1、毕业设计开题报告 化学工程与工艺 海水淡化中的传质传热分析 一、 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 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。 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。 地球表面 2/3 的面积被水覆盖，但水 储量 的 97为海水和苦咸水，这些
2、水是很丰富的。但是，要利用海水必须经过淡化。目前，全世界有一百二十多个国家和地区采用海水或 苦咸水淡化 技术取得淡水。据统计，海水淡化系统与生产量以每年 10以 上的速度在增加。亚洲国家如 日本 、新加坡、 韩国 、印尼与 中国 等也都积极发展或应用海水淡化做为替代水源，以增加自主水源的数量。 海水淡化的技术主要有蒸馏、冻结、 反渗透 、离子迁移、化学法等办法。海水淡化虽然耗电耗能，成本很高，但是意义重大。有人估计，海水淡化可能是 21 世纪诞生出的一种新型的生产淡水的未来水产业。就目前经济技术水平而言，海水淡化的成本还是比较高的。 第一个海水淡化工厂于 1954 年建于美国，现在仍在得克萨斯
3、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。 表面看海水淡化很简单，只要将咸水中的盐与淡水分开即可。最简单的方法，一个是 蒸馏法 ，将水蒸发而盐留下，再将 水蒸气 冷凝为液态淡水。这个过程与海水逐渐变咸的过程是类似的，只不过人类要攫取的是淡水。另一个海水淡化的方法是冷冻法，冷冻海水，使之结冰，在液态淡水变成固态的冰的同时，盐被分离了出去。两种方法都有难以克服的弊病。蒸馏法会消耗大量的能源，并在仪器里产生大量的锅垢，相反得到的淡水却并不多。这是一种很不划算的方式。冷冻法同样要消耗许多 能源，得到的
4、淡水却味道不佳，难以使用。 1953 年，一种新的海水淡化方式问世了，这就是反渗透法。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。因此，从 1
5、974 年以来，世界上的发达 国家不约而同地将海水淡化的研究方向转向了反渗透法。 在新兴的反渗透法研究方兴未艾的时候，古老的蒸馏法也改弦易辙，重新焕发了青春。常识告诉我们，水在常温常压下要加热到 100 才沸腾，产生大量的水蒸气。传统的蒸馏法只考虑了通过升高温度获得水蒸气的方式，耗能甚巨。而新的方法是将气压降下来，把经过适当加温的海水，送入人造的 真空蒸馏 室中，海水中的淡水会在瞬间急速蒸发，全部变成水蒸气 。许多这样的真空蒸馏室连接起来，就组成了大型的海水淡化工厂。如果海水淡化工厂与热电厂建在一起，利用热电厂的余热给海水加温，成本就更低了。 现在世界上的大型海水淡化工厂，大多采用新的蒸馏法。
6、在 西亚 盛产石油的国度，往往土地 “ 富得流油 ” ，却打不出一口淡水井。水比油贵的现实，使海水淡化工厂如雨后春笋般出现在西亚的海岸线上。 1983 年，西亚第一大国 沙特阿拉伯 在吉达港修建了日产淡水 30 万吨的海水淡化厂；在另一个西亚国家 科威特 ，现在每天可以生产淡水 100万吨。 波斯湾 沿岸地区，有的国家的 淡化海水 已经占到了本国淡水使用量的 80% 90%。 所以热法有相当大的意义让我们去研究，具有一定研究意义。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 1、分析海水的各项基本指标确定海水的一般性质。 2、海水淡化过程中传质传热的原理。 3、海水淡化过程中换热器的设计。 4、对
7、海水淡化过程中出现的问题进行有效的分析并提出合理的解决方法。 5、论述海水淡化对实际生产生活的意义。 三、研究步骤、方 法及措施： 1.通过查找资料，分析资料确定选题范围及论文题目。 2.通过指导老师指导，结合调研和资料整理分析、撰写开题报告、外文翻译和文献综述。 3.根据开题报告写作思路草拟论文提纲。 4.对海水淡化进行实验测定。 5根据实验结果分析海水淡化过程出现的问题 6.根据分析指标进行论文定初稿。 6.根据论文初稿，收集的资料，修改成稿。 四、参考文献 1Malic M A s， Tiwari G N， Kumer A， et a1 Solar DistillationJ Oxfor
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