利用太陽能海水淡化

發布時間: 2010-03-29 00:00:00   作者:本站編輯   來源: 本站原創   瀏覽次數:

  目前,太陽能海水淡化技術主要分為兩大類:一類為直接利用太陽能對海水進行蒸餾的太陽能蒸餾技術,另一類為太陽能系統與常規海水淡化裝置相結合。

  1.太陽能蒸餾技術

  太陽能蒸餾技術是最早利用太陽能進行海水淡化的技術。世界上第一個大型太陽能海水淡化裝置建于1872年的智利北部Las Salinas,運行了近40年。裝置由多個盤式蒸餾器組合而成,在晴天條件下,每天生產23000L淡水。

  太陽能蒸餾技術的主要裝置為太陽能蒸餾器。太陽能蒸餾器結構簡單,主要由裝滿海水的水盤和覆蓋在它上面的玻璃或透明塑膠蓋板構成。水盤表面涂黑,裝滿待蒸餾的水,盤下絕熱,水盤上覆蓋的玻璃或透明塑膠蓋板下緣裝有集水溝,并與外部集水槽相通。太陽輻射透過透明蓋板,水盤中的水吸熱蒸發為水蒸氣,與蒸餾室內空氣一起對流。由于蓋板本身吸熱少,溫度低于池中溫水,水蒸氣上升并與蓋板接觸后凝結成水滴,沿傾斜蓋板借助重力流到集水溝里,再流入集水器中。太陽能蒸餾器中海水的補充可以是連續的,也可以是斷續的。

  

  太陽能蒸餾器原理圖

  目前在世界范圍內,太陽能海水淡化系統仍以蒸餾技術為主,發展為被動式系統和主動式系統兩大類。

  1)被動式太陽能蒸餾系統

  被動式太陽能蒸餾系統最典型的例子即為盤式太陽能蒸餾器。目前對其的研究主要集中于新材料的選取、各種熱性能的改善及與各類太陽能集熱器配合使用。比較理想的盤式太陽能蒸餾器的日產水量依太陽輻射量,一般在3-4kg/m2左右。另據研究表明,可以通過一些改善措施提高系統產水量,如在海水中添加黑色萘胺、木炭等,但這些改善方式仍停留于研究階段,工程化應用是否可行尚不明確。

  被動式太陽能蒸餾系統可細分如下:

  

  2)主動式太陽能蒸餾系統

  被動式太陽能蒸餾器的一個最大缺點是工作溫度低,產水量不高,系統不利于在夜間工作和利用其他余熱。為解決這些問題,開發出了主動式太陽能蒸餾系統。在主動式太陽能蒸餾系統中,由于配備有其他的附屬設備,使裝置的運行溫度得以大幅度提高,其內部的傳熱傳質過程得以改善。此外,大部分主動式太陽能蒸餾系統都能主動回收蒸汽在凝結過程中釋放的余熱,因而這類系統能夠得到比被動式太陽能蒸餾系統高一倍甚至數倍的產水量。

  主動式太陽能蒸餾系統可細分如下:

  

  2.太陽能系統與常規海水淡化裝置結合

  此類技術是依托太陽能集熱器,將以太陽能作為能源的海水淡化系統與常規海水淡化系統相結合。理論上講,太陽能幾乎可以與所有傳統的海水淡化系統相結合。如太陽能多級閃蒸系統、太陽能反滲透系統、太陽能多級沸騰蒸餾系統等在國外都已得到應用。此類技術尤其適用于無商用電源或電力緊張的地區特別是海島和沙漠地區淡化海水使用。

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