A study on membrane distillation by a solar thermal‐driven system

Membrane distillation (MD) is a membrane separation process that has long been investigated in small scale laboratory studies and has the potential to become a viable tool for water desalination. MD is a separation process that combines simultaneous mass and heat transfer through a hydrophobic microporous membrane. A solar collector is used in direct contact membrane distillation (DCMD) to heat seawater as a temperature driving force in heat transfer to establish seawater desalting systems. The effect of the temperature difference makes the brine vaporize in the hot fluid side and condense in the cold fluid side. The optimal operating parameters on the pure water production rate will also be examined in this study. The purposes of this study are to develop the theoretical heat and mass transfer formulations, simulate heat transfer rate of solar collector with internal fins in membrane distillation, and investigate the mass‐transfer efficiency improvement in membrane distillation with the brine flow rate, solar collector efficiency, and temperature difference between both sides of membrane as parameters. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 36(7): 417–428, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.20172     

海水淡化系统的性能优化与评价准则

可持续发展要求海水淡化系统不仅具有优良的经济性,还要具有优良的环境性能,目前综合考虑这二方面因素的研究还很少。文中从海水淡化系统的综合性能优化和评价出发,建立了统一性能指标(亦称淡水综合成本),该指标由淡水生产的经济成本和环境成本构成,以其为目标函数优化得到的系统具有最佳能源、经济、环境综合性能。淡水的综合成本、经济成本、环境成本还构成了海水淡化系统的多准则性能评价体系,据此可实现对不同海水淡化方法和装置的更全面、合理的评价。基于前面建立的性能准则,以近年来受到较多关注的低温多效蒸发海水淡化系统为例进行了计算、分析和讨论,研究结果验证了准则的合理性和有效性。     

亲水性无定型TiO_2/SiO_2薄膜及其强化传热性能研究

采用溶胶-凝胶技术在传热管表面涂覆TiO2/SiO2复合溶胶涂层,并通过优化热处理温度和干湿交替处理工艺,提升涂层的亲水性能和强化传热性能。试验结果显示,在热处理温度为200℃时,凝胶涂层以无定型结构为主;热处理试样经过6次干湿交替处理后,即可使表面接触角降低到10°左右;传热管表面较好的润湿性能,可显著提升降膜式换热器的换热效率。     

压力交换式能量回收器在反渗透海水淡化技术中的应用

在反渗透海水淡化系统中，高压系统中采用压力交换式能量回收器，大大地降低海水淡化的能耗。压力交换式能量回收器的能量回收效率达到95％以上，本文从其工作原理和反渗透海水淡化设计上阐述其应用的优点。     

海水脱硫曝气池钢筋混凝土的腐蚀与防护

以发电厂海水脱硫曝气池内防腐工程为例对钢筋混凝土建筑物的腐蚀机理和腐蚀检测方法作了介绍,并就曝气池表面涂装有机涂层的设计及施工方法作了重点探讨。     

热法太阳能海水淡化理论研究进展综述

热法海水淡化是太阳能利用海水淡化中重要的研究方向。针对热法海水淡化蒸发冷凝过程的理论模型主要集中在以Dunkle模型为代表的盘式海水淡化模型上。近年来随着新型淡化结构的提出,太阳能集热系统的改进导致操作条件的变化,以及计算机软件、新型检测设备的开发和应用,国内外学者提出了许多新的淡化模型。该文综述了经典理论模型以及近年来新的理论模型,提出了未来的理论研究将针对建立不同腔体类型的模型以及对腔体内部物理场分布的模拟。     

Flow influenced electrochemical corrosion of nickel aluminium bronze – Part I. Cathodic polarisation

The cathodic polarisation behaviour of CA 104 nickel aluminium bronze (NAB) has been examined in fully characterised seawaters (filtered and artificial) using the rotating disc electrode (RDE) and the rotating cylinder electrode (RCE). Linear sweep voltammetry and a potential step, current transient technique were used to examine the charge transfer and mass transfer controlled cathodic response as a function of both laminar and turbulent fluid flow. For freshly polished surfaces, the rate of irreversible charge transfer controlled oxygen reduction is controlled by the exchange of a single electron and hydrogen evolution is only significant at potentials more negative than approximately –1.0 V vs. the saturated calomel electrode (SCE).     

沸石对海水拌合超高性能混凝土性能的影响

利用沸石部分或完全(体积分数为0%、50%、100%)取代海水拌合超高性能混凝土(UHPC)中的河砂,对比研究了沸石对海水拌合UHPC宏观和微观性能的影响。结果表明,海水拌合促进UHPC的水化,从而缩短UHPC的凝结时间,提高UHPC的抗压强度和自收缩,而沸石吸收氯离子会抑制氯离子的加速水化作用,使海水拌合UHPC的凝结时间延长,抗压强度降低。此外,沸石的内养护作用可以有效改善海水拌合UHPC的自收缩,且效果比在淡水拌合UHPC中更好,这主要是因为沸石在海水拌合UHPC中释水的时间更早且更长。由于多孔沸石的强度低于河砂,所以UHPC的早期抗压强度随着沸石含量的增多而逐渐降低,养护至28 d后,沸石的内养护作用优化了界面过渡区,从而促使后期硬化浆体进一步密实。     

超细材料强化混凝去除海水中腐殖酸的研究

采用纳米SiO2超细粉末、FeCl3和聚合氯化铝(PAC)强化混凝去除海水中的腐殖酸。结果表明,FeCl3和PAC复配,使铝系絮凝剂良好的分散性与铁系絮凝剂优良的沉降性得到了较好协同效果,浊度和腐殖酸的去除率均好于两者单独使用。两者最适宜配比为:m(Fe)/m(Al2O3)=2,投加超细粉末强化混凝,浊度和腐殖酸的去除率分别可以达到94%和95%,并可以有效地改善絮体的沉降性能,缩短沉淀时间,使絮体和水体分离的更为彻底,水体上部几乎无悬浮物,对进水温度和pH值的适用范围广。     

国内外海水淡化技术的进展

分析了海水淡化的技术现状,归纳了国际海水淡化技术的发展趋势以及自主技术存在的差距,结合国民经济和社会发展对海水淡化的战略需求,提出了其发展战略、目标和政策建议。