太陽(yáng)能—風(fēng)能多級(jí)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(guó)共同關(guān)注的全球性問(wèn)題，海水淡化是解決這一問(wèn)題的重要途徑。低溫多效蒸餾、多級(jí)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(duì)環(huán)境影響不利等問(wèn)題。太陽(yáng)能海水淡化技術(shù)克服了對(duì)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(jiǎn)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(duì)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(tái)五級(jí)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(yáng)能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)）和太陽(yáng)能為淡化過(guò)程供能，且能夠靈活地調(diào)整引風(fēng)量、第零級(jí)蒸發(fā)室鹽水溫度、各級(jí)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(gè)方面對(duì)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(jí)蒸發(fā)室鹽水溫度

3、越高，裝置產(chǎn)水率越高;針對(duì)一定的加熱功率，存在一個(gè)最佳的鼓氣量;引風(fēng)量越大，裝置產(chǎn)水率越小;第零級(jí)蒸發(fā)室中鹽水液位高度對(duì)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(jí)蒸發(fā)室鼓氣量并增大最高一級(jí)蒸發(fā)室鼓氣量對(duì)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(jí)鼓泡增濕去濕淡化裝置的數(shù)學(xué)模型，對(duì)淡化過(guò)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(jí)蒸發(fā)室總溫差一定的情況下，第零級(jí)蒸發(fā)室鹽水溫度越高，總產(chǎn)水率越高;在裝置第零級(jí)蒸發(fā)室溫度一定的情況下，最末級(jí)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(jí)蒸發(fā)室鹽水溫度確定的情況下，中間各級(jí)蒸發(fā)室級(jí)間溫差對(duì)總產(chǎn)水率影響較小。這為各級(jí)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(yáng)能和風(fēng)能與多級(jí)鼓泡增濕去濕淡化裝置進(jìn)行了集成優(yōu)