第三单元海水淡化精选文档.ppt

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1、第三单元海水淡化本讲稿第一页，共三十二页 从太空观察我们美丽的家园地球，看到有七片陆地从太空观察我们美丽的家园地球，看到有七片陆地“漂浮漂浮”在一大片蓝色的海洋之中，她是一个蓝色的星球，养在一大片蓝色的海洋之中，她是一个蓝色的星球，养育着育着6060多亿的人口，地球面积约有多亿的人口，地球面积约有5.15.1亿平方公里，其中海洋面亿平方公里，其中海洋面积为积为3.63.6亿平方公里，占亿平方公里，占71%71%，大陆面积为，大陆面积为1.51.5亿平方公里，占亿平方公里，占29%29%。所以宇航员到了地球上空后，第一个感觉是：我们的星球名称应所以宇航员到了地球上空后，第一个感觉是：我们的星球名

2、称应该是该是“水球水球”。本讲稿第二页，共三十二页海洋是美丽的，也是富饶的！海洋存储着海洋是美丽的，也是富饶的！海洋存储着137137亿亿立方米亿亿立方米的水量，占地球总水量的的水量，占地球总水量的97.3%97.3%，可是海水含盐量高，可是海水含盐量高，2020度时的密度达到度时的密度达到1.0243g/cm1.0243g/cm-3 3，不适合人类饮用，也不适，不适合人类饮用，也不适合作为工农业生产用水。合作为工农业生产用水。本讲稿第三页，共三十二页分布在陆地上的水有分布在陆地上的水有8.4亿亿立方米，占地球总水量的亿亿立方米，占地球总水量的2.7%。淡水。淡水只占只占2.59%，在陆地上，

3、也有，在陆地上，也有0.11%的高矿物化的咸水的高矿物化的咸水盐湖盐湖地下盐井地下盐井本讲稿第四页，共三十二页在总水量中占在总水量中占2.59%2.59%的淡水资源中，南北两极，世界屋脊的淡水资源中，南北两极，世界屋脊，那里完全是冰那里完全是冰雪世界，冰山、冰川占去了地球上的淡水的雪世界，冰山、冰川占去了地球上的淡水的77.2%77.2%，约占，约占7 7亿亿立亿亿立方米，以永世不化的姿态存在着，开发利用是十分艰巨的。方米，以永世不化的姿态存在着，开发利用是十分艰巨的。世界屋脊世界屋脊珠穆朗玛峰珠穆朗玛峰北极冰川北极冰川本讲稿第五页，共三十二页地下水和土壤中水占地下水和土壤中水占22.4%，湖

4、泊、沼泽水占，湖泊、沼泽水占0.35%，河水占，河水占0.01%,大气中水占大气中水占0.04%。便于取用的淡水只有河水、淡水湖。便于取用的淡水只有河水、淡水湖水和浅层地下水，仅为地球总水量水和浅层地下水，仅为地球总水量0.2%左右。左右。南极冰川南极冰川本讲稿第六页，共三十二页在地下淡水中，由于它们非常分散，而且绝大部分埋藏很深，目前人类较易利用的淡水资源仅占全球淡水资源的0.3%！仅占全球总储水量的0.007%（十万分之七）！本讲稿第七页，共三十二页我国是一个水资源短缺、水旱灾害频繁的国家，如果按水资源我国是一个水资源短缺、水旱灾害频繁的国家，如果按水资源总量考虑，水资源总量居世界第六位，

5、但是我国人口众多，若按人总量考虑，水资源总量居世界第六位，但是我国人口众多，若按人均水资源量计算，人均占有量只有均水资源量计算，人均占有量只有2500立方米，约为世界人均水量立方米，约为世界人均水量的的14，在世界排第，在世界排第110位，已经被联合国列为位，已经被联合国列为13个贫水国家之一。个贫水国家之一。本讲稿第八页，共三十二页 从从2020世纪世纪5050年代以来，随着工农业的发展和城市人口的增年代以来，随着工农业的发展和城市人口的增长，淡水供应逐渐紧张，造成有些城市或地区严重缺水长，淡水供应逐渐紧张，造成有些城市或地区严重缺水,引起引起水荒。据世界卫生组织的调查，早在水荒。据世界卫生

6、组织的调查，早在7070年代中期，世界上就已年代中期，世界上就已有有7070的人得不到安全、卫生的水了。如此算来，很快就会有的人得不到安全、卫生的水了。如此算来，很快就会有9090以上的人饮用不到安全、卫生的水。到那时，说以上的人饮用不到安全、卫生的水。到那时，说“水贵如水贵如油油”毫不过分。毫不过分。本讲稿第九页，共三十二页我们遇到的是一个非常矛盾的现象：一方面，地球上的水并不少，但绝大多数是又苦又咸的海水；另一方面，人类生存所必需的淡水由于本身就不多，再加上开发利用不当，污染日益严重，却越来越少。怎么办？怎么办？本讲稿第十页，共三十二页本讲稿第十一页，共三十二页海水的淡化海水的淡化 1、使

7、海水淡化的途径、使海水淡化的途径 通过海水中提取淡水或从海水中把盐分离通过海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去（脱盐），都可以达到淡化海水的目的。出去（脱盐），都可以达到淡化海水的目的。2、海水淡化的方法及其特点、海水淡化的方法及其特点 海水淡化的方法主要有蒸馏法、膜法（电渗海水淡化的方法主要有蒸馏法、膜法（电渗析法、反渗透法）、冷冻法、离子交换法等。析法、反渗透法）、冷冻法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善。技术和工艺也比较完善。本讲稿第十二页，共三十二页海水淡化方法1 1、原理：利用液体沸点不同加热液体，使不同、原理：利用液体沸点不同加热液体，

8、使不同 组分在不同温度沸腾汽化，再将蒸汽组分在不同温度沸腾汽化，再将蒸汽 冷凝收集在容器中。冷凝收集在容器中。2 2、减压蒸馏的原理：利用压强降低，液体的沸、减压蒸馏的原理：利用压强降低，液体的沸 点也降低点也降低3 3、蒸馏法优点：设备相对简单、技术比较成熟、蒸馏法优点：设备相对简单、技术比较成熟 淡水质量好淡水质量好 缺点：能耗大缺点：能耗大一、一、蒸馏法蒸馏法本讲稿第十三页，共三十二页资资料料 早在早在1515世纪，航海部门就曾以简易的蒸馏世纪，航海部门就曾以简易的蒸馏装置来解决海船在长期航行中的淡水供应问题。装置来解决海船在长期航行中的淡水供应问题。第二次世界大战期间，出于战争的需要，

9、用蒸第二次世界大战期间，出于战争的需要，用蒸馏法淡化海水的技术有较大的发展，已用于供馏法淡化海水的技术有较大的发展，已用于供应战舰和岛屿的淡水。应战舰和岛屿的淡水。据据19801980年统计，全世年统计，全世界淡化装置的每天总造水量为界淡化装置的每天总造水量为 727.5 727.5万立方米，万立方米，其中其中75.975.9 是蒸馏法生产的，其余大部分用是蒸馏法生产的，其余大部分用膜法膜法 （电渗析法和反渗透法）。（电渗析法和反渗透法）。本讲稿第十四页，共三十二页海水蒸馏原理示意图：本讲稿第十五页，共三十二页太阳能蒸发海水示意图：太阳能蒸发海水示意图：本讲稿第十六页，共三十二页本讲稿第十七页

10、，共三十二页多级闪急蒸馏法：多级闪急蒸馏法：采用多级闪急采用多级闪急蒸馏技术，将一定温度的海水引到蒸馏技术，将一定温度的海水引到一个压力较低的设备中，海水急速一个压力较低的设备中，海水急速蒸发，蒸气急速离开海水，而盐留蒸发，蒸气急速离开海水，而盐留在海水中。在海水中。海水海水海水海水海水海水海水海水蒸发室蒸发室1蒸发室蒸发室2蒸发室蒸发室3蒸发室蒸发室4蒸汽室蒸汽室液化室液化室本讲稿第十八页，共三十二页1 1、原理：在外加直流电场的作用下，处于中间位置海水槽里的、原理：在外加直流电场的作用下，处于中间位置海水槽里的阴离子、阳离子分别透过阴离子交换膜、阳离子交换膜迁移到阴离子、阳离子分别透过阴离

11、子交换膜、阳离子交换膜迁移到阳极区、阴极区，中间水槽里的水含盐量就降低了。阳极区、阴极区，中间水槽里的水含盐量就降低了。海水淡化方法二、电渗析二、电渗析法法本讲稿第十九页，共三十二页2、特点：消耗的电能大，但其成本只有蒸馏法的、特点：消耗的电能大，但其成本只有蒸馏法的1/4。3、离子交换膜：用离子交换树脂制成的薄膜，也、离子交换膜：用离子交换树脂制成的薄膜，也称电渗析膜。有阴、阳离子交换膜之分，阴离子称电渗析膜。有阴、阳离子交换膜之分，阴离子只能通过阴离子交换膜，阳离子只能通过阳离子只能通过阴离子交换膜，阳离子只能通过阳离子交换膜。交换膜。二、电渗析二、电渗析法法本讲稿第二十页，共三十二页本讲

12、稿第二十一页，共三十二页电电渗渗析析器器本讲稿第二十二页，共三十二页海水淡化方法三、三、反渗透法反渗透法1 1、渗透压：浓度较小的溶液中的水分会通过半透膜渗透、渗透压：浓度较小的溶液中的水分会通过半透膜渗透到浓度较大的溶液中，使原来浓度较大的一侧溶液液面升到浓度较大的溶液中，使原来浓度较大的一侧溶液液面升高，当液面升高产生的压力达到一定数值时能阻止水的继高，当液面升高产生的压力达到一定数值时能阻止水的继续渗透，这个压力称为渗透压。续渗透，这个压力称为渗透压。反渗透法反渗透法本讲稿第二十三页，共三十二页海水淡化方法三、三、反渗透法反渗透法2 2、反渗透法的原理：如果在含盐浓度较大的溶液一侧施加、

13、反渗透法的原理：如果在含盐浓度较大的溶液一侧施加一定的压力，可以迫使水从浓溶液一侧向稀溶液一侧渗透，一定的压力，可以迫使水从浓溶液一侧向稀溶液一侧渗透，使浓溶液浓度增大，得到淡水。使浓溶液浓度增大，得到淡水。3 3、特点、特点:节能节能,可以大量、快速地生产淡水。可以大量、快速地生产淡水。本讲稿第二十四页，共三十二页海水淡化方法四、四、冷冻法冷冻法1 1、原理：把冷海水喷入真空室，部分海水蒸发吸热、原理：把冷海水喷入真空室，部分海水蒸发吸热 使其余海水冷却形成冰晶。固体冰晶中的使其余海水冷却形成冰晶。固体冰晶中的 杂质要比原溶液中少得多。将得到的冰晶杂质要比原溶液中少得多。将得到的冰晶 用适量

14、的淡水淋洗、熔化，就得到淡水。用适量的淡水淋洗、熔化，就得到淡水。2 2、特点：由于水的比热、汽化热大，这种海水淡化、特点：由于水的比热、汽化热大，这种海水淡化 技术要消耗大量的能量。技术要消耗大量的能量。本讲稿第二十五页，共三十二页本讲稿第二十六页，共三十二页海水淡化的根本问题？海水淡化的根本问题？寻找能耗低、效率高、对设备投入寻找能耗低、效率高、对设备投入要求不高的技术手段！要求不高的技术手段！本讲稿第二十七页，共三十二页以色列以色列以色列以色列2 23 3的国土是戈壁和荒漠。大部分土地贫瘠，最的国土是戈壁和荒漠。大部分土地贫瘠，最的国土是戈壁和荒漠。大部分土地贫瘠，最的国土是戈壁和荒漠。

15、大部分土地贫瘠，最重要的是水资源奇缺重要的是水资源奇缺重要的是水资源奇缺重要的是水资源奇缺.以色列年降水量北部地区较多，也不过以色列年降水量北部地区较多，也不过以色列年降水量北部地区较多，也不过以色列年降水量北部地区较多，也不过7070毫米，南部只有毫米，南部只有毫米，南部只有毫米，南部只有2020毫米，最南部的沙漠地带干脆常年无雨，毫米，最南部的沙漠地带干脆常年无雨，毫米，最南部的沙漠地带干脆常年无雨，毫米，最南部的沙漠地带干脆常年无雨，而蒸发量却大得惊人。而蒸发量却大得惊人。而蒸发量却大得惊人。而蒸发量却大得惊人。本讲稿第二十八页，共三十二页1目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是目

16、前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是A硬水的软化硬水的软化B电解饱和食盐水制造电解饱和食盐水制造NaOHC电渗析淡化海水电渗析淡化海水D海水中提取金属海水中提取金属Mg2.水是非常重要的资源，下列关于水的说法错误的是水是非常重要的资源，下列关于水的说法错误的是A、蒸馏法是海水淡化的方法之一、蒸馏法是海水淡化的方法之一B、淡水的密度小于海水的密度、淡水的密度小于海水的密度C、融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少、融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少D、反渗透法中，如果在含盐浓度较大的溶液一侧施加一定、反渗透法中，如果在含盐浓度较大的溶液一侧施加一定的压力，可以使浓溶液浓度减少。的压力，可以

17、使浓溶液浓度减少。实战高考实战高考DD本讲稿第二十九页，共三十二页4、填空、填空a.减压蒸馏法的优点：减压蒸馏法的优点：_,缺点：缺点：_b.电渗析法特点：消耗的电渗析法特点：消耗的_大，但其成本只有蒸馏法的大，但其成本只有蒸馏法的_。c.反渗透法的特反渗透法的特点：可以大量、快速地生产淡水，寻找点：可以大量、快速地生产淡水，寻找_，是目前努力的方向。，是目前努力的方向。d.冷冻法特点：由于水的比热、汽化热大，这种海水淡化技术要消耗冷冻法特点：由于水的比热、汽化热大，这种海水淡化技术要消耗_3.利用电渗析法淡化海水时，得到淡水的部分利用电渗析法淡化海水时，得到淡水的部分阴极区阴极区B阳极区阳极

18、区C中间区中间区D水区均得到水区均得到C设备相对简单，技术成熟设备相对简单，技术成熟 能耗大能耗大电能电能 1/4 更理想的渗透膜更理想的渗透膜 大量的能源大量的能源本讲稿第三十页，共三十二页浓缩室膜膜a淡化海水膜b浓缩室淡化室阳极水浓缩海水阴极水海水膜a膜b5（江江苏苏省省0909高三化学高三化学测试测试卷卷1111月月）（10分）浩瀚的海洋是一个巨大的物质宝库。目前世界各国都在研究如何充分利用海洋资源。如右图所示，在电场中利用膜技术（阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）淡化海水，该方法称为电渗析法。图中膜a应选用 膜。阳离子交换阳离子交换本讲稿第三十一页，共三十二页

19、6、(2009届高三年届高三年级级第二次月第二次月测测)（10分）海洋约占地球表面积的71，是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库，海水水资源的利用和海水化学资源的利用具有非常广阔的前景。回答下列问题：海水淡化处理多用蒸馏法。蒸馏法的特点是设备结构、操作简单，淡水质量好，但也具有明显的缺陷。你认为蒸馏法进行海水淡化的主要缺陷是 ；我省某沿海地区拟采用蒸馏法兴建一座大型海水淡化工厂，为克服蒸馏法海水淡化的缺陷，请你为该地区提出一条合理化建议 ；海水淡化后得到的淡水应进行技术处理后才能得到完全满足生产、生活要求的水，使用离子交换树脂与水中的离子进行交换是常用的水处理技术。聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂，写出聚丙烯酸钠单体的结构简式 ；需要耗费大量能源，成本高需要耗费大量能源，成本高 可以与热电厂建在一起，利用热电厂的余热加热海水，水电联产，可以大大降低生产成本；或者可以与热电厂建在一起，利用热电厂的余热加热海水，水电联产，可以大大降低生产成本；或者用太阳能用太阳能CH2=CH-COONa本讲稿第三十二页，共三十二页