《大规模浓海水资源提取与快速稀释排海技术》

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项目来源于国家支撑计划项目课题八“浓海水处置技术的研究与开发”(2009BAB47B08),针对六横日产10万吨级海水淡化项目每日所排放的大规模浓海水排海及资源综合利用技术的研发,主要技术创新成果:

(1)高效排海扩散器在浓海水排海工程中的设计和应用。在国内大规模浓海水排海工程中首次设计应用了高效的排海扩散器,运行后经检测表明,未对周围海域生态环境造成影响。该课题通过对六横浓海水排放区域进行海水水质检测和潮流测量,利用测得的潮流、潮位、温盐数据,建立了浓海水排海数学模型,研究了浓海水排放对区域生态系统的影响,在此基础上对排海扩散管的距离、深度、数量和直径等参数进行了优化设计并在六横海水淡化工程中应用示范。

(2)绿色浓海水晒盐、脱盐技术的开发。课题组在舟山六横海水淡化基地旁的红卫盐场租用350亩盐田,建立了一个日处理能力200m3浓海水的滩晒示范基地,用于浓海水梯级提取。通过优化鼓泡过程的气象条件和采用平均直径为2mm的小气泡对浓海水进行鼓泡滩晒,显著降低了鼓泡晒盐的运行成本,显著增加了射入空气中的小液滴数量,小气泡群在上升过程中带动周围浓海水形成环流,显著强化了浓海水内部对流传质与传热。使鼓泡晒盐速率提高1倍以上。实验优化出鼓泡池最佳深度为8cm,晴朗天气鼓泡最佳时段为中午12点至下午2点之间,每亩盐田鼓泡耗电功率为2.2kW,气量为420m3/h,风机出口压力为170mbar。

(3)绿色浓海水提锂新技术的开发。采用自行研制的高频撞击流反应器,通过强化液-液多尺度混合过程,首次合成出具有致密核壳结构的磁性纳米锂离子筛产品,该产品比表面积达70m2/g以上,具有快速吸/脱附海水中微量锂离子,在阳离子交换树脂的配合下,可将锂离子浓度逐级提高3个数量级以上,为大规模浓海水提锂奠定了基础。

课题组研究开发的二次旋转流反应器性能非常接近于理想快速反应器,该反应器为量子材料规模化量产提供了可能,量子材料在工业催化、蓄能电池、环境治理、信息技术等诸多领域具有广阔的应用前景。

项目实施以来,做了大量的科研工作,共获得授权发明专利15项,发表科研论文10篇,其中SCI收录2篇(含SCI一区1篇),EI收录4篇。项目的成功实施有利于保护近海生态环境,大幅提高盐田产量,为理想快速反应器的开发及海水提锂技术的发展打下了基础。

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