海水淡化課題研究

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1、海水淡化課題研究班級：高一（一）班指導老師：張永峰研究人員：劉興強一、研究背景：海水淡化是21世紀的朝陽產業(yè)世界上淡水資源不足，已成為人們日益關切的問題。有人預言，19世紀爭煤，20世紀爭油，21世紀可能爭水。作為水資源的開源增量技術，海水淡化已經成為解決全球水資源危機的重要途徑。目前，世界上已有120多個國家在運用海水淡化技術獲取淡水，全球有海水淡化廠1.3萬多座。2008年全球海水淡化總產量已達到日均6348萬噸，全球海水淡化工程總投資額達到248億美元，每年以20%-30%的速度增長。中國也屬于世界上13個貧水國之一，人均淡水資源僅為世界人均量的1/4，并且水資源分

2、布不均，大量的淡水集中在南方，北方淡水資源僅為南方的1/4，可以說，整個淡水資源形勢不容樂觀。截至2009年，中國海水淡化實際產水量日均24萬噸，年海水直接利用量近500億立方米。主要用于解決沿海城市工業(yè)用水和海島生活用水，用于市政供水的大型海水淡化工程尚屬空白。經過多年的科技攻關，中國在海水淡化、海水直接利用等海水利用關鍵技術方面取得重大突破，技術經濟日趨合理。部分技術如低溫多效海水淡化技術、海水循環(huán)冷卻技術已躋身國際先進水平。目前中國海水淡化已基本具備了產業(yè)化發(fā)展條件。未來20年內國際海水淡化市場將有近700億美元的商機。中國未來會有幾十億美元的市場。過去海水淡化產業(yè)

3、關注的熱點在中東地區(qū)和歐洲西班牙等地，但現(xiàn)在英國、法國、新加坡、丹麥、日本等國家的海水淡化企業(yè)紛紛來到中國，從事技術、投資和建設活動。目前，中國市場成為國外海水淡化產品裝備制造集團的重要戰(zhàn)略市場。相比南水北調，對于北方沿海地區(qū)，海水淡化在中國更具有現(xiàn)實價值。在我國國家政策和規(guī)劃先行的背景下，未來我國的海水淡化市場面臨著巨大的機遇。海水淡化，顧名思義就是利用海水脫鹽生產淡水。據(jù)了解，自從國家發(fā)改委、國家海洋局和財政部于2005年聯(lián)合出臺了我國首部《海水利用專項規(guī)劃》后，天津、浙江、青島、大連等9個沿海省市先后將淡化海水的項目提上日程，以求解決其工業(yè)用水的需求。二、提出問題：

4、如何進行海水淡化？三、解決方法：海水淡化的方法：常用的海水淡化方法有二種。一種稱為反滲透法。即從海水里滲透出淡水來的方法，就是反滲透法。外加高壓與海水的含鹽量成正比。一般反滲透法海水淡化要加到80大氣壓。因此，反滲透的容器尺寸不能太大，不然，反滲透膜和容器的強度均成問題。所以，反滲透法僅適用于海島小規(guī)模海水淡化和內陸地區(qū)的苦咸水淡化，因為苦咸水的含鹽量遠比海水的低。另一種稱為蒸餾法，蒸餾法雖然是一種古老的方法，但由于技術不斷地改進與發(fā)展，該法至今仍占統(tǒng)治地位。蒸餾淡化過程的實質就是水蒸氣的形成過程，其原旦如同海水受熱蒸發(fā)形成云，云在一定條件下遇冷形成雨，而雨是不帶的咸味的

5、。根據(jù)設備蒸餾法、蒸汽壓縮蒸餾法、多級閃急蒸餾法等冷凍法，即冷凍海水使之結冰，在液態(tài)淡水變成固態(tài)冰的同時鹽被分離出去。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端，其中蒸餾法會消耗大量的能源并在儀器里產生大量的鍋垢，而所得到的淡水卻并不多；而冷凍法同樣要消耗許多能源，但得到的淡水味道卻不佳，難以使用。太陽能法冷凍法：冷凍法，即冷凍海水使之結冰，在液態(tài)淡水變成固態(tài)冰的同時鹽被分離出去。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端，其中蒸餾法會消耗大量的能源并在儀器里產生大量的鍋垢，而所得到的淡水卻并不多；而冷凍法同樣要消耗許多能源，但得到的淡水味道卻不佳，難以使用電滲析法：該法的技術關鍵是新型離子

6、交換膜的研制。離子交換膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其選擇透過性區(qū)分為正離子交換膜（陽膜）與負離子交換膜（陰膜）。電滲析法是將具有選擇透過性的陽膜與陰膜交替排列，組成多個相互獨立的隔室海水被淡化，而相鄰隔室海水濃縮，淡水與濃縮水得以分離。電滲析法不僅可以淡化海水，也可以作為水質處理的手段，為污水再利用作出貢獻。此外，這種方法也越來越多地應用于化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的濃縮、分離與提純壓汽蒸餾：壓汽蒸餾海水淡化技術，是海水預熱后，進入蒸發(fā)器并在蒸發(fā)器內部分蒸發(fā)。所產生的二次蒸汽經壓縮機壓縮提高壓力后引入到蒸發(fā)器的加熱側。蒸汽冷凝后作為產品水引出，如此實現(xiàn)熱能的循環(huán)

7、利用。露點蒸發(fā)法：露點蒸發(fā)淡化技術是一種新的苦咸水和海水淡化方法。它基于載氣增濕和去濕的原理，同時回收冷凝去濕的熱量，傳熱效率受混合氣側的傳熱控制。水電聯(lián)產：水電聯(lián)產主要是指海水淡化水和電力聯(lián)產聯(lián)供。由于海水淡化成本在很大程度上取決于消耗電力和蒸汽的成本，水電聯(lián)產可以利用電廠的蒸汽和電力為海水淡化裝置提供動力，從而實現(xiàn)能源高效利用和降低海水淡化成本。國外大部分海水淡化廠都是和發(fā)電廠建在一起的，這是當前大型海水淡化工程的主要建設模式。人類早期利用太陽能進行海水淡化，主要是利用太陽能進行蒸餾，所以早期的太陽能海水淡化裝置一般都稱為