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海水淡化方法介绍——太阳能海水淡化

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,具有储量无限、存在普遍、采运方便和利用环保等特点。太阳能应用潜力巨大,应用太阳能提供热能或电能的技术已相对成熟,随着太阳能利用技术水平的提高,应用成本将进一步降低,为大规模利用太阳能奠定了基础。

利用太阳能进行海水淡化受到人们的普遍关注,各种新型的太阳能海水淡化技术不断涌现。纵观太阳能海水淡化技术的研究历史,利用太阳能进行海水淡化首先是从太阳能获取低价的能量,第二是根据获得的能量选择合适的海水淡化方法,另外是界面系统使该过程最佳化。太阳能海水淡化可分为直接法和间接法,直接法是将太阳能利用部分和脱盐部分集于一体的方法;间接法是将太阳能利用部分和淡化部分分开的方法。一般来说,直接法占地面积较大,且效率低,在早期的海水淡化中应用较多,目前开发的太阳能海水淡化系统以间接法为主。

直接法海水淡化:

该方法直接使用从太阳辐射获得的热量,加热海水使其蒸发,蒸汽冷凝形成淡水。按是否配备辅助加热、冷凝等设备,直接法太阳能海水淡化又可分为被动式太阳能蒸馏器和主动式太阳能蒸馏器两种。被动式太阳能蒸馏器

(1)被动式太阳能蒸馏器

被动式太阳能蒸馏器是指装置中不存在利用电能驱动的动力元件,也不存在利用太阳能集热器等部件进行主动加热的海水淡化装置。盘式太阳能蒸馏装置是最原始的太阳能蒸馏器之一,最简单的单级盘式太阳能蒸馏器结构形式如下所示。

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(2)主动式太阳能蒸馏器

为克服被动式太阳能蒸馏器的主要缺陷、提高系统性能,先提出了主动式太阳能蒸馏器的思想。主动式太阳能蒸馏器可通过如下方案实现:提高太阳能蒸馏器的运行温度,如辅以太阳能集热器等装置;增大海水与冷凝盖板之间的温差,如采用水或空气快速移除盖板处水蒸气的冷凝潜热、利用夜间的低温环境和太空辐射制冷技术;回收蒸汽的冷凝潜热,如增加外凝结器。

间接法海水淡化:

间接法太阳能海水淡化系统可以分为两个独立的子系统,太阳能子系统用于收集太阳能并将其转换为热能或电能,如光伏发电、太阳能集热器和太阳池等;海水淡化子系统应用太阳能子系统产生的热能或电能生产淡水,如多级闪蒸(MSF)、低温多效(MED)、反渗透(RO)、膜蒸馏(MD)、电渗析(ED)、机械压缩蒸馏(MVC)和增湿-去湿(HDH)等,也可应用太阳能子系统驱动热泵系统,如蒸汽压缩式热泵(TVC)、吸收式热泵(ABHP)、吸附式热泵(ADHP)等,为海水淡化装置提供热能。按照太阳能利用技术的不同,间接法太阳能海水淡化可按下图所示分类。

太阳能海水淡化


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