主动—芯型太阳能海水淡化蒸发器的构建及其共生产业模式探讨

【摘要】：由于淡水资源的紧缺，海水淡化技术近半个世纪以来得到了迅猛的发展，世界上已经形成了以蒸馏法和膜法为主导的海水淡化技术，该技术为解决淡水资源的短缺问题提供了一条有效途径。然而，随着海水淡化技术的日益发展，其带来的环境问题也越来越不容忽视。长期以来，海水淡化副产物浓盐水的直接排放或未充分利用对环境带来了相当程度的负面影响，浓盐水的大量排放导致局部海水盐度增加，同时也造成了浓盐水携带的余热在一定程度上的浪费。除此之外，在全球能源紧张的情况下，蒸馏法和膜法海水淡化工艺带来的能源消耗问题也越来越引起人们的重视，世界各国都在探索新能源的开发及与海水淡化相结合的良好应用。太阳能作为清洁可再生能源中的一种，其与海水淡化技术及其副产业相结合的模式正成为业内竞相研究的热点。 本文提出了将太阳能与海水淡化及浓盐水电解过程相结合的共生模式的构建，阐述了通过太阳能光伏发电系统对海水淡化及浓盐水电解装置进行供电，同时充分利用太阳能的光热能量对海水进行淡化处理这一系统的组成，并通过设备的构建进行了实验。本文还通过对传统的盘式太阳能蒸馏器的能量流动分析，设计了主动-芯型太阳能海水淡化装置的组成，并对该装置下的海水淡化实验过程与结论进行了分析。通过淡化装置在运行过程中表现出的几点现存缺陷，得出了淡化装置的拟深入优化方案，并在此基础上构思了新一代的太阳能海水淡化装置。本文为太阳能海水资源化及其共生模式的后续研究，以及其中的海水淡化装置的深入设计提供了一定的参考作用。 【关键词】：太阳能 共生模式 海水淡化
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK519;P747
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 主要符号表8-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 选题背景9-12
• 1.1.1 淡水资源的短缺与需求9-10
• 1.1.2 浓盐水直接排放对环境的影响10
• 1.1.3 太阳能与海水淡化相结合的趋势10-12
• 1.2 海水淡化研究现状12-14
• 1.2.1 世界海水淡化研究现状12-13
• 1.2.2 国内海水淡化研究现状13-14
• 1.3 海水淡化技术14-19
• 1.3.1 蒸馏法15-17
• 1.3.2 反渗透膜法17
• 1.3.3 太阳能海水淡化技术17-19
• 1.4 浓盐水处理现状19-20
• 1.5 研究内容20-21
• 2 太阳能海水资源化及其共生产业模式构建21-28
• 2.1 共生模式构成技术现状21-23
• 2.1.1 海水的资源化利用现状21-22
• 2.1.2 太阳能光伏发电技术22
• 2.1.3 氯碱工业现状22-23
• 2.2 太阳能海水资源化及共生模式的构建基础分析23-25
• 2.2.1 共生模式的能量平衡23-24
• 2.2.2 共生模式的盐分平衡24-25
• 2.3 太阳能海水资源化及其共生模式工艺流程25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 太阳能海水淡化设备的关键技术及能量流动分析28-45
• 3.1 单级盘式太阳能海水淡化设备及其能量流动分析28-29
• 3.2 主动-芯型太阳能海水淡化装置的关键技术29-42
• 3.2.1 热管式真空管太阳能集热器30-33
• 3.2.2 水-汽换热装置的设计33-38
• 3.2.3 芯型海水蒸馏室38-42
• 3.3 主动-芯型太阳能海水淡化设备的能量流动分析42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 4 海水淡化及共生系统的实验过程与影响因素45-53
• 4.1 实验过程的参与组件45-46
• 4.2 实验条件与过程46-48
• 4.2.1 实验条件46-47
• 4.2.2 实验测量方法47
• 4.2.3 实验步骤47-48
• 4.3 实验结果描述与影响因素48-52
• 4.3.1 海水淡化蒸发实验与影响因素分析48-51
• 4.3.2 共生系统实验现象51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 主动-芯型太阳能海水淡化装置的优化方案53-58
• 5.1 设备运行过程中的偏差53
• 5.2 基于现存问题上的优化建议53-54
• 5.3 新一代太阳能海水淡化设备的初步构思54-57
• 5.4 本章小结57-58
• 6 结论与展望58-60
• 6.1 主要工作与结论58-59
• 6.2 今后工作展望59-60
• 参考文献60-64
• 附录64-65
• 致谢65

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