淡化海水的方法运用了什么科学原理

淡化海水的方法运用了什么科学原理,第1张

海水淡化方法:反渗透法。

这种方法利用半透膜来达到将淡水与盐分离的目的。在通常情况下,半透膜允许溶液中的溶剂通过,而不允许溶质透过。由于海水含盐高,如果用半透膜将海水与淡水隔开,淡水会通过半透膜扩散到海水的一侧,从而使海水一侧的液面升高,直到一定的高度产生压力,使淡水不再扩散过来。这个过程是渗透。如果反其道而行之,要得到淡水,只要对半透膜中的海水施以压力,就会使海水中的淡水渗透到半透膜外,而盐却被膜阻挡在海水中。这就是反渗透法。反渗透法最大的优点

就是节能,生产同等质量的淡水,它的能源消耗仅为蒸馏法的1/40。

比较常用的海水淡化的方法主要有三种它们分别是: 蒸馏法 、冷冻法和反渗透法。

蒸馏法是一种比较古老的海水淡化的方法,工艺比较成熟。先把海水加热,使海水产生水蒸气,然后哪些没有盐分的水蒸气通过一个特别的管子跑到专门预备的冷凝装置里面。

到了那里,水蒸气会变成了一滴滴的小水珠,这些小水珠汇聚在一起就变成了淡水。蒸馏法十分的简单但是非常耗费时间,而且得到的淡水也比较少,所消耗的能源也特别多。

为了能够减少能源的消耗,可以使用水电联产这种把发电和海水淡化结合为一体的先进方法。这种方法就是把大型或者中型的海水淡化厂与火力发电厂相互结合,利用电厂的余热作为淡化装置的主要能源。这样,海水淡化的成本便大大降低了。

冷冻法。

我们大家都知道,含盐的液体是不易结冰的,海水虽然是咸的,但是它依旧会结冰。后来,有人尝试把海水进行冷冻,发现海水不只会结冰,而且结出的冰并不咸。原来是当海水不完全凝结时,它会分成含盐比较少的冰和浓缩的盐水。人们把冰从盐水中分离出来,这就是冷冻法。

反渗透法。

海水淡化的另一个主要方法就是反渗透法。反渗透法是利用一个特殊结构的膜来过滤海水。这种膜和平常的过滤器有所不同,它是没有孔的。它的原理就是对咸水施加一定的压力,盐分留了下来,而水可以能穿过膜,变成人们生活所需要的淡水这就是反渗透法。

①蒸馏法原理:根据海水里面各种物质不同沸点的原理,通过蒸汽的方法提取水。

②结晶法原理:根据海水里面各种物质不同结晶温度的原理,先将海水加热,然后通过降温,海水里面的nacl nabr等物质先结晶,剩下的不就是水了么。

③膜法原理:通过高分子膜来提取海水,因为高分子膜具有憎水性或亲水性,通过亲水性高分子膜可以使水从膜的一边渗透到另一边,但是海水中的盐分却不可以通过,以这样的方法进行海水淡化。

求给分,纯手打不易。

1、从海水中取淡水,有蒸留法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法。

2、除去海水中的盐分,有电渗拆法、离子交换法和压渗法。

目前应用第一类方法为主。早在15世纪部分船舶就曾经以简易的蒸馏装置来解决船舶在长期航行中的淡水供应问题。

20世纪50年代以来,随着工农业的发展和城市人口的增加,淡水供应逐渐紧张,造成有些沿海城市严重缺水。因此,提高海水淡化的技术便成为开发新水源的重要途径之一。

目前,人们已经掌握了几种海水淡化的方法。一种是蒸馏,即将海水加热变成蒸汽,再将蒸汽冷却变成淡水。一次蒸馏不行,还可以多次蒸馏。还有一个就是反渗透。用一层薄薄的多孔结构的“反渗透膜”作为核心部件,在有压力的情况下,膜只能让水通过,把盐类物质挡在膜外,使淡水和盐分离。世界淡水资源短缺已成为一个越来越令人担忧的问题,这也影响了一些国家的经济发展。1997年3月,世界气象组织和联合国教科文组织在为摩洛哥举行的世界水论坛准备的文件中惊呼“水可能成为21世纪的稀有之物”。当然,这里说的水是指淡水。地球上淡水非常有限,只占地球总水量的不到3%。而且其中约2/3囤积在山区和极地厚厚的冰雪中,近1/3深埋在地层中。真正能被我们利用的淡水只占地球总水量的026%左右。正是这一小部分淡水资源,在今天面临着人类的严重污染,使其更加捉襟见肘,越来越稀缺。因此,节约用水,保护宝贵的淡水资源已经成为全世界的当务之急。除了上述两种海水淡化方法外,人们还在探索其他效率更高、成本更低的海水淡化技术。

海水淡化的三种方法有:蒸馏法,电渗析法,反渗透法。

1、蒸馏法。

实用的大规模蒸馏设备为多级闪急蒸馏和多效多级闪急蒸馏。所谓闪急蒸馏(以下简称闪蒸)是利用海水本身在降温时放出的显热来供给水蒸发时所需的热量。

闪蒸过程是在一个压力低于与水温相应的蒸汽压的室内实现的。若将闪蒸室一个个连接起来,且一个比一个压力低,则海水每从一个压力较高的闪蒸室流向压力较低的闪蒸室时就蒸发一部分水,而冷凝用的海水逆向上行,回收热量。这样就实现了多级闪蒸。在一个室中产生的蒸汽在下一个室中冷凝,其汽化潜热用作下一室加热的热源,那么每个室就叫做一效。

多效和多级相结合的海水淡化法就是多效多级闪蒸法。它既保留了闪蒸法结构简单的特点,同时也保留了多效法的高效率的优点。用太阳能作热源的蒸馏法适用于小型的供水。

2、电渗析法。

在电动势的作用下,通过离子选择性隔膜使溶质迁移的操作称为电渗析。它可用于制备淡水亦可用来浓缩盐水。阴、阳离子选择性膜有均相、异相、半均相三种。一般用于海水淡化用的离子选择性膜是强酸性的阳离子选择性膜和强碱性阴离子选择性膜。

电渗析是利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子(如离子)的方法称为渗析。 在电场作用下进行渗析时,溶液中的带电的溶质粒子(如离子)通过膜而迁移的现象称为电渗析。

利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法,它是20世纪50年代发展起来的一种新技术,最初用于海水淡化,现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业,尤以制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视,例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。

3、反渗透法。

若用一半透膜将一浓溶液和一稀溶液隔开,则稀溶液的溶剂有向浓溶液渗透的倾向。其倾向的大小以渗透压来度量。渗透压的大小与二溶液的浓度有关。

若在浓溶液一侧施加一大于渗透压的压力,则浓溶液的溶剂能向稀溶液一侧渗透,即为反渗透。反渗透脱盐率与半透膜的性质有关,其淡水的透过速率和膜性质、操作压力等参数有关。用于海水淡化的半透膜材料通常是三醋酸纤维素。

为了得到较大的产水量,单位容积的淡化器中填充的膜面积必须尽量地大。实际使用时采用二种型式:一种是将膜做成中空的纤维;一种是将一长条膜卷成筒状。前者叫中空纤维式,后者叫卷式。

蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化,再把蒸汽冷凝成淡水的方法。蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化,再把蒸汽冷凝成淡水的方法。

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。

淡化海水的适用环境:

蒸馏法海水淡化技术是最早投入工业化应用的淡化技术,特点是即使在污染严重、高生物活性的海水环境中也适用,产水纯度高。与膜法海水淡化技术相比,蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大,是当前海水淡化的主流技术之一。

以上内容参考 百度百科—蒸馏法海水淡化

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