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太阳能海水淡化技术

2015-09-21 11:31:41

  目前,全世界约1/3的人口生活在缺水的国家和地区。到2025年,这个数字将会增加到2/3。因此,解决淡水供应问题将会成为各国政府的首要问题。有学者指出:现在争油,将来争水。解决淡水资源短缺的问题,最重要的途径之一是进行海水淡化,因为地球表面70%都被海水覆盖,海水资源丰富。然而,传统的海水淡化技术需要消耗大量常规能源,加剧了资源的消耗并带来环境污染。因为目前海水淡化所消耗的能源主要来自石油和煤炭等化石燃料,化石燃料属不可再生资源。而太阳能是一种分布广、储量多的可再生能源,将太阳能技术和海水淡化技术相结合正得到各国的重视,也将成为21世纪解决淡水资源紧缺的最有效措施之一。

  人均淡水资源短缺,同样影响着我国的经济和社会发展。国家为解决经济和社会持续发展对已有水资源过度利用的难题,提出“开源节流并举,节约优先”的节水方针。《国家“十二五”科学和技术发展规划》中提出了要加快海水淡化水等非常规水资源利用关键技术开发,要重点发展高压反渗透和低温多效蒸馏海水淡化等核心技术和设备。并提出到2015年,我国海水淡化能力达到220万~260万m3/d,对海岛新增供水量的贡献率达到50%以上,海水淡化原材料、装备制造自主创新率达到70%以上。从资源开发、环境保护、安全供给、产业发展和政策背景等方面来看,太阳能海水淡化技术都将迎来新的发展机遇。我们可以相信,我国太阳能海水淡化产业即将进入高速发展期。

 

海水淡化设备

海水淡化设备

  传统太阳能海水淡化技术的困境及发展

  传统太阳能海水淡化技术分两大类:被动式和主动式。在被动式太阳能海水淡化技术中,系统中不存在任何利用电能驱动的动力单元(如水泵或风机),也不存在利用附加的太阳集热器等部件进行主动加热的太阳能海水淡化系统。在主动式系统中,具有部分动力和控制装置,也可配备太阳集热器,以强化系统内部的传热传质过程以提高其运行温度。被动式系统具有设计简单、综合成本较低且不需要专业维护人员等优点。但也存在单位采光面积产水效率低的缺点,这主要是由于:

  ①装置中海水的总热容量(热惰性)太大,减缓了盘中海水温度的增加速率,减少了装置的出水时间和出水量。

  ②水蒸汽的凝结潜热未被利用,这部分热量使得盖板温度升高,减小了与海水的温差,减弱了凝结速度。

  ③系统中采用自然对流换热形式,不可能有太高的传热传质效率,限制了系统的总体效能。

  其中前两点极大地限制了太阳能海水淡化的制水效率。即使是较理想的盘式太阳能蒸馏器,其效率也仅约在35%,在晴天条件下,每天的产水量在3~4kg/m2,整体效益不高,限制了其推广应用。为此,如何增大海水蒸发面积、减小海水热容量、提高凝结潜热的利用率以及发展新的强化传热传质方法成为提高传统太阳能海水淡化技术的研究热点。

 

海水淡化设备图片

海水淡化设备

  与常规工业化海水淡化技术相结合是发展的主要方向

  与传统的海水淡化技术相结合,是太阳能海水淡化技术的研究重点。传统的海水淡化技术,具有成熟的设计方案、工程经验。可通过在传统海水淡化系统中配备高温太阳集热器,强化蒸馏器内部的传热传质过程,回收系统在蒸汽凝结过程中释放的潜热,来提高太阳能海水淡化系统的性能系数和产水量。目前,太阳能与海水淡化技术结合需考虑以下几方面:

  ①太阳能的能量不稳定性对传统海水淡化系统的影响,尤其是对造水比的影响。

  ②是否需要对海水进行预处理。

  ③太阳能系统与传统海水淡化系统的匹配问题,尽量减少对现有海水淡化系统的改动。

  ④结合海水淡化需求的地域特点,选择合适的太阳能海水淡化系统。

  ⑤发展有利于太阳能技术与海水淡化装置耦合的储能装置,降低淡化水成本。

  以上是太阳能海水淡化技术的相关内容,想要了解更多的海水淡化技术,欢迎前来咨询。莱特莱德大连水处理设备公司坚持以技术为先导,在科研单位、设计院的有关资深专家、高级工工程师的通力合作下,不断吸收国内外先进技术精华,结合实际,锐意进取,勇于创新。

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