風(fēng)力壓縮空氣式苦咸水淡化試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源污染越來(lái)越嚴(yán)重，淡水資源越來(lái)越匱乏，加之燃燒常規(guī)能源給大氣造成嚴(yán)重的污染等問(wèn)題成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們正常生活重大的問(wèn)題。因此大力發(fā)展新能源是能源利用的新趨勢(shì)，海水或苦咸水淡化成為未來(lái)解決淡水資源匱乏的一個(gè)重要途徑。將海水或苦咸水淡化與新能源相結(jié)合，是節(jié)能、減排、合理利用能源解決水資源問(wèn)題的有效方式且具有廣闊前景。我國(guó)具有豐富的可再生能源包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、波浪能等，根據(jù)國(guó)家氣象科學(xué)院估計(jì)，我國(guó)陸地地

2、面10m高度層風(fēng)能的理論儲(chǔ)量為32億kW，實(shí)際可開(kāi)發(fā)量為2.53億kW，海上風(fēng)能可開(kāi)發(fā)量是陸地風(fēng)能儲(chǔ)量的3倍。我國(guó)有著豐富的地下咸水資源，主要分布在風(fēng)能資源豐富的西北地區(qū)和沿海地區(qū)。因此利用風(fēng)能進(jìn)行苦咸水淡化有利于風(fēng)能資源與苦咸水淡化結(jié)合的有效應(yīng)用，減少利用其它能源淡化苦咸水在能源傳輸過(guò)程中帶來(lái)的損失。
　　 風(fēng)能直接用于苦咸水淡化主要是風(fēng)力機(jī)壓縮空氣，由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)氣驅(qū)增壓泵給苦咸水增壓驅(qū)動(dòng)反滲透膜淡化苦咸水的過(guò)程。
　

3、　 為了消除氣驅(qū)增壓泵由于活塞相位產(chǎn)生的壓力和流量脈動(dòng)，采用安裝蓄能器和多臺(tái)氣驅(qū)增壓泵并聯(lián)的方式。試驗(yàn)研究了氣驅(qū)增壓泵性能，對(duì)于不同驅(qū)動(dòng)壓力下，單臺(tái)及兩臺(tái)、三臺(tái)氣驅(qū)增壓泵運(yùn)行輸出壓力和流量均隨著驅(qū)動(dòng)壓力的增大而增大。在現(xiàn)有的試驗(yàn)條件下，單臺(tái)氣驅(qū)增壓泵壓力和流量較小，兩臺(tái)氣驅(qū)增壓泵輸出的壓力和流量明顯大于單臺(tái)氣驅(qū)增壓泵輸出的流量也壓力，而三臺(tái)氣驅(qū)增壓泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)輸出的壓力和流量稍微高于兩臺(tái)氣驅(qū)增壓泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)輸出的流量和壓力，因此采用兩

4、臺(tái)氣驅(qū)增壓泵并聯(lián)時(shí)和蓄能器相結(jié)合泵出口壓力和流量性能最好。
　　 試驗(yàn)中采用低壓氣驅(qū)增壓泵組對(duì)原水過(guò)濾和高壓氣驅(qū)增壓泵組進(jìn)行反滲透，兩組氣驅(qū)增壓泵同時(shí)運(yùn)行。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)蛪簹怛?qū)增壓泵組驅(qū)動(dòng)壓力一定時(shí)，隨著高壓氣驅(qū)增壓泵組驅(qū)動(dòng)壓力的增大，高壓氣驅(qū)增壓泵組輸出壓力和流量均隨之增大，而低壓氣驅(qū)增壓泵組輸出壓力逐漸降低而流量逐漸增大的規(guī)律。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩組氣驅(qū)增壓泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，低壓氣驅(qū)增壓泵組驅(qū)動(dòng)壓力為0.2MPa，高壓氣驅(qū)增壓泵組驅(qū)

5、動(dòng)壓力為0.3MPa的壓力配比效果最佳。
　　 通過(guò)理論分析和試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果相結(jié)合，本試驗(yàn)中所采用的氣驅(qū)增壓泵在驅(qū)動(dòng)壓力為0.3MPa～0.35MPa范圍內(nèi)能量轉(zhuǎn)換效率最高能達(dá)到40％。在對(duì)電導(dǎo)率為1925μs/cm的苦咸水試驗(yàn)中，反滲透膜的除鹽率能夠高達(dá)97.4％，整體系統(tǒng)的產(chǎn)水量為3.5L/min，與采用電動(dòng)離心增壓泵相比反滲透膜除鹽率和產(chǎn)水量相同。通過(guò)分析得到了在沒(méi)有安裝蓄能器的條件下風(fēng)力壓縮空氣式苦咸水淡化能耗為15.1k