《多孔碳微球對基於空化效應的海水淡化的影響研究》是依託浙江大學，由葛晗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多孔碳微球對基於空化效應的海水淡化的影響研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：葛晗
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
淡水是人類賴以生存和發展的基本物質之一。目前，地球上淡水資源不足。如何實現低耗能、低成本、高效率的海水淡化一直是人類的探索目標。空化是一種常見的水力現象，空化過程中將釋放巨大的能量。已有研究表明，利用空化產生的能量，可實現海水淡化。同時有研究表明通過在液體中添加微米級顆粒，可以使空化場均勻，空化強度增強，釋放的能量增加。然而，有關添加微米級多孔顆粒，對海水淡化效果的影響尚未見有所報導。本研究擬通過微流體方法，合成不同直徑、不同孔隙率的微米級多孔碳小球。通過比較空化前後NaCl濃度的變化，分析其對海水淡化效果的影響，並建立起三者之間的數學模型。通過理論與實驗相結合的方法，對模型進行驗證和修正。其中，多孔微米碳顆粒尺寸，本研究擬通過控制液滴中的含水量對加熱後的固體顆粒尺寸進行控制，不採用傳統的控制不同相之間的流速比，控制液滴大小的方法。研究對於實現低成本、低能耗、高效率的海水淡化具有重要意義。
結題摘要
傳統海水淡化方法包括離子交換法，反滲透膜法以及多級閃蒸方法，雖然可以達到比較高的海水淡化率，但如何提高海水淡化的效率，可以實現低耗能、低成本、高效率的海水淡化一直是人類的探索目標。空化是一種常見的水力現象，空化過程中會釋放巨大的能量。本課題研究中，通過微流體方法實現了合成大小、孔隙可調的均一化多孔微顆粒；並研究了顆粒大小對鹽度的影響。實驗結果表明：利用空化產生的能量可以加速離子交換的速度，提高海水淡化的效率。並且，顆粒直徑在20-70 μm範圍內，可以有效降低海水鹽度。當粒徑小於20 μm時，顆粒易出現團聚現象；當顆粒直徑大於70 μm時，顆粒分散不均勻，易沉積到容器底部。 本課題主要研究了空化對於利用離子交換方法實現海水淡化的影響。實際上由於空化效應所產生的巨大能量，結合目前海水淡化的主要實現手段，有可能利用空化產生的高壓，減少反滲透膜海水淡化技術的能量消耗，提高效率；或利用空化產生的高溫，減少多級閃蒸海水淡化技術的的能量消耗，提高效率。總之，空化伴隨著巨大的能量產生，嘗試控制和利用空化能量，是值得進一步深入研究的課題。
