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基于旋转耦合电磁理论海水淡化技术基础研究

作　者: 宫海龙
导　师: 程树康
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 旋转电磁场海水淡化电磁致热器电吸附
分类号: TM15
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

水是人类生存环境的重要组成部分,同时也是社会经济可持续发展的基础和重要保证。当今世界普遍关注水危机问题。开发新的淡水资源是解决水资源危机的重要途径,而海水淡化技术是其中一个前景广阔的研究方向。本文提出基于旋转耦合电磁理论海水淡化技术这一新的淡化方法。其主要原理是原水经旋转电磁场作用并被加热后进入电极室,利用电吸附技术进行除盐,并由旋转产生的离心力将淡化水排出。文中分析了离子在电磁场作用下的运动规律,指出仅依赖磁场对离子的偏移作用进行淡化是不可行的,而应注重研究电磁场对水微观结构的影响。在旋转耦合电磁装置中对地下水(硬度3.98mmol/L、碱度8.4mmol/L、浊度9mg/L、Cl-浓度52mg/L、PH值7.77)进行了试验研究。水循环经过电磁致热器加热,在旋转电磁场的作用下磁化。试验的结果表明水质指标发生了变化:硬度、碱度降低,浊度、Cl-浓度增加,PH值先降低后增加。磁场和温度的影响使水质发生变化。设计并自制了电吸附实验装置,对于不同电压、流速、浓度以及不同温度下的电极吸附性能进行了试验研究,给出了相应条件下的关系曲线。试验的结果表明,室温条件下,浓度为250mg/L的NaCl溶液,在电压2.5V、流速6mL/min时除盐的效果最好;温度小幅升高,使溶液中离子可以更快的到达电极表面富集,但对电极吸附量的影响并不明显。在这一新的淡化方法中,原水被旋转电磁场加热、磁化,水质特性发生了变化,这将对电吸附的除盐效果产生积极的影响。并且旋转耦合电磁淡化装置的结构相对简单,易于控制,对环境友好,因而具有很高的研究价值与良好的应用前景。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-21
  1.1 我国水资源危机  9-10
  1.2 海水淡化技术及水的电磁处理研究现状  10-20
    1.2.1 海水淡化技术及其研究现状  10-18
    1.2.2 电磁处理水及其研究现状  18-20
  1.3 课题的提出与研究内容  20-21
第2章基于旋转耦合电磁理论海水淡化技术的机理  21-31
  2.1 引言  21
  2.2 基于旋转耦合电磁理论淡化技术的原理  21-23
  2.3 电磁场作用对离子运动的影响  23-30
    2.3.1 电场作用对离子运动的影响  23-27
    2.3.2 磁场作用对离子运动的影响  27-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章电磁场作用对水的特性的影响  31-37
  3.1 引言  31
  3.2 电磁场作用对水的特性的影响  31-33
    3.2.1 电磁场对水作用的基本机理  31-32
    3.2.2 电磁场对水的性质的影响  32-33
  3.3 电磁场对水特性影响的实验研究  33-36
    3.3.1 试验方案设计  34
    3.3.2 试验数据与分析  34-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章电极吸附性能研究  37-54
  4.1 引言  37
  4.2 电吸附基本理论  37-41
    4.2.1 吸附与吸附平衡  37-38
    4.2.2 双电层理论  38-41
  4.3 实验装置与试验方法  41-43
  4.4 试验结果与分析  43-51
    4.4.1 分解电压的计算与测取  43-45
    4.4.2 电压对电极吸附效果的影响  45-47
    4.4.3 流速对电极吸附效果的影响  47-48
    4.4.4 浓度对电极吸附效果的影响  48-49
    4.4.5 温度对电极吸附效果的影响  49-51
  4.5 电吸附除盐效果的影响分析  51-53
  4.6 本章小结  53-54
结论  54-55
参考文献  55-59
攻读学位期间发表的学术论文  59-60
致谢  60-61

基于旋转耦合电磁理论海水淡化技术基础研究

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