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除去海水中的盐分以获得淡水的技术和过程。在缺乏淡水资源的地区和航海船只上，它是取得淡水的重要途径。 海水淡化的方法很多，使用最多的是多级闪急蒸馏法和反渗透法。 多级闪急蒸馏法 设备中有多个闪蒸室（图1）。经过加热的海水被引入第1级闪蒸室，降压使海水骤然蒸发，其蒸汽在热交换管外凝结成淡水，留下的海水浓度升高，温度降至相应的饱和温度。浓缩的海水依次引入各闪蒸室，逐级降压，使之骤然蒸发，产出淡水。蒸汽凝结所产生的凝结热则为流经热交换管的新鲜海水所吸收，成为海水预热的能源。
图1 多级闪急蒸馏法示意图
反渗透法 当海水与淡水以半透膜隔开时，淡水会向海水一侧渗透；但若对海水施加大于海水渗透压的压力， 则海水中的淡水反而会向淡水一侧渗透。反渗透法就是利用这个原理从海水中取得淡水的（图2）。常用操作压力为海水渗透压的2～4倍。
图2 反渗透法示意图
其他方法 有使用蒸馏原理的竖管蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、太阳能蒸馏法，还有使用其他原理的电渗析法、冷冻法、溶剂萃取法等。 海水淡化始于20世纪50年代，在沙特阿拉伯、科威特、阿拉伯联合酋长国等淡水资源极缺的地区发展较快。1997年，世界的海水淡化装置有12000多台，日产淡水2000多万m3。中国一些缺乏淡水的海岛也有小规模的应用。海水淡化的成本较高，是制约其发展的主要因素。成本与所用工艺、能源价格、生产规模等条件有关。随着科技的进步，成本在逐步降低。至20世纪末期，海水淡化的成本已经有降低至50～80美分/m3的事例。
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