多级增湿太阳能海水淡化的实验研究
摘要: 基于多级增湿和分级冷凝原理，设计搭建了一台新型利用太阳能的多级增湿海水淡化装置，实验研究了喷水温度、不同的空气循环方式、分级冷凝对系统产水率和热耗的影响变化规律。研究结果表明，由于采用了分级冷凝和多级增湿技术，系统产水率提高了25% ～ 50%，产水热耗得以降低。
关键词: 多级增湿; 分级冷凝; 太阳能海水淡化
中图分类号: TK519 文献标识码: A 文章编号: 1002 － 6339 ( 2012) 01 － 0020 － 04
0 引言
常规海水淡化方式，如低温多效、多级闪蒸、反渗透、压汽蒸馏等，以化石燃料为能源，容易走入“能源换水源”的怪圈。太阳能应用于海水淡化领域，在一定程度上可以解决能源与水源间的矛盾，是海水淡化技术重要发展趋势之一。为解决传统太阳能蒸馏器存在蒸发慢、凝结慢、回热差等问题［1 － 3］，太阳能增湿海水淡化技术采用强化传热传质、改善回热等措施，产水率有较大提升，有着良好的发展前景。
国内外学者对增湿淡化技术进行了相关研究。
美国学者Al － Hajaj 等人［4 ～ 5］设计一种环形通道式的增湿淡化装置，采用木质蜂窝湿膜作为蒸发填料，空气增湿效果得到有效提升; 张旭朋等［6］设计了一种利用鼓泡进行增湿的太阳能淡化装置，并进行了实验研究; 美国学者Hamieh B M［7］设计了一种露点蒸发海水淡化装置，系统的回热效果得到了显著提高; 德国学者E． Chafik［8］采用冷凝器分级冷却蒸汽，相比于内回热装置，分级冷凝可将冷凝和蒸汽回热利用完全分离开来，回热温度更容易控制; 代彦军［9］指出蒸发器入口海水温度和冷却水温度是影响系统性能的重要参数; 原郭丰等［10］建立了闭式增湿减湿海水淡化各部分的热力过程数学模型。
目前回热利用依然是小型热法淡化装置研究的重点。本文在综合分析国内外水膜增湿淡化装置的基础上，针对单级冷凝存在的回热和冷却冲突的矛盾，结合分级冷凝技术，设计了一台两级水膜增湿的分级冷凝回热海水淡化装置，并以太阳能为热源，对系统性能进行了实验研究。
1 实验装置
1． 1 实验系统及工作原理
本实验装置如图1 所示，主要由水膜加湿器、冷凝器、水泵、风机及管路组成，本装置采用海水预热的闭合回路的空气循环系统( Closed － air，Water －heated cycle，简称CA － WH) 。实验所需热海水由太阳能真空管集热器提供。本装置的冷凝系统采用外置式分级冷凝回热，将回热和冷凝环节完全分离，便于冷却流量的控制，具体方法是: 于主冷凝器前安装前置冷凝器，前置冷凝器主要用于提高冷却水温，为下一级加湿器提供热水; 主冷凝器对湿空气进行充分的冷却，增大淡水产量。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
如果需要了解更加详细的内容，请点击下载 
201205031001258280.zip
下载该附件请登录，如果还不是本网会员，请先注册
