太阳能海水淡化的新技术进展现状摘要:近几年以来,我国的太阳能技术有了特别大进度。本文分析了传统太阳能海水淡化技术效率低下的原因,重点介绍利用增湿—除湿技术或膜蒸馏技术与海水淡化技术结合的新型海水淡化系统,该系统可充分利用太阳能热能实现能量的综合利用;然后介绍了太阳能、风能或其他形式的能量在海水淡化过程当中能量的耦合匹配问题及系统设计集成。关键词:海水淡化;太阳能;增湿—除湿;膜蒸馏引言太阳能作为一种可再生的新能源,具备清洁、环保、持续、长久等优势,已成为应对能源短缺、环境污染等问题的重要选择之一,大规模采纳太阳能可减少对化石燃料的使用,因此受到世界各国的广泛关注。将太阳能应用到海水淡化系统中为系统供能进行海水淡化,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是利用太阳能的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结合的过程当中,太阳能蒸馏系统以其本身的优势条件渐渐进展为主流海水淡化系统,基于此 Tiwari 提出将太阳能蒸馏系统分为主动式和被动式 2 大类。被动式海水淡化系统不依靠外部附加部件,仅依靠太阳能光照时产生的热量进行海水淡化;而主动式系统则是在被动式系统的基础上增加辅助设备,有效地改善了系统内部的传热传质过程,且对凝聚过程当中的潜热进行回收利用,因此提升了产水量和系统效率。太阳能电驱动海水淡化主要指利用光伏发电原理将太阳能转化为电能,然后用电能驱动高压水泵压缩海水进行反渗透来完成海水淡化。海水被高压水泵送入到反渗透(RO)系统中,反渗透膜只能使淡水通过,而盐分则会通过旁路系统排除,RO 装置能量回收率大于 50%,脱盐率可达到 90%以上。虽然反渗透在操作方面有复杂的预处理和专业的知识,但反渗透处理的水价格更稳定,因此在全球范围以内,反渗透项目呈逐年增长的趋势。常规的太阳能膜法主要包括太阳能反渗透法和太阳能渗析法。常规的太阳能海水淡化系统主要有以下问题:(1)蒸馏过程当中产生的蒸汽凝聚潜热未能得到有效利用,致使能量损失到大气环境中;(2)常规的蒸馏装置中循环海水量大,总热容量大,削弱了蒸发的驱动力;(3)蒸馏系统中主要以自然对流为主要换热模式,传热效率较低,限制了系统性能的提升;(4)太阳能集热面积高,系统初投资太大,产水成本过高;(5)由于太阳能能量的低密度性和不稳定影响系统的稳定、安全运转,尤其是对系统产水方面的影响。2 太阳能海水...