新型吸附式太阳能海水淡化技术
海水淡化的新型材料
海水淡化的新型材料海水淡化是指将海水中的盐分去除，使其变成可以用于灌溉、工业生产或饮用水的淡水。
随着全球人口增长和气候变化的影响，淡化海水变得越来越重要。
传统的海水淡化方法包括蒸馏和反渗透，但这些方法存在能耗高、设备大、成本昂贵等问题。
因此，寻找新型材料来解决海水淡化问题成为当前的研究热点之一。
本文将介绍几种新型材料在海水淡化领域的应用及其优势。
一、石墨烯氧化物石墨烯氧化物是一种由石墨烯氧化而成的材料，具有高度的机械强度和化学稳定性。
石墨烯氧化物具有孔隙结构，可以通过筛选作用将盐分和其他杂质分离出来，从而实现海水淡化的效果。
研究表明，石墨烯氧化物在海水淡化中具有较高的去盐效率和较低的能耗，是一种非常有潜力的新型材料。
二、纳米复合材料纳米复合材料是由纳米材料与其他材料复合而成的材料，具有优异的物理化学性质。
纳米复合材料可以通过调控其孔隙结构和表面性质来实现对海水中盐分的选择性吸附和分离。
研究人员利用纳米复合材料制备的海水淡化膜，可以实现高效的去盐效果，并且具有较长的使用寿命和稳定的性能。
三、多孔有机聚合物多孔有机聚合物是一类具有大量孔隙结构的有机高分子材料，具有较高的比表面积和孔隙率。
多孔有机聚合物可以通过调控其孔隙结构和表面化学性质来实现对海水中盐分的选择性吸附和分离。
研究表明，多孔有机聚合物在海水淡化中具有良好的去盐效果和较低的能耗，是一种具有广阔应用前景的新型材料。
四、金属有机骨架材料金属有机骨架材料是一种由金属离子与有机配体组装而成的材料，具有高度的孔隙结构和化学稳定性。
金属有机骨架材料可以通过调控其孔隙结构和金属离子的选择性吸附性质来实现对海水中盐分的高效去除。
研究人员利用金属有机骨架材料制备的海水淡化膜，可以实现高效的去盐效果和较长的使用寿命，是一种非常有前景的新型材料。
综上所述，石墨烯氧化物、纳米复合材料、多孔有机聚合物和金属有机骨架材料是当前海水淡化领域的新型材料。
这些材料具有优异的物理化学性质和去盐效果，可以有效解决传统海水淡化方法存在的问题，为海水淡化技术的发展提供了新的思路和途径。
海水淡化的方法
海水淡化的方法海水淡化是指将海水中的盐分去除，使其成为可以饮用或用于灌溉的淡水的过程。
随着全球淡水资源的日益紧缺，海水淡化技术成为一种重要的水资源补充手段。
在海水淡化领域，有几种主要的方法可以实现这一目标。
首先，蒸馏是一种常见的海水淡化方法。
这种方法通过加热海水，使其蒸发成水蒸气，然后将水蒸气冷凝成淡水。
蒸馏技术可以分为多级闪蒸法、多效蒸馏法和蒸发结晶法等不同类型。
多级闪蒸法通过多个级别的蒸发器和冷凝器，提高了蒸馏效率；多效蒸馏法则通过多个蒸发器和冷凝器的串联，减少了能源消耗。
蒸发结晶法则是通过将海水蒸发至饱和，然后使其结晶成盐和淡水的方法。
蒸馏技术虽然能够高效地将海水转化为淡水，但其能耗较高，需要大量的热能支持。
其次，反渗透技术也是一种常用的海水淡化方法。
反渗透是利用半透膜对海水进行过滤，使盐分和其他杂质被截留在膜的一侧，而淡水则通过膜的孔隙传递到另一侧。
反渗透技术具有能耗低、操作简便的特点，因此在海水淡化领域得到了广泛应用。
然而，反渗透技术也存在着膜污染、膜结垢和高压泵能耗较高等问题，需要定期维护和清洗。
此外，离子交换是另一种海水淡化的方法。
离子交换是通过交换树脂将海水中的盐离子和其他杂质吸附，从而得到淡水的技术。
离子交换技术具有操作简便、能耗低的优点，同时也可以实现对特定离子的选择性去除。
然而，离子交换技术的使用寿命较短，需要定期更换和再生树脂。
最后，太阳能海水淡化技术是一种新兴的海水淡化方法。
利用太阳能驱动海水淡化过程，不仅能够实现海水淡化，还可以减少能源消耗。
太阳能海水淡化技术可以结合蒸馏、反渗透或其他方法，形成多种淡化系统，具有较高的可持续性和环保性。
综上所述，海水淡化是一种重要的水资源补充手段，而蒸馏、反渗透、离子交换和太阳能海水淡化技术是实现海水淡化的主要方法。
不同的方法各有优劣，可以根据实际情况选择合适的海水淡化技术，以满足不同地区的淡水需求。
随着技术的不断进步和创新，相信海水淡化技术将会在未来发挥更加重要的作用。
新型纳米材料在海水淡化中的应用
新型纳米材料在海水淡化中的应用海水淡化已经成为世界上许多干旱国家的必备技术。
在全球水资源短缺的背景下，海水淡化技术提供了一种可持续发展的水资源解决方案。
海水淡化技术的发展可以追溯到20世纪初。
起初，这种技术只能用于一些小规模的地方。
但是，随着技术的发展和纳米材料的出现，海水淡化技术正在发生革命性的变化。
本文将介绍新型纳米材料在海水淡化中的应用，并探讨纳米材料在淡化海水中的优点、挑战，以及发展前景。
一、新型纳米材料纳米科技是21世纪的最新科学，是一种新型材料技术，能够制造纳米尺度的材料和器件。
纳米材料具有许多特殊的物理、化学、生物学特性，如比表面积、尺寸效应、光电性能等，有着广泛的应用前景。
纳米材料的研究和应用涉及许多领域，如储能材料、光电材料、生物医学材料、环境材料等。
二、纳米材料在海水淡化中的应用目前，海水淡化主要使用的技术包括蒸馏法、反渗透法、纳滤法和电渗析法。
这些传统技术虽然可以产生高质量的淡水，但是存在一些缺点，如高能耗、高成本、膜寿命短等问题。
利用新型纳米材料可以有效克服这些问题，提高海水淡化效率。
1. 纳米复合材料纳米复合材料是利用纳米材料与其他材料组合而成的复合材料。
在海水淡化中，纳米复合材料通常与膜技术相结合使用。
这种技术可以在膜上形成纳米级别的孔洞，使得水分子可以通过，而盐离子和其他微小的污染物则被拦截在膜表面。
例如，利用纳米银材料制成膜，可以抑制膜上的菌落、去除微生物和病毒等，从而提高膜的使用寿命和净化效率。
2. 纳米粒子吸附技术纳米粒子具有大比表面积和出色的吸附能力。
这种特性可用于去除海水中的污染物，如油脂、重金属、微生物等。
一些研究表明，将纳米粒子散布在海水中，并利用其吸附能力来去除微量污染物的效果比传统的净化方法要好。
例如，纳米二氧化钛可以作为一种光催化剂，利用其光催化剂效应将污染物进行分解和去除。
三、纳米材料在海水淡化中的优点与挑战优点：（1）提高淡化效率：利用新型纳米材料可以提高淡化效率，减少海水淡化过程中的浪费。
海洋淡化技术的发展与应用进展
海洋淡化技术的发展与应用进展近年来，随着全球气候变化和淡水资源短缺的日益严重，海洋淡化技术成为解决淡水供应问题的一种重要途径。
海洋淡化技术是指利用海水中的盐分和杂质，通过一系列工艺将其转化为可饮用或农业灌溉所需要的淡水。
本文将对海洋淡化技术的发展与应用进展进行探讨。
首先，我们来看一下海洋淡化技术的发展现状。
目前，主要的海洋淡化技术包括蒸馏法、反渗透法、电渗析法和压力变换吸附法等。
其中，蒸馏法是最早应用的一种海洋淡化技术，通过加热海水使其蒸发，然后将水蒸气冷凝得到淡水。
反渗透法则是将压力驱动海水通过半透膜，将盐分和杂质滞留在膜上，从而得到淡水。
电渗析法和压力变换吸附法则是较新的技术，通过利用电场或特殊吸附剂将盐分和杂质从海水中分离出来。
在技术发展的同时，海洋淡化技术的应用也在不断扩大。
首先，海洋淡化技术在饮水方面起到了重要的作用。
许多国家和地区的淡水资源严重不足，而且人口快速增长，海洋淡化技术提供了一种可行的解决方案。
例如，沙特阿拉伯是世界上最大的海水淡化国家，其90%的淡水需求依赖于海洋淡化技术。
此外，海洋淡化技术还广泛应用于一些岛屿国家，如巴林、马尔代夫等，它们几乎完全依赖于海洋淡化技术供应饮用水。
除了饮用水，海洋淡化技术在农业和工业领域也有着广泛的应用。
由于海水淡化技术可以提供可靠的灌溉水和工业用水，它已经在许多地区成为农业和工业发展的重要支撑。
例如，美国加利福尼亚州广泛使用反渗透法将海水转化为用于农业灌溉的淡水。
在工业领域，海水淡化技术被广泛应用于石油、化工、纺织等行业，满足工业用水需求。
然而，海洋淡化技术的发展与应用仍然面临一些挑战。
首先，海洋淡化技术的成本问题是一个关键因素。
目前，大多数海洋淡化工艺的能耗较高，设备和维护费用也较高，导致淡化水的生产成本较高。
因此，在大规模应用海洋淡化技术之前，需要进一步降低成本，提高技术的经济可行性。
此外，海洋淡化技术对环境的影响也需要重视。
一些淡水工厂会排放高盐度废水，对当地生态环境造成一定影响，因此需要采取适当的处理措施，减少对生态环境的破坏。
海水淡化技术的新材料研究进展
海水淡化技术的新材料研究进展近年来，随着全球水资源的日益紧张，海水淡化技术逐渐成为解决淡水供应问题的重要手段。
传统的海水淡化技术主要依靠蒸馏和逆渗透方法，但这些方法存在能耗高、成本昂贵以及对环境产生负面影响等问题。
为了突破这些局限，研究人员致力于开发新的材料，目的是提高海水淡化技术的效率、降低成本，并减轻其对环境的不利影响。
当前，海水淡化技术中的重要材料研究方向主要包括膜材料、吸附材料和电化学材料等。
首先，膜材料是海水淡化技术的核心部分。
逆渗透膜是目前应用最广泛的膜技术，在海水淡化领域发挥着重要作用。
近年来，研究人员不断改进逆渗透膜的结构和制备方法，以提高其脱盐效率和阻垢性能。
例如，利用纳米技术，研究人员制备出具有高通量和高选择性的纳米孔隙膜，如纳米复合膜、纳滤膜等。
此外，还有一些新型膜材料正得到广泛关注，例如石墨烯氧化物、多孔金属-有机骨架材料等，这些材料具有高度的选择性和可调控的通量，潜力巨大。
其次，吸附材料也是海水淡化技术中重要的研究方向之一。
吸附材料通过吸附溶液中的盐离子以实现海水淡化。
基于碳材料的吸附材料，在海水淡化中具有潜力。
例如，研究人员发现碳纳米管、活性炭、氧化石墨烯等碳材料能够高效吸附海水中的离子，具有优异的再生性能和循环使用性能。
此外，还有一些金属有机骨架材料、离子交换纤维等也被广泛应用于海水淡化中，这些材料通过调控孔隙结构和化学团基的功能化，增强了吸附效果。
最后，电化学材料也成为海水淡化技术中引人注目的研究领域。
电化学海水淡化技术采用电能驱动，通过正负极之间的离子交换来实现海水淡化。
在电化学过程中，阳极和阴极的材料选择关键。
研究人员已经成功地利用一些电化学材料如二氧化钛、氧化铝等来提高电化学反应的效率和稳定性。
此外，还有一些新型材料如金属有机骨架材料、多孔电极材料等正在被开发和应用于电化学海水淡化技术中，这些材料能够提高淡化效率、延长电极使用寿命，并降低能耗。
总的来说，海水淡化技术的新材料研究取得了显著进展。
吸附式海水淡化技术及其研究和发展状况
。
随着 世 界人 口增加 、人类 生活方 式 的变化 ，
Ａ Ｄ（ ｄ ｏｐｉｎ ｖｐ ｒ ｏ ｒｓｉｎｄ ｓｌ ａｉｎ ＶＣ Ａ ｓｒｔ ａ ｏ ｍｐｅｓ ｅａ ｎ ｔ ） ｏ ｃ ｏ ｉ ｏ 系统 ；另 一种 由吸 附式 制冷 系统演 变而 来 ，适 用
淡水 资源 的 匮乏越 来越 引起 人 们 的重 视 和关 注 。
吸 附剂 是气 体进 行 吸附和 解 吸 的基 础 。理论 上 讲 ，能 与水 蒸气 发生 吸附／ 吸作用 的物 质都 可 解 以用于 吸 附式海 水淡 化 ；相 关文 献 中，主 要考 虑
的是硅胶 和 沸石 分子筛 。
体开始 流动 ，床 １被冷 却 ，床 ２被加 热 ，开始 后
半个循 环 。进 料海 水经过 海 水预 热器 预热 到一 定
于 水 、 冷 联 产 ， 这 里 称 为 ＡＤ （ ｓｒｔ ｎ ＲＡｄｏｐｉ ｏ
ｄ ｓｌ ａｉ ｄｒｆ ｇ ｒｔ ｎ系统 。 ｅａｉ ｔ ｎａ ｒ ｅａｉ ） ｎ ｏ ｎ ｅｉ ｏ １１１ Ａ Ｃ 系统 ．． Ｖ Ｄ
中 国总 体 上 属 于 贫 水 国家 ， 人 口 占世 界 人 口 的
的发 展前 景 。
度较 高且干 燥 ，床 １刚完 成吸 附过程 ，温 度低 且
基本 处于 吸 附饱 和状 态 。 两床 间 的循 环流 体流 动 ，
１ 吸 附式海 水 淡 化系统 流 程 及 常用 吸附
剂
１１ 系统 原理 ．
实现 两床 间 的回热 ：床 １被加 热 ，可 以减 少 驱动 热源 的消 耗 ；床 ２被冷却 ，可 以减 少冷 却水 的用 量 。床 １先被 循环 流体 、然后 被外 界蒸汽 或 热水 加 热 ；当解吸 床 １内蒸汽 压 力大于 蒸发一 冷 凝器 中冷 凝 管道 内的压 力 时 ，解 吸产 生 的蒸汽 开 始冷 凝 ，所放 热量 使 管外 的海 水升温 并 部分汽 化 ； 当
吸附式海水淡化系统实验研究
吸附式海水淡化，回热回质，实验分析，运行性能，淡化水水质
Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
马洪亭 等
摘要
目前国内吸附式海水淡化研究仍停留在理论层面，对实际装置研制及运行性能的分析未见报道。针对于 此，本文设计并利用带有回热回质循环的吸附式海水淡化系统进行了实验，分析了系统运行性能，并对 制取的淡化水进行检测。结果表明：在稳定工况下，系统的产水量达到5.7 kg/h。系统最佳循环周期为 20 min。采用回热循环不能增加单位时间的产水量，每个回热循环能够回收热量1356.4 kJ。制取的淡 化水除挥发酚类和氟化物外，其它指标均达到生活饮用水卫生标准限值的要求，各项特征与传统海水淡 化技术淡化水的特征趋于一致。
2. 吸附式海水淡化实验简介 2.1. 吸附式海水淡化实验装置
实验所用的带有回热回质循环的吸附式海水淡化系统(专利公开号 CN105967258A)如图 1 所示，吸附/解 吸的过程由床 A 和床 B 交替进行。回质和回热过程通过阀门的切换完成。真空泵用于保持系统的真空度。
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马洪亭 等
1.吸附/解吸床 A 2.吸附/解吸床 B 3.降膜蒸发器 4.热水供水管 5.热水回水管 6.冷却水供水管 7.冷却水回水管 8.蒸汽管路(供吸附床) 9.蒸汽管路(供降膜蒸发器) 10.回热循环管路
热水入口(解吸) 冷水进口(吸附)
海水喷淋 热水进出口温差(℃) 冷水进出口温差(℃)
太阳能海水淡化技术
太阳能海水淡化技术1前言中国太阳能光热利用经过30 多年发展，一直以低温生活热水为主，据统计，截至2014年底，太阳能集热器保有量达到4.14亿平方米，位列世界第一。
国家明确“十三五”期间将用5年时间由4 亿平方米保有量翻一番到8亿平方米的宏伟目标。
要顺利完成这一目标，必须扩展太阳能热利用领域和方法，本文提出一种利用低温太阳能集热进行海水淡化的方法。
现有的海水淡化技术很多，但是传统的海水淡化技术普遍存在投资高、能源消耗过大等因素，所耗能源主要来自石油和煤炭等化石燃料，因而导致海水淡化技术推广受到一定局限。
个别研究表明淡水日产量1000m3的海水净化系统每年耗能量相当于10000吨石油。
而对于缺乏化石燃料资源、人口密度低、没有大规模连接电网的偏远地区，很难建立传统的海水淡化装置。
因此，利用无处不在的太阳能对海水进行淡化处理成为很好的选择。
2技术背景地球上海洋覆盖面积71%，海水的储量约13 .7亿立方千米，占地球总水量的95%，占地表水总量的98%。
在陆地的水储量中，淡水只占全球水储量的2.53%，但是可供人类直接使用的淡水总量仅占地球总储水量的十万分之七。
我国是人均水资源缺乏的国家，被联合国列为13个最缺水国家之一，全年淡水缺口高达400 亿吨。
“十二五”期间，我国的海水淡化产业产值达到300 亿元以上，未来几年世界海水淡化市场将有近千亿的商机。
在此背景下，发展海水淡化新技术，特别是利用太阳能进行海水淡化新技术，当务之急向海洋索取淡水已成为现代社会的重中之重。
大力发展海水淡化新技术，对实现2020年8亿平方米太阳能集热器保有量这一目标，对缓解当代水资源短缺、日趋突出的供需矛盾和日益严重的环境污染等系列重大问题具有深远的战略意义。
3太阳能海水淡化新技术3.1海水淡化新技术简介在太阳能海水淡化新技术的装置中，利用被太阳能加热的水与海水换热，加热后的海水进入有吸附材料的蒸发器蒸发，蒸汽再进入冷凝器释放潜热并由高效能量回收系统将潜热回收进海水，同时蒸汽在冷凝器中被冷凝成产品淡水。
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间工作 & 它的运行过程如下 &
收稿日期 ! .//>B3/B33 作者简介 ! 方甲闯 !3C4.B $’ 男 ’ 硕士研究生 ’ 研究专业为人机与环境工程技术 &
!"
可再生能源
’++%,"$ 总第 -(. 期 %
实用技术
图"
双吸附床太阳能热吸附式海水淡化系统
! 海水进入蒸发器 ! 经加热盘管加热后 ! 产
+M# +(# +Z#
藤毅 . 固体吸附式制冷技术的概况及进展 +P#. 上海交通 大学学报 -"LL%-N$ %$M &$"&L*""N. 朱瑞琪 . 沸石 * 水吸附特性及其制冷 Y 热泵性能分析 +P#. 西安交通大学学报 -"LL"-$( %M&$(Z*Z&. 侴 乔 力 !苏 跃 红.一 种 太 阳 能 吸 附 式 空 气 取 水 器 的 原 理性试验研究 +P#. 自然杂志 -"LL(-"X %Z &$"$$*"$X.
% 海水只集中于一个容器中 ! 不与系统最热
的部件相接触 ! 从而减少了腐蚀与结垢 " 海水腐 蚀的环节较少 ! 对其他部分材料的要求不高 ! 从 而能降低防腐成本 " 尽管吸附式太阳能海水淡化系统具有许多 优点 ! 但是 ! 到目前为止仍无商业化运行的实例 " 吸附式太阳能海水淡化的下列关键技术还有待 解决 "
蒸汽进入冷凝器中冷凝 ! 形成的淡水经出水口输 送给用户 ! 释放的潜热由冷却水带走 "
淡化系统 " 单效吸附式太阳能海水淡化装置将较 高温度的浓海水和冷凝淡水排出装置! 浪费热 能 ! 非常可惜 " 为了重复利用水蒸气的凝结潜热 和更好地改善系统的性能 ! 许多研究者又提出了 多效吸附式太阳能海水淡化系统的设计)’*" 与单效吸附式太阳能海水淡化系统类似 ! 多 效系统也包括了吸附床 # 脱附床 # 蒸发器 # 热交换 器和海水预热器等几大部分 ! 但增多了蒸发器 # 海 水预热器和淡水收集器的数量 !如图 ! 所示 "
# 利用太阳能作热源 ! 不仅可以节约电能 !
而且可以应用在电力短缺的偏远地区和海岛上 " 系统既可由太阳热能驱动 ! 也可利用其它工艺的 余热驱动 "
$ 除小功率的泵以外 ! 整个机组无其他运动
部件 ! 系统运转平稳安静 "
+", !$,
郑 宏 飞 - 何 开 岩 - 陈 子 乾 . 太 阳 能 海 水 淡 化 技 术 !/,. 北 京 $ 北京理工大学出版社 -$&&(.
! 一般的吸附材料所需的脱附温度较高 ! 均
在 %&’"(& ) ! 而太阳能集热装置在高温下运行 效率较低 ! 致使整个系统的效率不高 " 但随着太 阳能应用技术的日益成熟与完善 ! 当前利用热管 式真空管太阳能集热器获得 %&’"(& ) 的中温已
XZ
自 ./ 世纪中期以来’ 海水淡化技术随着淡水 资源危机的加剧而得到了迅速发展 & 在已经开发的 一系列淡化技术中 ’蒸馏法(电渗析法 (反渗透法都 达到了工业化 (规模化生产的水平 & 但这些方法需 要以大量的燃料或电能消耗为代价 & 吸附式太阳 能海水淡化技术是一种利用太阳能提供热源实 施海水淡化的新型海水淡化技术 ’ 它具有性价比 高 (对 原 水 水 质 要 求 不 高 (对 驱 动 热 源 温 度 要 求 低等显著优势 & 因此 ’ 将太阳能集热技术与吸附 式海水淡化装置结合起来 = 利用太阳能淡化海水 ’ 无疑具有广阔的前景 & 在该装置中’装有吸附 材 料 的 吸 附 床 可 直 接吸收太阳光’太阳能集热器既是发生器!对 应于 脱 附 过 程 $ ’ 又 是 吸 附 器 ! 对 应 于吸 附 蒸 汽 过 程 $& 吸 附 过 程 和 脱 附 过 程 是 交 替 进 行 的 & 夜 间 ’ 利用白 天 被 太 阳 能 加 热 的 水 给 蒸 发 器加热’蒸发器内的海水受热蒸发’蒸汽进入 太 阳 能 集 热 器 吸 附 床中 ’ 吸 附 床 吸 附 蒸 汽 后 释放的潜热由床底背部的冷却系统带走’蒸 发器中形成的浓盐水排出装置外& 最终’吸附 床充分吸附蒸汽而达到饱和& 白天’通过太阳 能集热器的集热’ 使吸附床中的温度逐渐升 高 " 当 吸 附 材 料 表 面 的水 蒸 气分 压 大 于 冷 凝 器 中 水蒸 气的 饱 和 分 压 时 ’ 打 开 阀门 3’ 蒸 汽 进 入 冷 凝 器 中被 冷 凝 成 产 品 淡 水 & 水 蒸 气冷 凝 过 程 中 释 放 的 潜 热 ’ 由 冷 却 水 带 走 ’ 即完 成了 一 个循环过程& 为了使系统连续工作 ’ 也可将吸附床做成多 个 ’ 错开它们的吸附与脱附时间 & 图 . 所示即是 这样的一个系统O.P& 这是一个将太阳能集热器与吸附器分开的 淡化装置 ’ 集热器不再直接作为吸附床的解附热 源 ’ 而是用来加热贮热水箱中的水 ’ 装置中的 . 个 吸 附 器 解 附 !和 蒸 发 $所 需 的 热 能 全 部 由 贮 箱 水 箱 中 的 热 水 供 给 ’这 样 可 以 简 化 结 构 ’保 证 装 置能连续运行 ’ 而且可以在太阳辐射不足时和夜
实用技术
#$%$&’()$ $%$#*+ %,-" ./01 23.4 56678 9: ’;;<
新型吸附式太阳能海水淡化技 北京理工大学 机械与车辆工程学院 = 北京 摘
东.
>?//.3$
300043" .- 广西卫生干部管理学院 # 广西 南宁
要 ! 论述了一种新型的海水淡化技术 % %% 吸附式太阳能海水淡化技术 & 介绍了该技术的基本原理以及系
#$
实用技术
从脱附床出来的蒸汽 ! 直接进入第一级蒸发 器!在那里加热管外的降膜海水 !所 产 生 的 二 次 蒸汽被输入第二级蒸发器 ! 加热第二级蒸发器管 外降膜蒸发的海水 ! 再产生的次级蒸汽输入第三 级蒸发器 ! 由此一直到最后一级蒸发器 " 最后一 级蒸发器所产生的次级蒸汽最终被送入吸附床 中吸附 ! 由此完成整个蒸汽的循环 "
其传热传质过程 !降低总系统的运行温度 ! 是设计 高效吸附* 脱附器的改进方向 "
! 吸附式太阳能海水淡化系统的特点和关键技术
与传统的海水淡化方法相比 ! 吸附式太阳能 海水淡化技术有着如下的优点 "
#太阳能的能量密度很低 ! 由太阳能转换的
热能是有限的 ! 充分利用热能 ! 重复利用水蒸气的 凝结潜热 ! 实现系统的多效运行 ! 是提高系统性能 系数的主要方向 "
统的运行过程 ’ 分析了技术特点以及存在的一些主要问题 ’ 探讨了该技术的应用领域和发展前景 & 关键词 ! 吸附式 " 海水淡化 " 太阳能 中图分类号 ! @!"!A3" 文献标识码 ! ( 文章编号 ! 31!3B>.C.!.//1 $/"B//!"B/?
! "#$ %&’()*+,(" +-*. ’(/%) &.’%/,"%+,(" +.01"(/(2D’%* E9FBGH7F:I’ JK$%* K,:IBL89 ’ KM’%* N,:I
! 产淡水效率高 ! 能量利用性能系数大 " 性
能系数是描述海水淡化系统能量输入与产出相 对大小的指标! 海水淡化装置的性能系数定义 为产淡水所需的热量与系统供给热量的比值" 性能系数大! 表明供给能量转化为淡水产量的 效率高 " 文献 !"# ! !$# 指出 ! 四效的吸附 式 海 水 淡 化装置的性能系数可达传统多效蒸馏系统七效 的水平 "
图3 太阳能吸附式海水淡化系统原理
3
吸附式太阳能海水淡化系统的基本工作原理 某 些 固 体 物 质 ’如 沸 石 (活 性 炭 (氯 化 锶 (氯
化 钙 等 ’对 水 蒸 气 具 有 强 烈 的 吸 附 特 性 ’利 用 该 特性可以将这些物质做成水蒸气的吸附与脱附 床’ 再利用太阳能集热装置驱动吸附与脱附过 程 ’ 即可组成太阳能吸附式海水淡化装置 & 图 3 是太阳能吸附式海水淡化系统的示意图 &
$ 对于多吸附 * 脱附器的系统 ! 特别是吸附
过程与多效蒸馏过程相结合的系统 ! 实现系统中 各部件的协调运行 !也是提高系统效率的关键 " 因 此 ! 开发合适的自动控制系统是提高整体系统效 率的前提 "
"
结语 海水淡化技术是解决未来淡水短缺问题的主
" 许多吸附材料都是普通的化工材料 ! 廉价
易购 ! 特别是沸石和活性炭等 ! 价格非常低 ! 利用 这种材料作为吸附剂 ! 能够大大降低系统的运营 成本 " 另外 ! 沸石和活性炭都属于无毒无臭的物 质 !可完全满足环保的要求 "
[0:0GO\10 0:0[]7 :E.M $&&Z ^"$% _DD<A I= OCC‘
经达到较高的效率 !因此采用吸附式原理 ! 利用太 阳能进行海水淡化的技术路线重新得到人们的重 视"
"一般的吸附材料的导热系数都较低 ! 致使 在吸附 * 脱附器中的传热传质过程受到限制 " 因 此 ! 设计高效的吸附 * 脱附器是系统的关键 ! 强化
要途径之一 " 吸附式太阳能海水淡化技术具有节 能 # 环保的特点 ! 而且系统结构简单 # 海水不与系 统最热的部件相接触 ! 从而减少了腐蚀与结垢的 危害 !这是其他海水淡化装置无法比拟的优点 " 相 信在不久的将来 ! 吸附式太阳能海水淡化技术将 会作为一项成熟的技术为人类服务 "