划先行的背景下,未来我国的海水淡化市场面临着巨大的机遇。海水淡化,顾名思义就是利用海水脱盐生产淡水。据了解,自从国家发改委、国家海洋局和财政部于2005年联合出台了我国首部《海水利用专项规划》后,天津、浙江、青岛、大连等9个沿海省市先后将淡化海水的项目提上日程,以求解决其工业用水的需求。二、提出问题:
4、如何进行海水淡化?三、解决方法:海水淡化的方法:常用的海水淡化方法有二种。一种称为反渗透法。即从海水里渗透出淡水来的方法,就是反渗透法。外加高压与海水的含盐量成正比。一般反渗透法海水淡化要加到80大气压。因此,反渗透的容器尺寸不能太大,不然,反渗透膜和容器的强度均成问题。所以,反渗透法仅适用于海岛小规模海水淡化和内陆地区的苦咸水淡化,因为苦咸水的含盐量远比海水的低。另一种称为蒸馏法,蒸馏法虽然是一种古老的方法,但由于技术不断地改进与发展,该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程,其原旦如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带的咸味的
5、。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等冷冻法,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。太阳能法冷冻法: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,难以使用电渗析法:该法的技术关键是新型离子
6、交换膜的研制。离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片,按其选择透过性区分为正离子交换膜(阳膜)与负离子交换膜(阴膜)。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列,组成多个相互独立的隔室海水被淡化,而相邻隔室海水浓缩,淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水,也可以作为水质处理的手段,为污水再利用作出贡献。此外,这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯压汽蒸馏:压汽蒸馏海水淡化技术,是海水预热后,进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出,如此实现热能的循环
7、利用。露点蒸发法:露点蒸发淡化技术是一种新的苦咸水和海水淡化方法。它基于载气增湿和去湿的原理,同时回收冷凝去湿的热量,传热效率受混合气侧的传热控制。水电联产:水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本,水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力,从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的,这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。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
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