[发明专利]一种淡化海水的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，具体涉及一种淡化海水的方法及装置。

背景技术

水是生命的摇篮，是人类生存必不可少的基本物质。水资源匮乏正日益影响全球的生态平衡和经济发展。水和土壤是粮食安全的基础。在可预见的将来，水和土壤一样，将成为世界上最严重的资源问题和环境问题。为了保持粮食供应，水资源问题很可有能导致国家之间的冲突和地区动荡。因此，如何解决水资源供应不足的问题，将成为一个世界性的难题。

现代国家的边界建立在土地的边界之上，但是水和气候是没有国家边界的。气候资源的全球性已经得到公认，在此基础上建立了联合国气候变化的框架公约。相对来说，水资源的“公共性”是区域性的。世界上有很多大江大河跨越了多个国家。当土地的生产能力受到肥料供应的限制时，对水资源的争夺将会加剧。以喜马拉雅山为例，起源于中国西藏的雅鲁藏布江流入印度和孟加拉国，是这两个国家最重要的水资源。流经巴基斯坦的印度河也起源于西藏的阿里地区。哈萨克斯坦的巴尔喀什湖其水源来自中国新疆的伊犁河。如果中国在这些河流的上河截流，这些国家的农业生产和人民生活将会受到严重威胁。

但是，中国本身也是一个严重缺水的国家，约有三分之二的国土面积因为缺水而农业生产力低下。1935年，地理学家胡焕庸提出黑河(爱辉)—腾 冲线即胡焕庸线，首次揭示了中国人口分布规律。在中国黑龙江瑷珲至云南腾冲画一条直线(约为45°)，线东南半壁36％的土地供养了全国96％的人口；西北半壁64％的土地仅供养4％的人口。二者平均人口密度比为42.6∶1。胡焕庸线与400毫米等降水量线重合，线东南方以平原、水网、丘陵、喀斯特和丹霞地貌为主，自古以农耕为经济基础；线西北方的地貌以草原、沙漠和雪域高原为主，是游牧民族的家园。

2000年中国第5次人口普查发现，“胡焕庸线”两侧的人口分布比例，与70年前相差不到2％。但是，线之东南生存的人口已经远不是当年的四亿三千万，而是十二亿两千万。虽然中国拥有960万平方公里的国土，但真正适合人们生存的空间，却只是这300多万平方公里。

土壤和水资源的短缺和污染不仅制约了工业和农业的发展，还引发了严重的社会问题：贫富不均。富人的资金找不到投资的方向，没有出路；穷人没有创业机会，就业严重不足。长此以往，将引发国土安全问题。现在，94％的人口分布在中国东部约43％的国土上。这样的发展是不可持续性的。由于西部人口稀少，投资和就业严重不足，资金在这些地方流动不起来。年轻一代的西部人都流向东部。几代人以后，中国西部在政治、经济、文化和环境方面都将更为脆弱。中国经济经过几十年的高速发展，已经进入瓶颈期。今后，中国的经济发展将主要依靠内需来拉动。这样，就面临着城市化模式和生产力空间布局的改善。我国西部具有极大的生产力发展空间，只是因为受水资源短缺的制约，一直裹足不前。只要解决了海水淡化问题，西部开发就能迈上新台阶。

据百度资料，2010年11月5日，“陆海统筹海水西调高峰论坛”在新疆 乌鲁木齐市召开。论坛上关于“海水西调引渤入新”的建议引发广泛讨论。此设想是通过大量海水填充沙漠中的干盐湖、咸水湖和封闭的构造盆地，形成人造的海水河、湖，从而镇压沙漠。

这个设想的提出，引发了广泛的争议。反对者对这个设想可行性的质疑之一是：海水怎么淡化？工程效益如何？这是化学和材料领域工程师要解决的技术问题。本项发明将从根本上解决海水淡化的难题，从而使引渤入疆工程具有可操作性。通过本项发明制备的苦咸水和淡水将为西部的工业、农业、林业和居民生活提供用水。

地球上的水资源总量，淡水仅占2.5％，海水占97.5％。从某种意义上来说，海水才是取之不尽、用之不竭的水资源。因此，发展海水淡化技术，向海洋要淡水是解决淡水资源供需矛盾最有效的途径。海水淡化的方法主要有两类。一类是从海水中取出水，另一类是从海水中取出盐。前者有蒸馏法、反渗透法、冰冻法、水合物法和溶剂萃取法等，后者有离子交换法、电渗析法、电容吸附法和压渗法等。但到目前为止，实际规模应用的仅有蒸馏法、反渗透法和电渗析法。在中东地区，以蒸馏法为主。在美国，欧洲和澳大利亚等地以反渗透法(又称膜法)为主。海水淡化技术经过半个多世纪的发展，已有一定规模。2014年世界淡化水日产量8500万立方米/天。根据世界供水协会的有关资料，国际海水淡化的产水成本相当于人民币5.4～17.0元/t。可见，不同海水淡化技术的生产和运营成本相差悬殊。今后，人类如果向海洋要更多的淡水资源，最大的挑战是如何大规模淡化海水，并降低生产成本。

发明内容