A. 海水淡化的方法
1、蒸馏法:蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程,其原理如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带咸味的。
2、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。
3、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。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。
4、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。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。
5、低温多效: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蒸发器的热源,并冷凝成为淡水。其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。
6、多级闪蒸:所谓闪蒸,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。目前全球海水淡化装置仍以多级闪蒸方法产量最大,技术最成熟,运行安全性高弹性大,主要与火电站联合建设,适合于大型和超大型淡化装置,降低单位电力消耗,提高传热效率等。
7、电渗析法: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。
8、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利用。
9、 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。
10、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。
11、热膜联产:热膜联产主要是采用热法和膜法海水淡化相联合的方式,满足不同用水需求,降低海水淡化成本。其优点是:投资成本低,可共用海水取水口。
B. 海水淡化方法
1、反渗透法:将海水加压,使淡水透过渗透膜而盐分被截留的淡化方法。2、多级闪蒸:将海水加热后,引入到压力较低的空间内,由于环境压力低于受热海水的温度所对应的饱和蒸汽压,海水急速地部分汽化,产生蒸汽,经冷凝而变成淡水。3、冷冻法:冷冻海水使之结冰,在液态淡水变成固态冰的同时将盐分离出去。
反渗透法:将海水加压,使淡水透过渗透膜而盐分被截留的淡化方法。
多级闪蒸:将经过加热的海水,引入到一个压力较低的空间内,由于环境压力低于受热海水的温度所对应的饱和蒸汽压,此时海水急速地部分汽化,产生蒸汽,经冷凝而变成淡水。
冷冻法: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。
压汽蒸馏: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。蒸汽冷凝后得到淡水,如此实现热能的循环利用。其用电或蒸汽驱动,也属于最省能的淡化方法之一。但规模一般不大,多为日产千吨级。
电渗析法:电渗析以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性而脱出水中离子的淡化过程。
C. 海水淡化的方法
海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法。
1、蒸馏法:实用的大规模蒸馏设备为多级闪急丞馏和多效多级闪急蒸馏,所谓闪急蒸馏,以下简称人蒸)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。
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。
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移的操作称为电渗析,它可用来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。
海水中的主要盐类:
自然界中的水是很好的溶剂,有许多物质可以溶解于水中。海水不仅有咸味,而且还有点苦。这是因为海水中含有大量的盐类,咸味来自氯化钠,苦味来自氯化镁,这两者构成海水盐类的主要部分。
其次有硫酸钙、氯化钙等。而河水中的盐类主要是碳酸盐类。