(2)海水淡化
海水淡化技術,經半個多世紀的發展,其技術已經成熟。主要的淡化方法有:
①多級閃蒸(MSF)。單機容量可達4.5~5.7萬m3/d。運行溫度、造水比和級數分別在120℃、10和40級。多級閃蒸除了消耗一定的加熱蒸汽外,要消耗電能4~5kWh/m3淡水,用於海水的循環和流體的輸送。
②低溫多效(LT-MDE)技術是在多效基礎上,於1975年發展起來的,近10年有較大發展。單台裝置每天可產淡水20000立方米。蒸發溫度低於800度,效數一般在12左右。造水比大於10.低溫多效除了要消耗加熱蒸汽外,還要消耗電能1.8kWh/m3用於流體輸送。
③反滲透(SWRO)RO角膜和組件技術已相當成熟,組件脫鹽率可達99.5%,能耗在3~4kWh/m3淡水。SWRO技術設備投資少、能耗低、效益高、工藝成熟,已有30年的經驗積累,競爭力最強。
(3)海水化學物質提取利用
海水中化學物質提取是有無限前景的新興產業。溶解於海水的3.5%的礦物質是自然界給人類的巨大財富。不少發達國家已在這方麵獲取了很大利益。海水本身就是一座資源寶庫,海水中溶解有80多種金屬和非金屬元素。通常把海水中的元素分為兩類:每升海水中含有1毫克以上的元素叫常量元素;含量在1毫克以下的元素稱為微量元素。海水中微量元素有60多種,如鋰(Li)有2500億噸,它是熱核反應中的重要材料之一,也是製造特種合金的原料;銣(Rb)有1800億噸,它可以製造光電池和真空管;碘(I)有800億噸,它可以用於醫藥,常用的碘酒就是用碘製成的。
(4)綜合開發海水技術
與發達國家比,我國綜合提取利用技術差距較大,但自90年代以來有很大發展,從傳統的苦鹵化工“老四樣”(氯化鉀、氯化鎂、硫酸鈉和溴),已經發展到現在的近百個品種。
還可以加大力度發展的項目有:發展提溴新技術,以提高現有地上鹵水資源的溴利用率,提高溴質量,減少能耗,降低成本,積極發展高效溴化劑和新型阻燃劑等;積極發展“無機離子交換法海水、鹵水提鉀技術”,這項技術的成功,可以改造老鹽化工企業,並能彌補我國陸地鉀資源的不足;積極發展高技術含量,高附加值的鎂新產品;加強海水提鈾技術的研究開發;加強直接從海水提取其他化學物質的研究和開發,以及水、電、熱聯產與海水綜合利用的結合。
海洋能源
海洋能包括溫度差能、波浪能、潮汐與潮流能、海流能、鹽度差能、岸外風能、海洋生物能和海洋地熱能等8種。這些能量是蘊藏於海上、海中、海底的可再生能源。屬新能源範疇。海洋能絕大部分來源於太陽輻射能,較小部分來源於天體(主要是月球、太陽)與地球相對運動中的萬有引力,蘊藏於海水中的海洋能是十分巨大的,其理論儲量是目前全世界各國每年耗能量的幾百倍甚至幾千倍。
海洋能具有一些特點。一是它在海洋總水體中的蘊藏量巨大,而單位體積、單位麵積、單位長度所擁有的能量較小,二是它具有可再生性。三是海洋能有較穩定與不穩定能源之分。
各種海洋能的蘊藏量是巨大的,據估計有750多億千瓦,其中波浪能700億千瓦,溫度差能主20億千瓦,海流能10億千瓦,鹽度差能10億千瓦。從各國的情況看,潮汐發電技術比較成熟。利用波能、鹽度差能、溫度差能等海洋能進行發電還不成熟,目前正處於研究試驗階段。這些海洋能至今沒被利用的原因主要有兩方麵:一是經濟效益差,成本高。二是一些技術問題還不過關。
另外用來發生裂變反應和發生聚變反應的鈾和氚,其絕大部分賦存在海水裏。重水也是原子能反應堆的減速劑和傳熱介質,也是製造氫彈的原料,海水中含有2×1014噸重水。氘是氫的同位素,蘊藏在海水中的氘有50億噸,足夠人類用上千萬億年。實際上就是說,人類持續發展的能源問題一勞永逸地解決了。
第四章 十一、激光與光電子技術