2026年中考化学一轮复习教学素材：多级闪蒸技术淡化海水

【教学素材】 多级闪蒸技术淡化海水法 湖北省石首市文峰初级中学 刘涛（正高级教师） 【知识链接】多级闪蒸法（MSF）是一种成熟且广泛应用的海水淡化技术，是通过逐级压力递减闪蒸室蒸发、再冷凝获取淡水的热法海水淡化技术，其核心原理是“减压降低沸点”，具有设备简单可靠、防垢性能好、易于大型化、操作弹性大、以及可利用低位热能和废热等优点，主要应用于海水淡化、火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水、工业废水处理及废碱液回收领域。 一、技术原理与特点 多级闪蒸法（MSF）是一种基于闪蒸技术的海水淡化工艺，其基本原理是将经过预处理的海水加热至一定温度（通常为90～115℃）后，依次导入一系列压力逐级降低的闪蒸室。由于闪蒸室内的压力低于该温度下海水的饱和蒸汽压，部分海水会瞬间汽化（闪蒸）。产生的蒸汽通过除雾器去除夹带的盐分等杂质后，在顶部的冷凝管束表面冷凝成为淡水。未汽化的海水温度降低，随后流入下一级压力更低的闪蒸室重复上述过程，通过多个闪蒸室串联实现连续生产淡水。 （1）防垢关键：因未达常压沸点（通常＜120℃）且蒸发瞬间、无受热面结焦，钙镁碳酸盐/硫酸盐难分解析出，故比多效蒸发更不易结垢。 （2）特点：设备可靠、易大型化、可耦合废热/电联产，但能耗高、投资大、产水效率约8～10%，不适用于小规模或缺热地区。 【同步训练设计】 1．多级闪蒸法是目前已建成的海水淡化装机中占比较多的海水淡化技术之一，多级闪蒸法属于（ ） A．反渗透法 B．蒸馏法 C．冷冻法 D．太阳能法 2．工业上通过多级闪蒸法进行海水淡化，即海水在闪蒸室中受热蒸发，蒸气在顶部冷凝流出，浓海水在底部形成。浓海水经过结晶池最终得到粗盐和母液，原理如图所示，下列说法错误的是（ ） A．得到的淡水不是蒸馏水 B．多级闪蒸与结晶原理不同 C．加热器的热源可能是太阳能 D．母液是氯化钠的饱和溶液 3．关于热法海水淡化中的多级闪蒸（MSF）技术，下列描述正确的是（ ） A．基本原理是通过逐级升温使海水蒸发并冷凝制取淡水 B．优点包括防垢性能差，但易于小型化 C．缺点包括能耗相对较高，但可与热电厂联合运行实现低成本生产 D．仅适用于小型海水淡化工程 4．多级闪蒸是海水淡化工业中最成熟的技术，其原理是通过逐级降压使热盐水在闪蒸室内急速蒸发并冷凝制取淡水的过程（如图）。海水流经每一级闪蒸室时，因压强逐级降低而反复闪蒸，产生的蒸汽全部汇入同一套冷凝管，最终冷凝为淡水并收集。 （1）从微观的角度解释，冷凝管内水的变化原因是 。 （2）闪蒸室里压强降低，水的沸点会 （填“升高”“降低”或“不变”），从而使水急速蒸发。 （3）从能量的角度思考，这种连续多次闪蒸的好处是 。 （4）海水中含有氯化钠，闪蒸室里溶质氯化钠的质量分数最高的是第 （填“1”“2”或“3”）级闪蒸室。 5．阅读科普短文，回答问题。 目前海水淡化普遍采用“多级闪急蒸馏法”，简称多级闪蒸法，其原理是：将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸气压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分汽化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。 多级闪蒸是针对多效蒸发结垢较严重的缺点而发展起来的，具有设备简单可靠、防垢性能好、易于大型化、操作弹性大以及可利用低位热能和废热等优点，因此一经问世就得到应用和发展。 （1）闪化以减压方式降低沸点，并产生蒸汽，再将蒸汽冷凝后即可制得淡水，请从微观角度解释水蒸气转化为水的过程 。 （2）水垢产生的原因是由于加热所用水的硬度过大，常压下水中可溶性钙镁化合物在煮沸情况下分解生成难溶性钙镁化合物。试解释多级闪蒸发方法不易结垢的原因 。 （3）下列有关多级闪蒸法的说法正确的是 （填字母） A．. 该方法与从石油中分离出煤油的原理一样 B．加热区内达到100 ℃时水才能沸腾 C．多级闪蒸过程中发生的是物理变化 （4）海水淡化的副产品之一是食盐，食盐主要成分为氯化钠，氯化钠属于 （填“酸”“碱”或“盐”），列举在生活生产中的具体用途 （至少一点）。 （5）蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法，技术和工艺比较完备，但由于使用大量燃煤，因此能耗多、排污量大。为克服蒸馏法海水淡化的缺陷，请你对蒸馏法淡化海水的工艺提出一条改进建议 。 6．阅读科普短文，回答问题。 “多级闪急蒸馏法”是一种成熟且广泛应用的海水淡化技术，其过程如图1所示，设备中有多个闪蒸室，经热交换管外侧水蒸气加热的海水被引入第1级闪蒸室，降压使部分海水骤然蒸发，其水蒸气在热交换管外侧冷凝成淡水。剩余海水再流入压强更小的下一级闪蒸室，使水多次瞬间蒸发，将水蒸气冷凝成水。 （1）如图1所示，淡水从出口 （填“a”或“b”）流出。 （2）如图2是水的沸点随气体压强变化的关系图像，闪蒸室里通过降压使海水骤然蒸发的原理是降压后水的沸点 （填“降低”或“增大”）。 （3）这种连续多次闪蒸的好处是 。 （4）“多级闪急蒸馏法”不仅用于海水淡化，而且已广泛应用于火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水等，其能被应用的原因为 。 参考答案 1～3．B、B、C； 4．（1）水分子间的间隔变小；（2）降低；（3）提高能量利用率；（3）3。 5．（1）水分子间的间隔变小；（2）减压下沸腾时温度未达到可溶性钙镁化合物分解的温度；（3）AC；（4）AC；调味品或化工原料等（合理即可）（5）充分利用潮汐能、风能、太阳能等清洁能源（合理即可）。 6．（1）b；（2）降低；（3）充分利用余热，节约能源，提高了淡化效率；（4）设备简单、效益高。 学科网（北京）股份有限公司 $