直熱式太陽能海水淡化系統試驗研究
摘要:針對間接式太陽能海水淡化方法,綜合多級閃蒸和低溫多效兩種系統的優點,設計制造了具有一效蒸發器的直熱式太陽能海水淡化試驗裝置,并對該系統進行了試驗,給出了系統在不同閃蒸壓力、蒸發壓力和最高海水溫度下的產水量和性能系數。試驗結果表明,系統運行穩定,具有較高產水量和,性能系數。在閃蒸壓力0.009MPa,蒸發壓力0.004MPa條件下,最高海水溫度70℃,產水量達到56.38kg/d,性能系數為5.68。文中還對閃蒸壓力、蒸發壓力和最高海水溫度對系統產水量和性能系數的影響進行研究分析。
關鍵詞:海水淡化;太陽能;直接加熱;多級閃蒸;低溫多效
由于陸地淡水資源的緊缺,海水淡化己經越來越為世界各沿海國家所霞視。常用的海水淡化方法如蒸餾法、離子交換法、電滲析法、反滲透膜法等,要消耗大量的電力和燃料。而太陽能海水淡化系統可獨立運行,不受蒸汽、電力等條件限制,尤污染,低能耗,運行安傘,穩定可靠,不消耗石油天然氣、煤炭等常規能源,生產規模可有機組合,適應性好,投資相對較少,生產淡水成本低,具備各淡水供應市場競爭力,逐漸受到人們重視。
目前,世界各地已有許多太陽能海水淡化系統在運行,但這些系統中,太陽能部分與海水淡化部分基本是相且分離的,海水通過熱交換器間接得到太陽能集熱系統輸出的熱量,形成不可避免的換熱損失。針對這個問題,設計了一種直熱式太陽能海水淡化裝置,海水淡化過程所需的進料海水直接進入太陽能集熱器加熱,這樣就有效避免了原有的換熱損失。
1太陽能閃蒸一多效蒸發式海水淡化系統
到目前為止,世界上報道的太陽能海水蒸餾淡化系統,大多采用多級閃蒸(MSF)和低溫多效蒸餾(LT.MED)的間接方法,其典型流程是太陽能集熱系統與淡化系統隔離運行,太陽能系統產生的熱量通過淡水(或硅油)等介質傳給蒸餾系統。
基于以上原因,研究開發了獨市運行的直熱式太陽能海水淡化系統,即只要有太陽和海水就可產淡水的新型太陽能海水淡化系統。此系統的特征是使海水直接進入集熱系統,可以省去產牛蒸汽的熱交換設備,能夠有效利用太陽能集熱器的高端熱量,使用閃蒸與多效蒸發相結合的蒸餾淡化技術,使太陽能集熱系統和淡化系統偶合運行。海水直接進入太陽能集熱系統,經儲水罐輸出到閃蒸室,在閃蒸竄內降壓閃蒸產生蒸汽,產生的蒸汽進入第+。效蒸發器,在蒸發器內凝結放熱,同時蒸發器內的海水吸收了蒸汽冷凝放出的潛熱后又產生蒸汽。該系統可以設有多個蒸發器,形成多效蒸發。最后一效蒸發器產生的蒸汽在冷凝器內冷凝。
針對海水直接進入太陽能集熱系統而引起的腐蝕問題和真窄管結垢等問題,設計了真空玻璃管水平放置、具有耐海水腐蝕的納米PPR材料集箱的太陽能集熱系統,同時整個海水淡化系統均涂有防腐阻垢涂層。
系統產水量是評價太陽能海水淡化系統性能好壞的重要指標,產水量大,表明系統性能較優越嘲。根據質量守恒和能量守恒原理,可得系統產水量:

使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
如果需要了解更加詳細的內容,請點擊下載 201205031017338280.zip
下載該附件請登錄,如果還不是本網會員,請先注冊