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GE研发3D打印微型蒸汽涡轮机淡化海水

2015-11-12 09:00
老猫
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  16世纪时,英国女王伊丽莎白颁布了一道命令:谁能发明一种价格低廉的方法,把苦涩腥咸的海水淡化成可供人类饮用的淡水,谁就可以得到10000英镑的巨额奖金。但是直到现在,人类的海水淡化技术仍然处于设备庞大、成本高、效率低、推广不易的尴尬境地。但是近日,由GE全球研发中心和美国能源部组成的研究团队正在研发的一种手持式3D打印设备,有可能使海水淡化变得更为方便。更值得一提的是,他们用的是蒸汽汽轮机的原理来实现它。

  这听起来似乎有点奇怪。其实,这一概念来自GE科学家Doug Hofer和Vitali Lissianski的创意。要知道GE公司的研究部到处都是小型的水冷却器和咖啡机,而Lissianski无意中与他的经理想到一个主意,他们联手汽轮机专家Hofer,拿出了一个完美的淡化水方法:微型蒸汽涡轮机。

  Hofer本人正在参与一项将GE汽轮机小型化的项目。而普通的GE蒸汽涡轮机往往有学校体育馆那么大。“在传统的蒸汽涡轮机中,蒸汽凝结就会变成水。”Hofer解释说。“我们原以为也许同样的原则可以用于海水淡化。”尽管这种系统通常用于发电,但Hofer解释说,他们还可以运行这个流动系统去冻结海水或盐水,而不是把它变成蒸汽。通过冻结混合物,盐会以固体的形式自然分离,只留下冰,而冰融化之后就成了干净的水。

  迷你的3D打印涡轮

  这可能会成为一个真正有用的工具,因为清洁的饮用水供应正在减少,而不是增加。地球上97.5%的水资源被锁在大海里无法使用,而全世界有12亿人处于严重缺水状态。

  “通过以冰的形式淡化海水,我们希望能够改变这种态势。”Vitali Lissianski说,他是GE全球研发中心能源系统实验室的一位项目负责人。“通过冻结海水来淡化并不是什么新鲜事,但我们正在做的方式却非常不同。我们利用的自己在叶轮机械方面的丰富知识开发了一种十分经济的解决方案。”

  “你也可以说是我们的涡轮“增压”出了一个经济的海水淡化系统。”Lissianski开玩笑地说。

  Hofer解释说,通过扩大涡轮机的冷气来冷却咸水或海水滴,会大大降低海水淡化所需要的能源。“冷却的气体与海水之间的热传递比传统的热法海水淡化系统更有效率得多。”

  如果这个手持的3D打印工具能够试制成功,它能够将海水淡化的成本削减高达20%。反过来也将吸引更多的资金被投向海水淡化设备。

  对于这种水淡化概念,使用全尺寸的涡轮机并不明智。它们通常会有几节火车那么大,往往需要数月才能制造出来。为加速开发过程,研究团队使用由GE全球研究中心增材制造实验室和GE航空在辛辛那提的增材制造中心开发的技术3D打印出小型化的部件。虽然还没有确切的时间表,但是Hofer曾经多次参与过将GE涡轮机小型化的项目,因此经验是现成的。所以我们有理由认为,可能在不久的将来,我们到海滩上玩耍时只需带上这种手持式的工具就行了,无需再携带瓶装水。

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