光辐射表面挥发海水及苦咸水淡化法实验研究

论文摘要

水资源紧缺、水土流失严重和水环境恶化已成为制约人类社会发展的主要因素,作为基础性自然资源的水,早已成了公共性的社会资源和战略性经济资源,而且具有全球性。作为21世纪一项新兴高新技术产业,海水及苦咸水的淡化是一个保护资源、创造资源的有效方法。无论是缓解缺水问题,还是发展高新技术,都会有很好的经济效益和社会效益本论文主要关注海水及苦咸水淡化的原理及技术问题,提出一种新的海水及苦咸水淡化方法思路,以图解决现行淡化技术应用中的突出问题,即高能耗、运行容器设备腐蚀,以及膜法分离中的膜造价高且使用期有限等。这些问题的存在限制了海水及苦咸水淡化在我国的应用和推广。本文依据光辐射表面挥发海水淡化思路,通过实验研究,考察了光辐射表面挥发的基本性质,光源及辐射波长,物质结构等因素;研究了模拟实验装置淡化效率,研究结果表明,促使液面水分子挥发的光辐射能量应处于红外段并具有特定的波长,阻碍水分子表面挥发的主要能量是分子间的氢键能,水吸收红外的能量主要用于对氢键的破坏。因此,用红外辐射作为激发光源是切实可行的。通过对比不同的光源以及热源对与海水挥发的影响,在相同条件下,光照对于促进海水挥发效果非常显著;在淡化过程中,挥发速率不受盐水浓度的影响。光辐射表面挥发淡化技术具有现行海水淡化技术无可比拟的优点,同时为利用太阳能海水淡化方法提供了新的思路,因此可以将其作为一种新的海水淡化新思路加以深入研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 海水淡化的背景以及意义
• 1.2 国内外海水及苦咸水淡化技术的研究与现状
• 1.2.1 国外海水及苦咸水淡化技术的现状
• 1.2.2 国内海水淡化的现状
• 1.3 海水及苦咸水淡化技术中存在的问题
• 1.3.1 国外海水及苦咸水淡化技术中存在的问题
• 1.3.2 我国海水及苦咸水淡化技术中存在的问题
• 1.4 海水及苦咸水淡化方法概述
• 1.4.1 海水及苦咸水淡化方法的定义及分类
• 1.4.2 海水及苦咸水分离淡化技术的发展历史
• 1.5 海水及苦咸水淡化技术的现状
• 1.5.1 国外海水及苦咸水淡化技术的现状
• 1.5.2 国内海水及苦咸水淡化技术的现状
• 1.5.3 海水及苦咸水分离淡化技术的发展趋势
• 1.6 海水及苦咸水分离淡化技术简介
• 1.6.1 蒸馏法
• 1.6.2 结晶法
• 1.6.3 反渗透法
• 1.6.4 电渗析
• 1.6.5 离子交换法
• 1.6.6 溶剂萃取法
• 1.6.7 太阳能海水淡化技术
• 1.6.8 核能海水淡化技术
• 1.6.9 海浪能海水淡化技术
• 1.6.10 风能海水淡化技术
• 1.6.11 磁场海水淡化技术
• 1.6.12 复合海水淡化技术
• 1.6.13 光辐射表面挥发海水及苦咸水淡化技术
• 第二章 本文研究的理论依据和主要内容
• 2.1 本文研究的理论依据
• 2.2 本论文研究的主要内容
• 2.2.1 光辐射表面挥发的性质实验
• 2.2.2 实验装置设计、制作与性能测试
• 2.2.3 探索光辐射表面挥发海水及苦咸水淡化的工艺条件
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验材料和仪器
• 3.1.1 原料
• 3.1.2 仪器
• 3.1.3 试剂
• 3.2 光辐射表面挥发性质实验方法
• 3.2.1 浓度为35‰的盐水在不同波长光照条件下挥发量的测定
• 3.2.2 蒸馏水在不同波长光照条件下挥发量的测定
• 3.2.3 不同分子结构物质在非光照条件下挥发量的测定
• 3.2.4 不同分子结构物质在光照条件下的挥发量的测定
• 3.2.5 不同pH 值盐水在光照条件下挥发量的测定
• 3.2.6 盐水在不同光源下的挥发量的测定
• 3.2.7 不同浓度盐水在紫光辐射下挥发量的测定
• 3.2.8 加入色素盐水在光照条件下挥发量的测定
• 3.2.9 不同浓度的盐水红外吸收光谱分析
• 3.2.10 盐水在不同波段的红外光源照射下挥发量以及挥发速率的测定
• 3.3 光辐射表面挥发装置实验方法
• 3.3.1 装置材料的选择和设计
• 3.3.2 1 号模拟实验装置
• 3.3.3 2 号模拟实验装置
• 3.3.4 3 号模拟试验装置
• 3.3.5 4 号模拟试验装置
• 第四章 结果与讨论
• 4.1 光辐射表面挥发性质实验结果
• 4.1.1 盐水在不同波长下的挥发
• 4.1.2 蒸馏水在不同波长条件下的挥发
• 4.1.3 光源对盐水挥发的影响
• 4.1.4 不同分子结构物质在非光照情况下的挥发
• 4.1.5 pH 值对盐水挥发的影响
• 4.1.6 液体颜色对盐水挥发的影响
• 4.2 红外光源下于盐水挥发性能实验
• 4.2.1 不同浓度盐水对红外吸收的影响
• 4.2.2 特定红外辐射波长的选择
• 4.2.3 近红外光源对盐水挥发的影响
• 4.2.4 中近红外光源对盐水挥发的影响
• 4.2.5 中红外光源对盐水挥发的影响
• 4.2.6 远红外光源对盐水挥发的影响
• 4.3 光辐射表面挥发模拟装置的性能实验
• 4.3.1 使用1 号模拟实验装置下不同光照辐射对于盐水挥发性的影响
• 4.3.2 使用2 号实验装置下不同光照辐射对于盐水挥发性的影响
• 4.3.3 使用3 号实验装置下不同光照辐射对于盐水挥发性的影响
• 4.3.4 使用4 号实验装置下光照对于盐水挥发性的影响
• 4.3.5 挥发面积对盐水挥发性能的影响
• 4.4 效率计算
• 结论及建议
• 参考文献
• 攻读学位期间所取得的研究成果
• 致谢