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电渗析法淡化海水,海水淡化的方法

admin admin 发表于2024-02-20 03:37:22 浏览18 评论0

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“电渗析法淡化海水”是什么原理？

水中的离子在直流电场的作用下，可通过半透膜。最初的惰性半透膜电渗析法，主要用于溶胶的提纯，电流效率很低。到了20世纪50年代初，由于选择性离子交换膜向世，才能够用电渗析法淡化海水或苦咸水。
当海水流经电渗器时，在直流电场的作用下，阴离子透过阴膜向阳极方向迁移，途中被阳膜挡住去路，被水流冲洗而出；阳离子透过阳膜向阴极方向迁移，途中被阴膜挡住，也被水流冲出。透过阳膜或阴膜的水为淡水。结果，从大约一半的夹层流出的水为淡水，从另一半流出的则为浓缩的海水。
电渗析脱盐所用的半透膜，除要求电阻低、透过的选择性高、交换容量大和水的电渗小之外，还要求有一定的机械强度、尺寸不变和化学稳定性高等。
在电渗析脱盐过程中，反离子（电荷与膜内交换基团相反的离子）在膜内的迁移速度比在溶液里大，致使淡化夹层的内膜半身，溶液界面上的离子浓度低于主体溶液浓度而形成浓度差。当电流升至某值时，扩散迁移的离子不足以补充界面上离子的缺额，而使界面浓度趋近于零，这时的电流称为极限电流。如再增加电流，就会迫使界面上的水分子解离,由解离出的H和OH来承担超过极限值那部分电流的输送。这种现象称为极化现象。
电渗析脱盐是离子在电场中迁移的结果，用于含盐量高的海水淡化时，单位产量的耗电量大,很不经济,故多用于淡化苦咸水，或结合离子交换技术制造工业纯水，很少单独用于淡化含盐量高的海水。
海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法
电渗析法：水中的离子在直流电场的作用下，可通过半透膜。最初的惰性半透膜电渗析法，主要用于溶胶的提纯，电流效率很低。到了20世纪50年代初，由于选择性离子交换膜向世，才能够用电渗析法淡化海水或苦咸水。脱盐用的选择性离子交换膜有两种：①阳膜，只允许阳离子透过的阳离子交换膜；②阴膜，只允许阴离子透过的阴离子交换膜。使阴膜和阳膜交替排列，中间衬以隔板（其中有水流通道），夹紧之后，在两端加上电极,就成电渗析脱盐装置。
当海水流经电渗器时，在直流电场的作用下，阴离子透过阴膜向阳极方向迁移，途中被阳膜挡住去路，被水流冲洗而出；阳离子透过阳膜向阴极方向迁移，途中被阴膜挡住，也被水流冲出。透过阳膜或阴膜的水为淡水。结果，从大约一半的夹层流出的水为淡水，从另一半流出的则为浓缩的海水。
电渗析脱盐所用的半透膜，除要求电阻低、透过的选择性高、交换容量大和水的电渗小之外，还要求有一定的机械强度、尺寸不变和化学稳定性高等。
在电渗析脱盐过程中，反离子（电荷与膜内交换基团相反的离子）在膜内的迁移速度比在溶液里大，致使淡化夹层的内膜半身，溶液界面上的离子浓度低于主体溶液浓度而形成浓度差。当电流升至某值时，扩散迁移的离子不足以补充界面上离子的缺额，而使界面浓度趋近于零，这时的电流称为极限电流。如再增加电流，就会迫使界面上的水分子解离,由解离出的H和OH来承担超过极限值那部分电流的输送。这种现象称为极化现象。这不仅使电流白白消耗在无助于脱盐的 H和OH的迁移上，而且会引起溶液的pH值发生变化，使钙盐镁盐之类的离子浓度的乘积超过溶度积，而在浓缩海水夹层的阴膜和阳膜的表面沉淀，阻塞水流通道，甚至被迫停机拆洗。防止极化沉淀的根本措施，是设法增加夹层溶液的搅拌作用和布水的均匀性，并把操作电流控制在极限电流之下。此外，定期倒换电极的极性，在浓缩海水夹层中加酸和进行不拆装的化学清洗等，均能延长运转周期。
采用高温电渗析，可明显地提高极限电流，防止极化沉淀和降低耗能量。例如：75C时的极限电流为25C时的2.5倍，而耗电量仅为25C时的50％。
电渗析脱盐是离子在电场中迁移的结果，用于含盐量高的海水淡化时，单位产量的耗电量大,很不经济,故多用于淡化苦咸水，或结合离子交换技术制造工业纯水，很少单独用于淡化含盐量高的海水。
原理：电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。当原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定向迁移。
阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来；阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。结果使这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水。
而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。从而使离子得到了分离和浓缩，水便得到了净化。
扩展资料
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、以及碳酸铵离子交换法，目前应用反渗透膜法及蒸馏法是市场中的主流。
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。
海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水，有时食用盐也会作为副产品被生产出来。海水淡化在中东地区很流行，在某些岛屿和船只上也被使用。
参考资料来源：百度百科-电渗析法
参考资料来源：百度百科-淡化海水

用电渗析法淡化海水原理

电渗析法：水中的离子在直流电场的作用下，可通过半透膜。最初的惰性半透膜电渗析法，主要用于溶胶的提纯，电流效率很低。到了20世纪50年代初，由于选择性离子交换膜向世，才能够用电渗析法淡化海水或苦咸水。脱盐用的选择性离子交换膜有两种：①阳膜，只允许阳离子透过的阳离子交换膜；②阴膜，只允许阴离子透过的阴离子交换膜。使阴膜和阳膜交替排列，中间衬以隔板（其中有水流通道），夹紧之后，在两端加上电极,就成电渗析脱盐装置。
当海水流经电渗器时，在直流电场的作用下，阴离子透过阴膜向阳极方向迁移，途中被阳膜挡住去路，被水流冲洗而出；阳离子透过阳膜向阴极方向迁移，途中被阴膜挡住，也被水流冲出。透过阳膜或阴膜的水为淡水。结果，从大约一半的夹层流出的水为淡水，从另一半流出的则为浓缩的海水。
电渗析脱盐所用的半透膜，除要求电阻低、透过的选择性高、交换容量大和水的电渗小之外，还要求有一定的机械强度、尺寸不变和化学稳定性高等。
在电渗析脱盐过程中，反离子（电荷与膜内交换基团相反的离子）在膜内的迁移速度比在溶液里大，致使淡化夹层的内膜半身，溶液界面上的离子浓度低于主体溶液浓度而形成浓度差。当电流升至某值时，扩散迁移的离子不足以补充界面上离子的缺额，而使界面浓度趋近于零，这时的电流称为极限电流。如再增加电流，就会迫使界面上的水分子解离,由解离出的H和OH来承担超过极限值那部分电流的输送。这种现象称为极化现象。这不仅使电流白白消耗在无助于脱盐的 H和OH的迁移上，而且会引起溶液的pH值发生变化，使钙盐镁盐之类的离子浓度的乘积超过溶度积，而在浓缩海水夹层的阴膜和阳膜的表面沉淀，阻塞水流通道，甚至被迫停机拆洗。防止极化沉淀的根本措施，是设法增加夹层溶液的搅拌作用和布水的均匀性，并把操作电流控制在极限电流之下。此外，定期倒换电极的极性，在浓缩海水夹层中加酸和进行不拆装的化学清洗等，均能延长运转周期。
采用高温电渗析，可明显地提高极限电流，防止极化沉淀和降低耗能量。例如：75C时的极限电流为25C时的2.5倍，而耗电量仅为25C时的50％。
电渗析脱盐是离子在电场中迁移的结果，用于含盐量高的海水淡化时，单位产量的耗电量大,很不经济,故多用于淡化苦咸水，或结合离子交换技术制造工业纯水，很少单独用于淡化含盐量高的海水。
高能耗的技术，现在都是反渗透法。
原理
电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。当原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定向迁移。阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来；阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。
结果使这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水。而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。从而使离子得到了分离和浓缩，水便得到了净化。
扩展资料：
海水淡化的其他方法
1、冷冻法
冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态海水变成固态冰的同时盐被分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢，而所得到的淡水却并不多；而冷冻法同样要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳，难以使用。
2、蒸馏法
海水淡化法工艺之冰—盐水是一固液系统普通的分离方法均可使冰—盐水得到分离，但分离方法不同，得到的冰晶含盐量也不同。实验结果表明减压过滤方法得到的冰晶含盐量比常压过滤方法得到的冰晶含盐量低得多。
3、反渗透法
反渗透法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。
参考资料来源：百度百科-电渗析法

电渗析法淡化海水原理

当海水流经电渗器时，在直流电场的作用下，阴离子透过阴膜向阳极方向迁移，途中被阳膜挡住去路，被水流冲洗而出；阳离子透过阳膜向阴极方向迁移，途中被阴膜挡住，也被水流冲出。透过阳膜或阴膜的水为淡水。结果，从大约一半的夹层流出的水为淡水，从另一半流出的则为浓缩的海水。电渗析法是在外加直流电场作用下，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶液巾阴、阳离子发生离子迁移，分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。

电渗析法淡化海水是淡化室还是浓缩室

是淡化室。电渗析法淡化海水是淡化室，其作用是淡化海水，而浓缩室是相邻的间隔室，用来浓缩海水，电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓缩水得以分离，通电后，一个间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡水和浓缩海水分离。

电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示.已知海水中

关于电渗析法的原理如下：
电渗析法淡化海水的原理是利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使海水中的阴、阳离子发生离子迁移，分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。
具体来说，在外加直流电场作用下，阳离子会向阴极移动，而阴离子会向阳极移动。离子交换膜允许特定离子透过，阻挡其他离子透过，从而实现离子的分离和淡化。
电渗析法淡化海水是一种有效的海水淡化技术，具有操作简单、能耗低、设备体积小、不使用化学药剂等优点。
电渗析法、蒸馏法和膜蒸馏法都是海水淡化的方法，其不同：
电渗析法是一种利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，使海水中的阴、阳离子发生离子迁移，分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。
蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化，再把蒸汽冷凝成淡水的方法。膜蒸馏法则是利用膜组件实现蒸汽的分离和淡化。
具体区别如下：
1、原理：电渗析法主要利用离子交换膜对离子的选择透过性，在电场作用下实现离子的迁移和分离；蒸馏法则是利用海水的沸点不同，通过加热使海水沸腾汽化，再冷凝得到淡水；膜蒸馏法则是利用膜组件的蒸汽通道，通过膜的毛细管作用实现蒸汽的分离和淡化。
2、操作：电渗析法需要外部电源和离子交换膜，操作相对简单；蒸馏法需要加热和冷凝装置，操作相对复杂；膜蒸馏法需要膜组件和加热/冷却装置，操作相对较复杂。
3、适用条件：电渗析法适用于低浓度海水或废水处理，具有能耗低、设备体积小等优点；蒸馏法适用于高浓度海水或废水处理，具有产水纯度高、适用范围广等优点；膜蒸馏法适用于高浓度海水或废水处理，具有分离效果好、装置紧凑等优点。
总体来说，电渗析法、蒸馏法和膜蒸馏法都是有效的海水淡化方法，但在具体应用中需要根据不同的条件和需求选择合适的方法。

海水淡化的方法

海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法。
1、蒸馏法:实用的大规模蒸馏设备为多级闪急丞馏和多效多级闪急蒸馏，所谓闪急蒸馏，以下简称人蒸)是利用海水本身在降温时放出的显热来供给水蒸发时所需的热量。
闪蒸过程是在一个压力低于与水温相应的蒸汽压的室内实现的。若将闪蒸室一个个连接起来，且一个比一个压力低，则海水每从一个压力较高的闪蒸室流向压力较低的闪蒸室时就蒸发一部分水，而冷凝用的海水逆向上行，回收热量。
在一个室中产生的蒸汽在下一个室中冷凝，其汽化潜热用作下一室加热的热源，那么每个室就叫做一效。
2、电渗析法:在电动势的作用下，通过离子选择性隔膜使溶质移的操作称为电渗析，它可用来制备淡水亦可用来浓缩盐水。阴、阳离子选择性膜有均相、异相、半均相三种。
一般用于海水淡化用的离子选择性膜是强酸性的阳离子选择性膜和强碱性阴离子选择性膜。
海水中的主要盐类：
自然界中的水是很好的溶剂，有许多物质可以溶解于水中。海水不仅有咸味，而且还有点苦。这是因为海水中含有大量的盐类，咸味来自氯化钠，苦味来自氯化镁，这两者构成海水盐类的主要部分。
其次有硫酸钙、氯化钙等。而河水中的盐类主要是碳酸盐类。

电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示．请回答后面的问题：（1）海水不能

（1）海水中含有海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子，电解时阴极附近生成氢氧根离子，导致氢氧根离子和钙镁离子反应生成Mg（OH）2、Ca（OH）2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜，从而抑制离子通过，导致电渗析法失败，故答案为：海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子，电解时会产生Mg（OH）2、Ca（OH）2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜；（2）在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，①室离子浓度变小，②室离子浓度不大，离子浓度大的为浓水，所以浓水在B处排出，故答案为：浓水．

海水淡化的方法

海水淡化的方法有蒸馏法、反渗透法、电渗析法、冷冻法、膜蒸馏法。
一、蒸馏法
1、原理
蒸馏法是通过加热海水，使其蒸发为水蒸气，然后冷凝为淡水的方法。
2、分类
根据加热方式的不同，蒸馏法可以分为多效蒸馏和多级闪急蒸馏等。
3、优点
蒸馏法技术成熟，操作简单，可以处理大量海水。
4、缺点
蒸馏法需要消耗大量能源，且设备成本较高。
二、反渗透法
1、原理：反渗透法是利用半透膜将海水分为淡水和浓水两部分，通过压力差使淡水通过半透膜，而盐分被截留的方法。
2、分类：反渗透法可以分为正向渗透和逆向渗透等。
3、优点：反渗透法能耗低，设备简单，操作方便。
4、缺点：反渗透法需要使用半透膜，膜的寿命有限，受到污染。
三、电渗析法
1、原理
电渗析法是利用直流电场作用，使海水中的离子通过离子交换膜进行迁移，从而实现淡化。
2、分类
电渗析法可以分为异相电渗析和正电渗析等。
3、优点
电渗析法能耗低，操作简单，可以处理低盐度海水。
4、缺点
电渗析法需要使用离子交换膜，膜的寿命有限，受到污染。
四、冷冻法
1、原理
冷冻法是通过冷冻海水，使其结冰，然后将冰与水分离的方法。
2、分类
根据冷冻方式的不同，冷冻法可以分为冰片法制淡水和冰晶法制淡水等。
3、优点
冷冻法制备的水水质较高，适用于高品质水需求。
4、缺点
冷冻法能耗较大，设备成本较高。
五、膜蒸馏法
1、原理
膜蒸馏法是利用疏水微孔膜对海水的汽相传质过程进行控制，实现海水的淡化。
2、分类
根据膜材料的不同，膜蒸馏法可以分为聚丙烯中空纤维膜蒸馏法和多孔聚四氟乙烯膜蒸馏法等。
3、优点
膜蒸馏法能耗低，操作简单，设备紧凑。
4、缺点
膜蒸馏法的膜材料需要具有较高的疏水性能和耐腐蚀性，且膜的寿命有限。

电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示．其中具有选择性的阴离子交换膜和阳

（1）海水中含有海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子，电解时阴极附近生成氢氧根离子，导致氢氧根离子和钙镁离子反应生成Mg（OH）2、Ca（OH）2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜，从而抑制离子通过，导致电渗析法失败，故答案为：海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子，电解时会产生Mg（OH）2、Ca（OH）2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜；（2）在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，①室离子浓度变小，②室离子浓度不大，离子浓度大的为浓水，所以浓水在B处排出，淡水在A处排出，故答案为：淡水．

初中化学的常用海水淡化的方法

　　1、电渗析法，它是利用电场的作用，强行将离子向电极处吸引，致使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的；

　　2、蒸馏法，它是将前期预处理过的海水通过海水提升泵注入蒸发器内，而后产生的二次蒸汽进行综合利用的方法；

　　3、离子交换法，它是将海水中所有离子全部吸附在离子交换树脂上，也就是说离子交换树脂将海水中的“离子”几乎全部“截流”的一种方法。