海水淡化方案
海水淡化
海水淡化 Desalination
海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,水质好、价格渐趋合理,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。
从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。
如果能从海水中取得淡水,这将是一项巨大的自然资源。
虽然在大多数情况下海水淡化在经济上是不合算的,但是现在世界上有数百个海水淡化装置在运转中。
第一个海水淡化工厂于1954 年建于美国,现在仍在得克萨斯的弗里波特(Freep-ort)运转着。佛罗里达州的基韦斯特(Key West)市的海水淡化工厂是世界上最大的一个,它供应着城市用水。
现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法,目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场,逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。
(1)冷冻法
冷冻法,即冷冻海水使之结冰,在液态海水变成固态冰的同时盐被分离出去。
(2)反渗透法
通常又称超过滤法,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。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。
(3)太阳能法
太阳能蒸馏法就是采用简单的太阳能蒸馏器。该蒸馏器由一个水槽组成,水槽内有一个黑色多孔的毡心浮洞,槽顶上盖有一块透明、边缘封闭的玻璃覆盖层。太阳光穿过透明的覆盖层投射到黑色绝热的槽底,转换为热能。
(4)低温蒸馏
低温多效蒸馏淡化技术
低温多效海水淡化技术是指盐水的最高蒸发温度低于70℃的蒸馏淡化技术,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首效,后面一效的蒸发温度均低于前面一效,然后通过多次的蒸发和冷凝,从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。
(5)多级闪蒸
闪蒸是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下,部分海水急骤蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化是将经过加热的海水,依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发,将蒸汽冷凝而得到淡水。
扩展资料海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。
从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。 现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法,目前应用反渗透膜法及蒸馏法是市场中的主流。
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。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。
参考资料:海水淡化-百度百科
首先是太阳能-电能转换模块,这一块应该有现成的设计;
其次就是海水输入模块,海水用小型泵收集,并采取合理流量注入下一模块;
第三就是淡化模块,主要是采取电能发热蒸馏海水,要控制好蒸馏量与注入量之间的量的时间控制;
最后就是冷凝收集与残留物的处理模块,蒸馏后的粗质海盐之类要妥善处理。
思路上大概是这样,至于具体的设计,我是外行,没法给你建议。
哥本哈根大学化学系的一位化学家Jiwoong Lee发明了一种尖端绿色技术,利用二氧化碳将海水转化为饮用水,时间仅需短短几分钟。计划中的这种海水淡化技术以二氧化碳替代电力,可将其用于人们缺乏清洁饮用水地区的生存装备和大型工业厂房。
全世界有8亿多人无法获得清洁饮用水。根据联合国的数据,,这一数字将增加到33亿。由于海水已经是世界上许多地方的重要饮用水来源,因此寻找更智能的海水淡化方法的需求与日俱增。
现代海水淡化面临的基本挑战之一是能源消耗。海水淡化厂需要使用大量的化石燃料产生的电力,这样一来反而造成了更严重的气候变化。
哥本哈根大学化学系的Jiwoong Lee发明了一项突破性的技术,利用二氧化碳将海水转化为饮用水,而无需电力。
"这有点像很多人厨房里的SodaStream机器。你在水中加入一些二氧化碳,之后就会开始一个化学过程。但我们不是用二氧化碳来进行气泡碳酸化,而是用它来分离水中的盐分。"Jiwoong Lee解释说,他除了是化学系研究员和助理教授外,还是CowaTech ApS的创始人和CSO,该公司是他发明专利的衍生公司。
该技术的工作原理是将化合物二胺加入盐水中。所使用的二胺类型是二氧化碳反应型的,这意味着当该物质与二氧化碳接触时,其行为可以得到控制。二胺与添加的二氧化碳结合,此后就像海绵一样吸收盐分,然后再分离盐分。整个过程需要1-10分钟。一旦二氧化碳被移除,盐就会再次被释放出来--这样化学品就可以重复使用,用于下一轮的海水淡化。
在实验室中,该方法原则上可以去除海水中99.6%的盐分。该技术仍在开发中,目的之一是降低其价格,并以最低的能耗优化回收过程。
"我一直想把我的化学研究应用到好的方面。人们通常把化学与污染水的东西联系在一起。但通过使用与我们污染水的技术,我们可以做到恰恰相反。而且我们不会排放二氧化碳,而是把它好好利用起来。"Jiwoong Lee说。
目前,这项技术需要在较小的范围内进行测试,实验装备是一种内置特殊设计的过滤器的水瓶,这些水瓶可用于救生艇或作为户外活动的装备。CowaTech与工程公司Kapacitet A/S合作,已经生产了一个原型瓶,将在2-3个月内完成。
从长远来看,我们的目标是在更大的范围内应用该技术,作为当今海水淡化厂的替代品。计划是将该技术用于补充反渗透工厂--目前市场上占主导地位的海水淡化方法。这样做,CowaTech预计能够减少50%的能源消耗。