太阳能海水淡化技术.ppt

《太阳能海水淡化技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、论太阳能海水淡化技术的现状及发展趋势机械电子工程学院能源与动力工程14—3曾培乐34淡水资源：没有水，就没有生命。地球上只有百分之三的水是淡水，所有陆地生命归根结底都依赖于淡水，它决定着地球上生命的分布，水蒸气从海面升起，被气流夹带到内陆，随着海拔提高，汇聚成云层降雨，这也是淡水基本来源之一，溪流汇聚奔腾大河，雕凿出自然界奇观，河流沿岸提供了许多野生动物栖息地，孕育着物种丰富的物种，无论高山，还是湖底，有淡水的地方就有生命。我国的淡水资源：我国淡水资源总量为2.8万亿立方米,居世界第六位,但人均水量只相当世界人均占有量的1/4,居世界第109位

2、.江河也缺水，黄河连年出现断流。楼兰古城因为缺水，只剩下几处断垣残壁。罗布泊因为干涸，成为生命禁区。我国的淡水资源：中国的水资源并不丰富，总拥有量约2.7Tm3，可供开发利用的淡水资源量为1—1.1Tm3，居世界第六位。若按人均计，约为世界人均水量的1/4。列为世界第109位。我国是严重的缺水大国，在40多个严重缺水国家中位居前列。而且，我国水资源的时空分布不均衡，与耕地、人口的地区分布也不相适应。在全国总量中，耕地约占36%、人口约占54%的南方，水资源却占81%，而耕地占45%、人口占38%的北方七省市，水资源仅占9．7%。在时空分布上也不

3、平衡，70%左右的雨水又集中在夏、秋两季，多以暴雨形式出现。以上不利的自然因素，注定了我国是一个缺水的国家。上世纪末对全国640个城市统计，有300个左右的城市不同程度地缺水。其中严重缺水的城市114个，月缺水1600万吨，每年因缺水造成的直接损失达2000亿元。水海水淡化技术：海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法，目前应用反渗透膜的反

4、渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。常规的海水淡化技术：常规海水淡化方法大体上可分为两大类：一类是热方法，以热源为驱动将海水蒸馏的过程，如多级闪蒸（MSF）、多效沸腾（MED）、蒸汽压缩法（VC）；另外一类是膜方法，以电能或压力为驱动的渗透/反渗透过程，如电渗析（ED）、反渗透法（RO）。除此之外，还有冷冻法、溶剂萃取法、水合物法、离子交换法、露点蒸发法等等，其中反渗透法、多级闪蒸、低温多效、压汽蒸馏法已实现工业化。1）反渗透法（ReverseOsmosis）反渗透技术通过对海水施加压

5、力，使得水分子通过半透膜，水中的矿物质无法通过半透膜，这样就将水和盐类分离开来，这一过程称为反渗透。反渗透技术的优点在于能耗少，其能耗约144kJ/kg，远低于普通热法淡化技术。但在半透膜的另一侧容易积聚盐类导致结垢，因而需要定期更换，且海水预处理过程复杂，设备维护量较大。2）多级闪蒸（Multi-stageFlash）多级闪蒸通过降低蒸发室内的气压，使得进入蒸发室内的热海水直接达到沸点汽化，由于其没有加热面，较好的解决了当时困扰热法淡化技术存在的蒸发面结垢难题。它可以在较高的温度下运行而不结垢；采用多级能量回收的技术也使得它有较高的热效率，热

6、耗相对较低，单位产水热耗约340kJ/kg。多级闪蒸在每一级中都要保持较高的海水流量来避免蒸发室结垢，这使得水泵的电耗较高，因而经济性较多效蒸馏有一定下降；同时多级闪蒸的负荷适应性较差，一般在80%~110%，适合大型的集中供水。3）低温多效（LTMulti-effectDistillation）多效蒸发过程发生在蒸发室的加热面上，在水温较高时容易导致结垢，影响加热面的传热过程。低温多效技术将海水温度控制在70℃以下，以保证加热面不结垢。低温多效技术的负荷适应性好，在较宽的负荷范围内都有较高热效率，负荷范围可拓宽至40%~110%，但其结构复杂

7、，换热面积和占地面积大，初投资高常规海水淡化技术的弊端：常规的海水淡化方式都以化石燃料或电力为能源，能源消耗巨大，据测算，生产3500万吨淡水需要消耗3.5亿吨原油。同时化石燃料燃烧会向环境释放大量的温室气体，破环环境和生态。在缓解水资源短缺的同时，也给能源和环境带来了巨大压力，且初投资高，技术难度大，在小型化装置上产水率较低，难以满足偏远地区、海外离岛以及能源匮乏地区的淡水需求。20世纪70年代的能源危机，迫使人类将目光转向新能源利用，近年来以太阳能为代表的新能源技术迅猛发展，技术日臻成熟，这为太阳能海水淡化技术的发展奠定了基础。太阳能海水淡

8、化技术：太阳能海水淡化技术是一种利用太阳能蒸馏器来进行海水淡化的一门技术，太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能