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南极之星水处理网讯：摘要：近年来，我国的太阳能技术取得了长足的进步。 本文分析了传统太阳能海水淡化技术效率低下的原因，着重介绍了一种将加湿-除湿技术或膜分离技术与海水淡化技术相结合的新型海水淡化系统。 该系统可充分利用太阳能热能蒸汽凝结水的回收及利用，实现能源的综合利用； 介绍了太阳能、风能或其他形式能源在海水淡化过程中的耦合匹配及系统设计与集成。
关键词：海水淡化； 太阳能; 加湿-除湿； 膜分离
前言
太阳能作为一种可再生的新能源，具有清洁、环保、可持续、持久等优点。 受到世界各国的广泛关注。 将太阳能应用于海水淡化系统，为系统淡化海水提供能源，是解决水资源短缺和能源危机的有效措施。
1 太阳能海水淡化的分类
太阳能海水淡化主要利用太阳能热能和光伏发电产生的电能进行海水淡化。 在太阳能海水淡化与现代工业生产相结合的过程中，太阳能分馏系统凭借自身的优势逐渐发展成为主流的海水淡化系统。 基于此，提出将太阳能分馏系统分为主动式和被动式两大类。 被动式海水淡化系统不依赖外部附加元件，仅利用太阳光产生的热量对海水进行淡化； 而主动系统在被动系统的基础上减少了辅助设备，有效改善了系统内部的传质传热过程，回收了冷凝过程中的热容量，从而提高了产水量和系统效率。 太阳能海水淡化主要是指利用光伏发电原理，将太阳能转化为电能，再利用电能驱动高压油泵压缩海水进行反渗透，完成海水淡化。 海水通过高压水泵送入反渗透（RO）系统。 反渗透膜只能让淡水通过，而盐分会通过旁路系统去除。 反渗透装置能量回收率小于50%，脱盐率可达90%。 多于。 事实上，反渗透具有复杂的预处理和操作上的专业知识，但反渗透处理后的水价格更稳定，因此反渗透项目在全球范围内逐年下降。 常规的太阳能膜法主要有太阳能反渗透法和太阳能透析法。 传统的太阳能海水淡化系统主要存在以下问题： (1) 分馏过程中形成的蒸汽冷凝热容量不能得到有效利用，造成能量损失到大气中； (2)常规分馏装置循环海水量大，总的热阻大，削弱了蒸发的驱动力； (3)自然对流是分馏系统中主要的传热方式，传热效率低，限制了系统性能的提高； (4)太阳能集热面积高，系统初期投资过大，制水成本高； (5)由于太阳能的低密度和不稳定性影响系统的稳定和安全运行，特别是对系统产水量的影响。
2 太阳能海水淡化新技术
2.1 太阳能加湿-除湿海水淡化
典型的太阳能加湿除湿系统包括四个主要过程：太阳能集热过程、海水加热过程、淡水沉淀过程和空气循环过程。 根据太阳能加热方式的不同，通常可分为海水加热式、空气加热式和混合式3类。 海水加热式是目前大多数系统采用的主要方式。 首先，进料海水通过冷凝器进入太阳能集热系统吸收太阳能，加热后蒸发。 汽化后的海水再送至加湿器喷出加湿空气，浓缩盐水从前端排出。 在加湿和除湿过程中，空气在密闭室内循环。 在冷凝器中，空气被冷凝除湿，形成淡水，汇入淡水箱； 然后空气进入加湿器进行加湿加热，然后返回空调进入循环过程。 与传统的分馏法相比，太阳能加湿除湿技术具有设备投资小，操作压力多为常压等优点； 工作温度为70-90℃，易于通过太阳能集热获得； 气化过程温和，设备燃烧少，出水水质高等优点。
2.2 太阳能膜分离海水淡化
目前，太阳能膜分离系统主要分为两种方法。 一种是通过太阳能直接加热海水，然后将其送至膜分馏组件进行汽液分离，将通过膜组件的蒸汽冷凝成淡水。 直接加热系统； 另一种是采用中间传热介质，先用太阳能加热中间传热介质，然后在传热介质与进料海水之间进行传热，对加热后的海水进行淡化处理。 这种类型的系统称为间接加热系统。 太阳能膜分馏系统一般主要包括太阳能集热器、膜组件、冷凝器等辅助设备，间接加热系统还需要海水加热器和中间传热介质。
2.3 多能耦合海水淡化
2.3.1 太阳能、风能耦合海水淡化技术
太阳能与生物质能的耦合整合，可以弥补太阳能在夜间难以获得的不良效果。 目前，生物质能与太阳能耦合用于海水淡化的方法主要有两种：一种是生物质能与太阳能互补发电，充分利用风电和光伏发电的优势，填补两者的缺点，通过电能驱动反渗透。 海水淡化，常规的风光互补反渗透如图4； 二是利用太阳能作为热源供水加热海水，利用风力发电为系统供电，省去“太阳能-电能-热能”的转换过程，提高能源利用率。 速度。
2.3.2 太阳能与其他新能源的耦合整合
海洋通过各种化学过程吸收、储存和补充能量，海洋中的这些可再生能源被称为海洋能。 借助海洋能进行海水淡化的主要方法有：潮汐能、波浪能、洋流能、温差能等。海水淡化的主要方法仍然是热能法和膜法，它们通过将潮汐转化为机械能能、波浪能、洋流能等，再通过机械能驱动反渗透系统生产淡水； 或将温差能转化为热能，用于分馏或闪蒸脱盐。 蒸汽。
3 太阳能海水淡化技术发展前景
（1）建设小型太阳能海水淡化项目，提高系统效率，降低淡水成本，满足一定规模城市人口的水资源供需。 （2）发展分布式太阳能海水淡化技术，通过政府补贴等方式安装太阳能海水淡化装置，为家庭提供淡水和电力，实现单位用户水电资源自给自足。 (3)在利用太阳能的过程中，主要采用光伏发电和光热水供应。 为防止能源损失和浪费，应进一步发展蓄电和蓄热技术，实现太阳能的高效利用和设备的改进。 同时，可以提高热电系统的可靠性和经济性。 (4)借助计算机对太阳能海水淡化系统进行全程监控，简化了系统的控制，实现了系统高效、准确、自动化运行。
结语
综上所述，未来几年，太阳能分馏制水一直占据主导地位，但透析节能高效的特点决定了利用透膜法制取淡水是未来的发展趋势。行业; 将太阳能与常规海水淡化相结合蒸汽凝结水的回收及利用，采用先进的制造技术和强化传质传热技术，制水疗效理想； 太阳能集热器是系统的能量输入端口，应根据实际情况选择安装，以达到效率和成本的双重平衡。
