水合冷冻法海水淡化研究

目前 ，国际上 已经把粮食、能源和水列为涉及国家安全的战略资源 。我国人均水资源量仅为世界人均的 1／4，被列为世界上 13个贫水 国之一，而且南北分布极不均匀，淡水资源 的缺乏已经成为制约中国经济发展和社会进步的瓶颈【l】。因此，能否成功找到一条水资源补充和可持续利用的有效途径 ，意义重大。目前投入应用 的海水淡化技术主要是低温多效蒸馏法 、多级闪蒸和薄膜反渗透法，但是，这些方法都有各 自的缺点_21，因此 需要 开发新 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较易生成水合物 的小分子物质与海水中的水生成水合物晶体，固液分离后 ，分解水合物即可得到淡水 。水合物法海水淡化技术的最大优 点是能耗低、设备简单 、紧凑 ；工质在水或盐水中溶解度低；无毒，价廉易得 ，无爆炸危险。根据计算，生产 1m 淡水仅需 2．64KWh的电能f3】。另外，根据 McCormackt41的研究报告，使用 HCFC．141b作为海水淡化的工质，生产 1m3淡水的成本在 0．5美元左右，得到的淡水中固体可溶物质的含量在 100mg·L 以下，显示了良好的应用前景。20世纪 40年代，Parker提 出利用水合物技术从海水中提 取淡水 l5]，Knox等t6q961发明了基 于丙烷水合物生成的海水淡化装置，但是这一技术一直没有得到重视 。进入 21世纪后，这种方法才重新进入人们 的视野 ，Javanmardia等同对 已提 出的水合物海水淡化方案进行 了能量消耗和经济性分析 ，得出水合物法海水淡化 的能耗和其他 的淡化方法相当，只要找到合适的水合物促进剂 ，水合物法更具有竞争优势。Bradshaw等『8]使用 HCFC一141b和 C2H4进行了海水淡化的初步研究，用 XRD和拉曼测试 了盐水中生成的水合物成分，说明水合物具有很好的析盐能力，显示了水合物法海水淡化的良好应用前景，但是他们的实验没有涉及分离过程。Max等[9-1明申请了利用水合物 的生成从海水中提取淡水的多项专利 。

从上述研究进展可 以看 出，针对水合物法海水淡化 的研究非常有 限，阻碍 了该技术的发展 。本文 以HCFC一14lb(1，1一二氯 ．1一氟乙烷 )水合物为研究对象，研究水合物生成分解过程 中的盐度变化 ，设计和开发海水淡化试验装置，筛选适合的水合物工质 ，为水合物法海水淡化的应用和研究奠定基础。