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海水淡化

主要学习内容：

1.原理：盐与水的相变点不同。

2.研究的重要性：世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。有人

预言，19世纪争煤，20世纪争油，而21世纪争的将是淡水。从20世纪50年代

以后，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展，被喻为是“21世

纪朝阳产业”，现在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

的研究工作。

3.主要方法：现存的比较成熟的技术主要有：多效蒸馏法、多级闪蒸法、反

渗透膜法、压气蒸馏法、热膜联产法、海水冻结法、电渗析法及与热管技术相结

合的热管式蒸发法等。

学习心得：

通过以上内容的学习，我认为海水淡化的研究势在必得。但是通过分析可以

看出，传统的海水淡化方法都无法回避一个问题，即对海水进行脱盐处理必须消

耗大量的能源。这不仅会增加成本，还会加剧全球日益严重的能源危机。例如，

蒸馏法每生产1升淡水需要消耗0.08千瓦时的电量，反渗透法每生产1升淡水

至少消耗0.0035千瓦时的电量。这就与我们的最初目的相悖而行了。为了解决

这个问题，我们可以设想一些新的方法：

1.电极法：该法不需要渗透膜，而是通过正负两个电极将水中的盐离子吸附

到两极，从而得到淡水。被吸附到电极上的盐离子最终会裹满两极，但这些盐离

子很容易清洗下来。只需要改变电流方向，盐离子就会反向运动，脱离电极。几

乎不需要压力，所以能耗很低。

2.旋转法：美国研究人员已经开发出了一种新型分离器，它里面有一个很长

的弧形通道。当水中的颗粒物在流水的动力作用下经过这个通道时，会聚集到通

道的内壁附近，这样就可以很容易地把淡水分离出来。其优点是能耗非常低，设

备小巧紧凑，占地面积小，不像反渗透法那样需要占用大量土地进行预处理。

3.正渗透法：渗透膜的两边分别是海水和更高浓度的盐水。这种高浓度的盐

水是通过把氨气和二氧化碳溶到水中制得的碳酸铵溶液，它可以把海水中的淡水

吸过来。稀释后的溶液经加热，氨气和二氧化碳挥发出来，留下淡水。其优点是

耗能非常低，从理论上讲，吸收液可以被无限循环利用。

4.渗透能法：渗透作用可能成为一种新型发电方式的理论基础。当一块半透

膜把两种不同浓度的盐水隔开时，在渗透作用下水会自发地从低浓度一侧流向高

浓度一侧。两种不同浓度溶液之间的渗透压差可以用来驱动涡轮发电。其优点是

既可以发电，又能稀释脱盐厂产生的有毒废液。

5.微生物驱动法：有些特殊的微生物以污水中的盐和其他物质为食，它们在

清理污染物的同时，通过代谢体内会产生额外的电子，从而产生电能。其优点是

在吞噬污染物的同时，产生电能用来脱盐。

热管技术

主要学习内容：

热能工程专业研究的问题实质就是能量输运和能量转化问题，而热管是一个

优良的能量输运元件。主要针对热管的原理，历史发展，分类，研究现状方面进

行了学习。

学习心得：

热管技术当前广泛应用于各个领域，受到各界人士的关注。与常规换热技术

相比，我认为其优势在于：

1.热管换热设备较常规设备更安全、可靠，可长期连续运行

这一特点对连续性生产的工程，如化工、冶金、动力等部门具有特别重要的

意义。常规换热设备一般都是间壁换热，冷热流体分别在器壁的两侧流过，如果

管壁或器壁有泄漏，则将造成停产损失。由热管组成的换热设备，则是二次间壁

换热，即热流要通过热管的蒸发段管壁和冷凝段管壁才能传到冷流体，而热管一

般不可能在蒸发段和冷凝段同时破坏，所以大大增强了设备运行的可靠性。

2.热管管壁的温度可调性

热管管壁的温度可以调节，在低温余热回收或热交换中是相当重要的，因为

可以通过适当的热流变换把热管管壁温度调整在低温流体的露点以上，从而可防

止露点腐蚀，保证设备的长期运行。

3.冷、热段结构和位置布置灵活

由热管组成的换热设备的受热部分和放热部分结构设计和位置布置非常灵

活，可适应于各种复杂的场合。

4.热管换热设备效率高，节能效果显著。

生物燃料乙醇

主要学习内容：

生物燃料乙醇是利用高糖植物、淀粉类植物或纤维物质，通过发酵工艺、生

物技术和化工手段获得的。目前用于生产生物燃料乙醇的材料包括谷物、甜高粱、

木薯、甘薯、甜菜、甘蔗、秸秆