一種新型太陽能海水淡化裝置的研究.pdf

1、眾所周知，我國人口多，淡水資源短缺。海水淡化是解決淡水資源短缺的一種有效途徑。太陽能增濕-去濕淡化技術(shù)是最具發(fā)展前景的一種太陽能海水淡化工藝之一，尤其在需水量較分散、太陽能豐富地區(qū)。其優(yōu)點有：裝置容量靈活性強、安裝成本和運行費用溫和、構(gòu)造簡易、可使用廢熱或太陽能等低品位熱源。 本文提出了一種基于直接接觸冷凝機制的新型太陽能增濕-去濕海水淡化技術(shù)，并利用模擬熱源對該裝置進行了實驗研究。為了提高裝置的傳熱傳質(zhì)速率和節(jié)省冷卻水用量，不

2、僅在蒸發(fā)室與冷凝室之間設(shè)置了軸流風(fēng)機，并將直接噴淋冷凝器應(yīng)用于冷凝室中來冷凝水蒸汽；系統(tǒng)利用冷凝淡水經(jīng)制冷機冷卻后作為噴淋冷卻水來節(jié)省冷卻水用量； 本文主要對以下幾個方面進行了研究： 一、建立了傳統(tǒng)冷卻方式和直接噴淋冷卻式太陽能海水淡化裝置的實驗室小試系統(tǒng)。確定了實驗系統(tǒng)的工藝流程及實驗步驟；對實驗所涉及到的料液特性參數(shù)及其應(yīng)用條件進行了選定；建立了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)預(yù)處理和分析方法。 二、對傳統(tǒng)冷凝和

3、直接噴淋冷凝為基礎(chǔ)的兩套海水淡化裝置進行了實驗研究，研究表明：噴淋方式和傳統(tǒng)冷凝方式下，降低冷卻水溫度，有利于提高產(chǎn)水率；采用軸流風(fēng)機和直接噴淋冷凝方式，不僅提高了濕空氣流量而且使系統(tǒng)內(nèi)的傳熱傳質(zhì)過程得到強化，因而系統(tǒng)具有較高的產(chǎn)水率。軸流風(fēng)機轉(zhuǎn)速分別在2000rpm和1500rpm左右，淡水產(chǎn)量取得最佳值。噴淋冷卻方式平均淡水產(chǎn)量比傳統(tǒng)冷凝方式產(chǎn)水率要提高39.5％。傳統(tǒng)冷凝方式下，單純改變冷卻水流量，淡水產(chǎn)率出現(xiàn)波動，只有少量的增加

4、。噴淋冷凝方式下，當(dāng)噴淋流量為0到200 L/h之間，產(chǎn)水率隨噴淋流量的提高而成正明顯相關(guān)關(guān)系，當(dāng)噴淋流量超過200 L/h時，噴淋流量的提高對產(chǎn)水率的影響較小。 三、建立了直接噴淋冷卻式海水淡化裝置的物理模型和數(shù)學(xué)模型；并采用VB2005語言編程，實現(xiàn)了分析程序的可視化；分析了軸流風(fēng)機轉(zhuǎn)速、噴淋流量及噴淋冷卻水溫度對系統(tǒng)的影響。 四、基于實驗和模擬研究，以小型家用日產(chǎn)淡水18L的裝置為例，探討了直接噴淋冷卻式海水淡化系