太陽能—風(fēng)能多級鼓泡增濕去濕海水淡化技術(shù)研究.pdf

1、目前水資源短缺已是世界各國共同關(guān)注的全球性問題，海水淡化是解決這一問題的重要途徑。低溫多效蒸餾、多級閃蒸、反滲透等主流海水淡化技術(shù)僅適合于大規(guī)模海水淡化工程，且存在能耗高、對環(huán)境影響不利等問題。太陽能海水淡化技術(shù)克服了對化石能源的依賴，但具有占地面積大、效率低等缺點(diǎn)。增濕去濕海水淡化技術(shù)具有規(guī)模靈活、結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)、可以因地制宜地高效利用低位熱能和各種可再生能源等優(yōu)點(diǎn)，是解決偏遠(yuǎn)地區(qū)分散小規(guī)模淡水需求的有效方法，是對主流海水淡化技術(shù)

2、的重要補(bǔ)充。
　　在前人研究的基礎(chǔ)上，建立了一臺五級鼓泡增濕去濕海水淡化裝置。該裝置以空氣為載氣，采用鼓泡的方式令空氣與海水傳熱傳質(zhì)，升溫增濕空氣的冷凝潛熱得到了有效利用。該裝置能夠利用電能（可由太陽能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化而來）和太陽能為淡化過程供能，且能夠靈活地調(diào)整引風(fēng)量、第零級蒸發(fā)室鹽水溫度、各級蒸發(fā)室的鼓氣量和鹽水液位高度等操作條件。從單效和多效兩個方面對該裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　單效情況下的實(shí)驗(yàn)研究表明，第零級蒸發(fā)室鹽水溫度

3、越高，裝置產(chǎn)水率越高;針對一定的加熱功率，存在一個最佳的鼓氣量;引風(fēng)量越大，裝置產(chǎn)水率越小;第零級蒸發(fā)室中鹽水液位高度對產(chǎn)水率影響不大。
　　多效情況下的實(shí)驗(yàn)研究表明，減小第零級蒸發(fā)室鼓氣量并增大最高一級蒸發(fā)室鼓氣量對裝置產(chǎn)水率有利。在多效情況下所得到的裝置最大產(chǎn)水率為3.156kg/h，相應(yīng)的造水比為1.2。
　　基于質(zhì)量衡算和熱量衡算，建立了多級鼓泡增濕去濕淡化裝置的數(shù)學(xué)模型，對淡化過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)

4、結(jié)果基本相符，并得出以下結(jié)論:在裝置首末兩級蒸發(fā)室總溫差一定的情況下，第零級蒸發(fā)室鹽水溫度越高，總產(chǎn)水率越高;在裝置第零級蒸發(fā)室溫度一定的情況下，最末級蒸發(fā)室鹽水溫度越低，裝置產(chǎn)水率越高;在裝置首末兩級蒸發(fā)室鹽水溫度確定的情況下，中間各級蒸發(fā)室級間溫差對總產(chǎn)水率影響較小。這為各級鼓氣量的設(shè)定提供了依據(jù)。
　　在實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，在給定的設(shè)計(jì)條件下，以日產(chǎn)淡水28L為例，將太陽能和風(fēng)能與多級鼓泡增濕去濕淡化裝置進(jìn)行了集成優(yōu)