水合冷凍法海水淡化研究

目前 ，國際上 已經把糧食、能源和水列為涉及國家安全的戰略資源 。我國人均水資源量僅為世界人均的 1／4，被列為世界上 13個貧水 國之一，而且南北分布極不均勻，淡水資源 的缺乏已經成為制約中國經濟發展和社會進步的瓶頸【l】。因此，能否成功找到一條水資源補充和可持續利用的有效途徑 ，意義重大。目前投入應用 的海水淡化技術主要是低溫多效蒸餾法 、多級閃蒸和薄膜反滲透法，但是，這些方法都有各 自的缺點_21，因此 需要 開發新 的海水淡化方法，降低海水淡化成本。

水合物法海水淡化利用較易生成水合物 的小分子物質與海水中的水生成水合物晶體，固液分離后 ，分解水合物即可得到淡水 。水合物法海水淡化技術的最大優 點是能耗低、設備簡單 、緊湊 ；工質在水或鹽水中溶解度低；無毒，價廉易得 ，無爆炸危險。根據計算，生產 1m 淡水僅需 2．64KWh的電能f3】。另外，根據 McCormackt41的研究報告，使用 HCFC．141b作為海水淡化的工質，生產 1m3淡水的成本在 0．5美元左右，得到的淡水中固體可溶物質的含量在 100mg·L 以下，顯示了良好的應用前景。20世紀 40年代，Parker提 出利用水合物技術從海水中提 取淡水 l5]，Knox等t6q961發明了基 于丙烷水合物生成的海水淡化裝置，但是這一技術一直沒有得到重視 。進入 21世紀后，這種方法才重新進入人們 的視野 ，Javanmardia等同對 已提 出的水合物海水淡化方案進行 了能量消耗和經濟性分析 ，得出水合物法海水淡化 的能耗和其他 的淡化方法相當，只要找到合適的水合物促進劑 ，水合物法更具有競爭優勢。Bradshaw等『8]使用 HCFC一141b和 C2H4進行了海水淡化的初步研究，用 XRD和拉曼測試 了鹽水中生成的水合物成分，說明水合物具有很好的析鹽能力，顯示了水合物法海水淡化的良好應用前景，但是他們的實驗沒有涉及分離過程。Max等[9-1明申請了利用水合物 的生成從海水中提取淡水的多項專利 。

從上述研究進展可 以看 出，針對水合物法海水淡化 的研究非常有 限，阻礙 了該技術的發展 。本文 以HCFC一14lb(1，1一二氯 ．1一氟乙烷 )水合物為研究對象，研究水合物生成分解過程 中的鹽度變化 ，設計和開發海水淡化試驗裝置，篩選適合的水合物工質 ，為水合物法海水淡化的應用和研究奠定基礎。