太阳能海水淡化技术

太阳能海水淡化技术无污染、低能耗、生产规模可有机组合,是有效解决淡水危机的新途径.介绍了现有的海水淡化技术,分析了太阳能海水淡化,尤其是中高温槽式太阳能闪蒸法海水淡化系统.     

太阳能海水淡化装置

全世界约有14亿立方公里水资源,其中97.3％为海水,2.7％为淡水,而淡水中约75％又冰冻在两极地带,可供人类直接利用的淡水仅占0.36％,而且分布很不均匀。即使在水资源相对丰富的一些地区,由于人口的增长,工业的发展,以及水源的污染,人们也担心将来会缺水。我国是水资源贫乏国,人均水占有量在全世界居第88位。为了发展生产,保障人民生活需要,开发淡水资源意义十分重大。其中,海水淡化是人工获得淡水的途径之一,已引起越来越多国家的关注。淡化海水需消耗大量能源,这些能源可以是常规能源,也可以是太阳能等新能源。为了节约煤、油、     

太阳能光热海水淡化系统应用研究

介绍太阳能光热产蒸汽系统和海水淡化系统,将高温蒸汽和海水淡化装置在集成系统中加以融合,实现一种太阳能光热海水淡化系统,并以风力发电作为辅助系统。文章以全国第一个太阳能光热海水淡化示范项目为例,对该系统进行详细的性能和效果应用分析,在该项目成功产水之后展望太阳能海水淡化今后的发展方向与前景。     

槽式太阳能海水淡化技术探讨与展望

世界能源危机和水资源匮乏日趋严重,采用槽式太阳能集热装置与海水淡化装置相结合,利用现有的取之不尽、用之不竭的绿色环保的太阳能来进行海水淡化,是一条可持续发展的有效途径。槽式太阳能海水淡化技术还有待我们进一步研究与探索,掌握其关键的技术和方法,降低成本,使其工业化、产业化。     

MSF多级闪蒸海水淡化系统的建模与仿真

通过对MSF多级闪蒸过程的机理分析,建立了完整的动态数学模型,与其它文献提供的模型比,考虑了蒸汽密度和级间闪蒸盐水流量变化的影响,仿真计算结果真实地反映了MSF系统动态过程的非线特性。     

吸收式太阳能海水淡化技术

介绍了吸收式太阳能海水淡化技术,简述了该技术的运行原理,分析了研究现状,总结了它的工艺特点、经济可行性以及与其他低品位能源相匹配等问题,并展望了其广阔的应用前景。     

压汽闪蒸海水淡化方法的研究与进展

分析、比较、归纳出现有海水淡化方法中,多级闪蒸法和多效蒸馏法在开路热焓过程中,有二次蒸汽的凝结潜热损失问题、蒸馏法的结垢与腐蚀问题、反渗透法的海水前处理与产品水质不稳定问题.进而综合其优点,首次提出:由热功效率最高的压汽法,来驱动产品水质最好的闪蒸法,这样一种全新、最优、集成的压汽闪蒸法海水淡化工艺,兼具投资成本最低、独立闪蒸操作、模块化组合生产等技术优势.由于集成技术成熟而全面,装置运行安全而可靠,必将以卓越的技术性、经济性,逐步取代现有各种方法,统一海水淡化市场,引导海水淡化技术发展.     

太阳能海水淡化动态仿真和生命周期成本分析

设计一种由槽式集热器和多级闪蒸装置构成的全天候太阳能海水淡化系统,日均淡水产量为3000 m³。应用上海市的气象数据,引入多级闪蒸简化算法,采用TRNSYS软件进行动态仿真,并利用生命周期成本分析法对设计系统和常规能源淡化系统进行经济性对比。结果表明：太阳能淡化系统的年平均太阳能保证率为41.11%;在整个生命周期中,位于上海市的太阳能淡化系统单位造水成本为18.48元/m³;当通货膨胀率低于8.5%或天然气价格高于2.09元/m³时,太阳能淡化系统相较于同等规模的常规能源淡化系统,具有更好的经济性。     

降膜蒸发低温多效太阳能海水淡化系统实验研究

基于横管与竖管降膜蒸发与降膜凝结的强化传热传质机理,设计建造了一台具有四效回热性能的小型低温多效式太阳能海水淡化系统,用电加热水箱模拟太阳集热系统,对该系统进行了模拟实验。实验中,对系统的瞬态和稳态性能进行了测试,给出了系统在不同运行温度、压力下的产水速率和性能系数。实验结果表明,由于在本系统中采用了横管、竖管降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分的蒸汽潜热及部分盐水的显热得到了多次重复利用,提高了系统的性能系数。在供热水温度为75℃、系统内部压力为10kPa左右时,装置的性能系数可达到3.0左右。对影响产水率的其他因素也作了探索与分析,给出了合理的取值范围。     

横管降膜蒸发太阳能海水淡化装置的性能分析

在分析横管降膜蒸发机理的基础上，设计了一台降膜蒸发太阳能海水淡化装置，并对影响该装置性能的因素进行了实验研究。结果表明，该装置比传统的叠盘式太阳能海水淡化装置瞬态时间短，蒸发效果好，运行温度低。保持合理的海水喷淋密度，使海水在管外降膜蒸发，可使装置在较宽的温度范围内(70～9012)运行，且具有较高的淡水产量和能源利用率(7096以上)。     

降膜蒸发多效回热吸收式太阳能海水淡化系统的实验研究

基于降膜蒸发与降膜凝结机理,设计建造了一台具有四效回热性能的吸收式太阳能海水淡化系统,用电加热水箱模拟太阳能集热系统,对该系统进行了模拟实验。实验中,对系统的瞬态和稳态性能进行了测试,给出了系统在不同运行温度、压力下的产水速率和性能系数。实验结果表明,由于在本系统中采用了横管、竖管降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分的蒸汽潜热及部分盐水的显热得到了多次重复利用,并由于吸收工质对最末效蒸汽进行了主动吸收,回收了蒸汽的焓,从而强化了最后一效的蒸发过程,因而系统具有较高的性能系数。在供热水温度为80℃、系统内部压力为15kPa时,四效装置的性能系数可达到3.0左右,体现出吸收式系统的良好优势。对影响产水率的其他因素也作了探索与分析,给出了合理的取值范围。     

套管式腔体在盐水淡化过程中的光热及产水性能研究

该文研究一种基于菲涅尔反射镜场和降膜方式相结合的多级套管式淡化系统,分析2种腔体结构,确定了光学性能更好的圆型腔体,并对其内部淡化过程进行仿真计算。建立两级淡化系统的能量流动模型,并进行稳态和瞬态加热实验,由稳态实验数据计算出月牙型有限空间内部自然对流传质经验关系式。瞬态试验结果表明,第1、2级的最高产水量分别为3.79和2.64 kg/h。     

横管降膜蒸发内系统自平衡多效回热式太阳能海水淡化装置模拟

基于降膜蒸发与降膜凝结机理,设计建造了一台具有三效回热性能的太阳能多级蒸馏装置,用电加热水箱模拟太阳能集热系统,进行了模拟实验。实验结果表明,由于在本蒸馏系统中采用了横管降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分的蒸汽潜热及部分盐水的显热得到了多次重复利用,因而系统有较高的性能系数。在供热水温度为75℃、系统内部压力为15kPa时,性能系数达到2.0。探索与分析了影响产水率的主要因素,给出了合理的取值范围。     

复合抛物面聚光太阳能加湿除湿脱盐系统研究

为提高装置热利用效率,减少外部换热环节减少热损失、减少盐垢、提高集热器使用寿命,研究一种利用复合抛物面聚光器（CPC）为系统供能,建造小型太阳能海水淡化系统。实验研究发现：在系统稳态条件下,系统产水量一天可达7908 g,最高小时产水量在12:00达861 g/h,脱盐率达99.9%以上,瞬时系统装置性能GOR（gained output ratio）最高为1.14,最高瞬时有用能为1114.9 W,在太阳辐照度达到最高1072 W/m²时,此时加湿箱湿度达到最大湿度为97%,11:30—16:00加湿箱湿度一直在90%以上。     

横管降膜蒸发多效回热型太阳能海水淡化装置的性能分析

该文根据稳态实验结果，对实验装置的传热传质过程及火用过程进行了分析与计算。热分析表明，由于装置采取了多效回热措施，其热量的重复利用率接近100％，因而具有较高的热量利用系数；火用分析表明，系统的火用损来自多个方面，特别在蒸发腔及外冷凝器中，由于存在大量的不同逆传热过程，因而火用损失最大。因此，降低这两部分火用损是提高系统总火用效率的关键。     

负压对太阳能加湿除湿产淡水性能的影响

为提高淡水产量,设计一种太阳能负压式太阳能加湿除湿海水淡化系统,通过减小加湿腔体内压强来增加湿空气中含湿量,湿空气分别在液环真空泵和除湿腔内冷凝收集得到淡水。湿空气中含湿量上升,日产淡水总量增加。当湿空气温度70 ℃时,加湿腔压强从90 kPa减至70 kPa,含湿量增加154.9 g/kg;加湿腔压强70 kPa时,12：00—14：00可稳定产淡水1.8 kg/h以上,最高可达2.1 kg/h。装置性能系数GOR最高可达1.7。     

一种竖管降膜蒸发太阳能海水淡化装置的实验研究

设计了一种竖管降膜—横管冷凝的太阳能海水淡化装置。以电加热作为供热热源,在不同的运行参数下进行了实验研究,分析了影响装置性能的各种因素。分析表明:在供能相同的情况下,闭式循环的单位能耗产水率比开式循环提高了约1.0~1.5倍;提高循环热水进口温度有利于提高产水率和单位能耗产水率;海水流率有一个理想取值范围。     

太阳能驱动的固体氧化物电解池制氢系统性能研究

采用太阳能驱动电解水制氢是实现将太阳能转换为氢能来存储的最佳方式。该文提出一种采用光伏、光热协同驱动固体氧化物电解池（SOEC）进行高温蒸汽电解的制氢系统。建立各子系统数学模型,选取北京地区夏至日气象参数,分析太阳辐照度对制氢系统的性能影响,最后对整个系统进行能量及火用分析。结果表明,电流密度和温度是影响SOEC工作的重要因素。在电流密度较大的情况下升高温度,将有利于提高电解效率。耦合太阳能后系统最大能量及火用效率分别达到19.1%和20.3%。火用分析结果表明系统最大有用功损失发生在光电转换过程,火用损比例为87%。提升光电效率,将成为提高太阳能-氢能转换效率的关键。