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太阳能蒸馏法及海水淡化技术的发展与应用

时间:2023-10-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:第一次世界大战之后,太阳能蒸馏再次引起了人们的极大兴趣,当时不少新式装置被研制出来,如顶棚式、倾斜幕芯式、倾斜盘式以及充气式太阳能蒸馏器等,为当时的海上救护以及人民的生活用水解决了很大问题。例如,Soliman在1976年率先提出了在盘式太阳能蒸馏器中附加加热器的思想,以提高盘式太阳能蒸馏器单位面积的产量。1982年,Rai和Tiwari实验研究了用平板型太阳能集热器与盘式太阳能蒸馏器相结合的装置,从而进一步推动了这项工作的进展。

太阳能蒸馏法及海水淡化技术的发展与应用

人类利用太阳能淡化海水,已经有了很长的历史。它的优点是不消耗外能,运行费用最省,设备也很简单。人类最早的有文献记载的太阳能淡化海水的工作,是15世纪由一名阿拉伯炼丹术士实现的。这名炼丹术士使用抛光的大马士革镜进行太阳能蒸馏。1862年,Lavoisier使用安装在支架上的大型玻璃透镜,将太阳光聚焦在一个长颈瓶中,进行太阳能蒸馏。1869年,Mouchot描述了用镀银的玻璃反射镜聚光,用于太阳能蒸馏的全过程。

世界上第一个大型的太阳能海水淡化装置,是1872年由瑞典工程师C.Wilson设计的,建立在智利北部的拉斯萨利那斯,运行了将近40年。它由许多宽1.14m、长61m的盘形蒸馏器组合而成,总面积4700m2。在晴天条件下,它每天生产2.3万L淡水。Pasteur于1928年首先报道了用球面反射镜聚光进行太阳能蒸馏的实验。他用一个球面反射镜将阳光聚焦于一个铜制的海水沸腾器中,所产生的蒸汽从沸腾器中引入一个传统的水冷式凝结器,并在那里得到蒸馏水

早期的太阳能海水淡化技术(主要是蒸馏法)产水量低、初期成本高,因而在很长一段时间里受到人们的冷落。第一次世界大战之后,太阳能蒸馏再次引起了人们的极大兴趣,当时不少新式装置被研制出来,如顶棚式、倾斜幕芯式、倾斜盘式以及充气式太阳能蒸馏器等,为当时的海上救护以及人民的生活用水解决了很大问题。(www.xing528.com)

纵观太阳能海水淡化研究的历史,利用太阳能进行海水(或苦咸水)的淡化,能量利用方式无外乎两种:其一是利用太阳能产生热能以驱动海水相变过程(蒸馏);其二是利用太阳能发电以驱动渗析过程(目前仍无法与常规能源海水淡化技术相比),前者一般又可分为直接法和间接法两大类。顾名思义,直接法系统直接利用太阳能在集热器中产生蒸馏过程;而间接法系统的太阳能集热器与海水蒸馏部分是分离的。但是,近20多年来,已有不少学者对直接法和间接法的混合系统进行了深入研究。例如,Soliman在1976年率先提出了在盘式太阳能蒸馏器中附加加热器的思想,以提高盘式太阳能蒸馏器单位面积的产量。1982年,Rai和Tiwari实验研究了用平板型太阳能集热器与盘式太阳能蒸馏器相结合的装置,从而进一步推动了这项工作的进展。鉴于太阳能系统与现代工业装置结合越来越广泛,在各种混合装置成为太阳能蒸馏系统发展主流的情况下,1992年,Tiwari在另一篇文献中提出了将太阳能蒸馏系统化分为主动式和被动式两大类的概念。因此,目前太阳能蒸馏装置中主要有主动式系统和被动式系统两大类。

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