【正文】 1史美中，：東南大學(xué)出版社，20031S. Spiegler. Principles Of Desalination, Parts A amp。 　　就人均占有量來說，中國在水資源方面是一個(gè)窮國。到2000年，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)翻了一倍。這個(gè)階段是中國太陽能海水淡化技術(shù)研究的起步階段．也是中國太陽能熱利用研究的起步階段。 上世紀(jì)90年代末至現(xiàn)在，對(duì)太陽能海水淡化技術(shù)的研究進(jìn)入到了第三個(gè)階段。海洋的平均深度約為 3800米，所以地球上的總水量約有近14億立方公里。因此，解決淡水供應(yīng)不足是我國面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問題。進(jìn)入上世紀(jì)90年代后，天津大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)等單位也加入到了太陽能海水淡化技術(shù)研究的行列，提出了一系列新穎的太陽能海水淡化裝置的試驗(yàn)機(jī)型，并對(duì)這些試驗(yàn)機(jī)型進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。也使以太陽能作為能源，與常規(guī)海水淡化系統(tǒng)相結(jié)合變成現(xiàn)實(shí)，而且正在成為太陽能海水淡化研究中的一個(gè)很活躍的課題。到今天，人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，太陽能海水淡化裝置的根本出路應(yīng)是與常規(guī)的現(xiàn)代海水淡化技術(shù)緊密結(jié)合起來，取之先進(jìn)的制造工藝和強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)新技術(shù)，使之與太陽能的具體特點(diǎn)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，才能極大地提高太陽能海水淡化裝置的經(jīng)濟(jì)性，才能為廣大用戶所接受，也才能進(jìn)一步推動(dòng)我國的太陽能海水淡化技術(shù)向前發(fā)展。太陽能水淡化直接與間接的技術(shù)要求比較大片土地，并有相對(duì)較低的生產(chǎn)力。那個(gè)越來越多的人口增長合計(jì)不斷增加的工業(yè)和農(nóng)業(yè)世界各地的活動(dòng)，應(yīng)有助于耗竭和淡水資源的污染。這是非常 重大，因?yàn)樗婕澳茉撮_支 費(fèi)用是很少的水短領(lǐng)域 世界能夠承受得起。世界衛(wèi)生組織估計(jì)， 超過1億人無法獲得 飲用純凈水，其中絕大多數(shù) 這些人生活在農(nóng)村地區(qū) 人口密度低和偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行 很難安裝傳統(tǒng)的清潔 水的解決方案。太陽能可以直接或間接地得到利用用于海水淡化。第二次的可以有一個(gè)或兩個(gè)太陽跟蹤軸。它包括與3層的咸水不同鹽的濃度。阿轉(zhuǎn)移流體通過管道進(jìn)行底層熱離開直接最終用途的申請(qǐng)。．平板集熱器平板型集熱器（FPC的）被用作熱傳 熱流體，它通過吸收流通任一金屬或塑料管。．真空管集熱器熱損失最小化的真空管由一個(gè)撤離的封面收集（ETCS）的接收器。真空管集熱器需要更先進(jìn)的制造設(shè)備比平板型集熱器。一般拋物槽有10個(gè)集中率為100，領(lǐng)先至100400 176。其他方法脫鹽將得到很少或根本沒有好處從產(chǎn)生的熱量。這種低產(chǎn)率的解釋是，低操作溫度和蒸汽壓力。白天，鹽堿水是來自抽取水庫的溫室，從屋頂那里是均勻分布到蒸發(fā)表面仍然。太陽能溫室組合仍然其他設(shè)計(jì)已提 出了其他研究人員。因此，效率是大于 一個(gè)singlebasin但通常只有35％或更多，但成本和復(fù)雜性也相應(yīng)更高。在高清海水淡化空氣作為工作流體，消除這個(gè)問題。穆勒霍爾斯特等。兩種不同的Mechanist進(jìn)行了試驗(yàn)[26]。海水淡化用熱工過程（階段變化）可以通過使用多級(jí)閃蒸（MSF）的，多效蒸發(fā)（積液），蒸汽壓縮（VC）的，及凍結(jié)分離（財(cái)經(jīng)事務(wù)）。一個(gè)典型的工廠使用48千瓦，生產(chǎn)450升/天在 三個(gè)階段。為 淡化海水的使用太陽能跌入了低谷測試項(xiàng)目主要在美國。鋁哈拉智和塞爾曼[3]結(jié)論是，雖然房屋署的運(yùn)作過程過低品位能源，但目前沒有成本競爭與反滲透（RO） 和多級(jí)閃蒸（MSF）的。蒸發(fā)器，冷凝器的組合被稱為一“加濕循環(huán)”，因?yàn)闅饬髟谡舭l(fā)器加濕和除濕在冷凝器。基地哈拉智等。通過循環(huán)加熱器或集中器既 可以通過自然循環(huán)（熱管）或通過強(qiáng)制循環(huán)用泵。多效太陽能海水淡化系統(tǒng)更有效率比單一系統(tǒng)的影響由于凝結(jié)潛熱的重用。返回給水部分返回到給水管道的另一個(gè)循環(huán)在 仍，以及一些殘留咸水還混合之前與淡水灌溉到了供應(yīng)的絕大部分。海水溫室 binesa一個(gè)環(huán)境，太陽能海水淡化系統(tǒng)培養(yǎng)在作物蒸騰最小化，在同一時(shí)間生產(chǎn)足夠供自己使用的水通過一個(gè)過程太陽 能蒸餾。絕對(duì)首選的方法，但是，可以預(yù)料，地點(diǎn)是非常具體。由于拋物槽高溫有能力生產(chǎn)高檔熱能是通常用于發(fā)電[5]。．拋物槽集熱器甲拋物槽是一個(gè)線性收藏家拋物線截面。歐洲列車控制系統(tǒng)，載于聯(lián)同反射面：一平板式或低集中反射作為表面復(fù)合拋物線1。平坦的集熱器沒有找到一個(gè)有用的海水淡化技術(shù)[5,18]。太陽能池塘特別適合脫鹽 協(xié)會(huì)植物減少廢 物淡鹽水可以用來作為太陽池鹽的來源密度梯度。中間梯度層作為絕 緣體太陽池的行為，防止對(duì)流熱損失的表面。阿太陽池（SP）的是熱太陽能集熱器，包括其自己的存儲(chǔ)系統(tǒng)。液體加熱在太陽能集熱器領(lǐng)域可以是儲(chǔ)存在存儲(chǔ)介質(zhì)上。除了對(duì)成本的影響，有環(huán)境關(guān)注關(guān)于燃燒化石燃料。事實(shí)上，大多數(shù)發(fā)展中國家 與廣大地區(qū)的國家，但是，在沒有機(jī)會(huì)接觸 電網(wǎng)，似乎熟悉再生 能量。這個(gè)原則也同樣用在所有人造蒸餾系統(tǒng)采用替代能源供熱和冷卻海水淡化使用了大量的能源要從海水的純凈水 的一部分來源。而最嚴(yán)重的領(lǐng)域水資源短缺是溫暖干旱國家中東和北非（MENA）地區(qū)。太陽能海水淡化可以是直接的,利用太陽能產(chǎn)生的直接蒸餾太陽能集熱器。理論計(jì)算表明，多級(jí)沸騰蒸餾比多級(jí)閃蒸系統(tǒng)具有更多的優(yōu)點(diǎn)，在擁有相同性能系數(shù)的條件下，它所需的級(jí)數(shù)更少、耗能更低，所需的外界功量也更少。比較實(shí)際的方法是，在電力缺乏的地區(qū)，利用太陽能發(fā)電提供一部分電力，為改善太陽能蒸餾系統(tǒng)性能服務(wù)。早在上個(gè)世紀(jì)80年代初，廣州能源研究所即開展了太陽能海水淡化技術(shù)的研究，完成了空氣飽和式太陽能蒸餾器的試驗(yàn)研究。我國海岸線長，一些島嶼和沿海鹽堿地區(qū)以及內(nèi)陸苦咸水地區(qū)均屬缺乏淡水的地區(qū)。鄭宏飛，楊英俊，》六、 導(dǎo)師意見 指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日七、 審核意見： 審查結(jié)果：通過； 完善后通過；　　未通過 負(fù)責(zé)人（簽字）：　　　　 年 月 日附錄2附錄2一、 前言淡水是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基本物質(zhì)之一。在回收水蒸汽的凝結(jié)潛熱方面，實(shí)驗(yàn)了多級(jí)迭盤式太陽能蒸餾器以及其他回收水蒸汽潛熱的太陽能蒸餾器。綜觀整個(gè)研究過程，基本可分為3個(gè)階段。對(duì)海水或苦咸水進(jìn)行淡化的方法很多，但常規(guī)的方法，如蒸餾法、離子交換法、滲析法、反滲透膜法以及冷凍法等，都要消耗大量的燃料或電力。人體的60％ 是液體，其中主要是水。這些措施大大提高了運(yùn)行的安全性。它的優(yōu)點(diǎn)是用水方便、即開即用、用后自動(dòng)補(bǔ)水。開口式水箱的優(yōu)點(diǎn)是水箱內(nèi)不承壓，并可確保正常使用。但常用的有聚氨酯發(fā)泡、聚氨酯與聚苯泡沫成型等。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)。水箱的容水量、保溫性能、形結(jié)構(gòu)和材料的選用將直接影響太陽能集熱器的性能和運(yùn)行。其特點(diǎn)是便于大量生產(chǎn)、堅(jiān)固耐用、表面光滑、不易變形，還可以回收利用，有利于環(huán)保。內(nèi)外層之間抽成真空，能有效防止熱量通過對(duì)流方式散發(fā)出去。 聚光器CPC復(fù)合拋物聚光器（如圖4—1所示）是一種非成像低聚焦度的壤光器它根據(jù)邊緣光線原理設(shè)計(jì)，可將給定接受角范圍內(nèi)的入射光線按理想聚光比收集到接收器上。按收集太陽能的方式分類：可分為聚光型集熱器和非聚光型集熱器兩大類。這里我們?nèi)≥^小值50mm較為合適。直接接觸式冷凝器多孔板式。本設(shè)計(jì)采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)的形式，開孔的位置均在圓筒上?！?則：S1 = = =㎡S2 = = =㎡S3 = = =㎡為了保證各效的換熱效果，三個(gè)預(yù)熱器都采用統(tǒng)一的換熱面積（取換熱面積較大者）。分離室的直徑也不能太小，否則二次蒸汽流速太大，會(huì)導(dǎo)致霧沫夾帶。 V = W/3600U 其中： V——分離室的體積，m3. W——蒸發(fā)器的二次蒸汽量，kg/h ——蒸發(fā)器的二次蒸汽的密度，kg/ m3 U ——蒸發(fā)體積強(qiáng)度，m3/ (m3（2）除沫器在蒸發(fā)器的分離室中二次蒸汽與液體分離后，其中還會(huì)夾帶著液滴，需要進(jìn)一步的分離以防有用產(chǎn)品的損失或冷凝液被污染，因此在蒸發(fā)器的頂部設(shè)置設(shè)置除沫器。所以，綜上考慮，由日產(chǎn)淡水30噸確定選用三效蒸發(fā)較為合適。具體而言，在多效蒸發(fā)中隨效數(shù)的增加，總蒸發(fā)量相同時(shí)所消耗的蒸汽量在減小，使操作費(fèi)用下降。常用的分布器形式如圖3—2所示。對(duì)常用的間壁傳熱式蒸發(fā)器，按溶液在蒸發(fā)器中的運(yùn)動(dòng)情況，大致可分為以下兩大類：（1） 循環(huán)型蒸發(fā)器 特點(diǎn)：溶液在蒸發(fā)器中循環(huán)流動(dòng)，蒸發(fā)器內(nèi)溶液濃度基本相同，接近于完成液的濃度，操作穩(wěn)定。一項(xiàng)好的蒸發(fā)裝置設(shè)計(jì)，除了必須要滿足工藝要求以外，還要合理利用熱能，降低蒸發(fā)過程的能耗，以便提高蒸汽利用的經(jīng)濟(jì)性。 本章小結(jié)本章主要介紹了太陽能海水淡化的國際國內(nèi)背景及歷史，闡述了世界對(duì)太陽能海水淡化技術(shù)的需求，總體介紹了本論文的意義。在國內(nèi)已建成投產(chǎn)的海水淡化裝置中，反滲透法和低溫多效蒸餾法為主流，其產(chǎn)水量占總產(chǎn)水量的95％，多級(jí)閃蒸蒸餾法(MSF)約占5％，而電滲析法(MED)和壓汽蒸餾(VC)合計(jì)尚不足1％。其中，典型的大規(guī)模反滲透海水淡化噸水成本己從1985年的1．02美元降至2005年的48美分。 海水淡化的發(fā)展概括 國外發(fā)展應(yīng)用概括目前，全世界有一百二十多個(gè)國家和地區(qū)采用海水或苦咸水淡化技術(shù)取得淡水，建成的海水淡化廠達(dá)一萬多座，平均每日淡化水生產(chǎn)能力約四千萬噸。為了增大淡水的供應(yīng)，除了采用常規(guī)的措施，比如就近引水或跨流域引水之外，一條有效的途徑就是就近進(jìn)行海水或苦咸水的淡化。若從地球上人均占有水量來看，水資源是十分豐富的，人類似乎不應(yīng)該有缺水之患。就人均占有量來說，中國在水資源方面是一個(gè)窮國。據(jù)報(bào)道，截止1990年，全世界已經(jīng)安裝的海水淡化裝置的產(chǎn)水能力為10 10 m ／d。全球生產(chǎn)的淡化海水約80％用于飲用水，解決了一億多人的供水問題，即世界上平均每60人當(dāng)中就有一人靠淡化水生活。1967年～1969年全國組織海水淡化會(huì)戰(zhàn)，同時(shí)開展了電滲析、反滲透和蒸餾等多種海水淡化技術(shù)方法的研究。 海洋中卻蘊(yùn)藏著豐富的淡水，其總量約占海水的97%，是一個(gè)最大而又穩(wěn)定可靠的淡水儲(chǔ)庫。℃)K3=1200w/( m2蒸發(fā)器是蒸發(fā)的主要設(shè)備，它主要由加熱室和蒸發(fā)室組成。缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)和操作不當(dāng)時(shí)溶液不易成膜，熱流量將明顯下降，不適用于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)。所以對(duì)于本設(shè)計(jì)而言，海水的預(yù)處理是必須的，這樣可以減少設(shè)備內(nèi)結(jié)垢，提高設(shè)備壽命。最合適的效數(shù)是使操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)的總和最小。但是對(duì)于海水淡化而言，濃度變化的影響很小。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和溶液性質(zhì)，對(duì)加熱管的選型：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選?。?7，長度L=。～ m3/ (m3基于以上原則，在此我們可初步確定為： H/D =1那么： H = D = 計(jì)算接管尺寸計(jì)算流體進(jìn)出口接管的內(nèi)徑：d =其中：Vs——流體的體積流量，m3/s u——流體的適宜流速，m/s自然流動(dòng)強(qiáng)制流動(dòng)飽和蒸汽空氣及其他氣體 ～15 ～20 ～3015 ～20 表3—4 常見流體的適宜流速（m/s） u取 m/s Vs = =103 m/s d= =由于第一效料液的流量最大，若各效料液采用相同的尺寸，則可根據(jù)第一效的料液的流量來確定接管的尺寸。 換熱器管箱及封頭厚度選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭管箱。由于工藝計(jì)算給定的接管尺寸選用標(biāo)準(zhǔn)管1334，選20號(hào)熱軋?zhí)妓劁摴?130Mpa，1334，C2 =接管計(jì)算厚度：St= = =接管有效厚度：Set =Snt –C2C1=414 =開孔直徑：d=di + 2 C =125+2(1+4)=接管有效補(bǔ)寬度：B= 2d =2=接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度:h1 ===需要的補(bǔ)強(qiáng)面積：A =ds = =200 mm2可以作為補(bǔ)強(qiáng)面積的為：A1 =（Bd）(SeS)=()()= mm2A2 =2h(Set St) fr =2() 130/170 = mm2該接管補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度足夠，不需令設(shè)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。但多孔板易堵塞，二次蒸汽在折流過程中壓力增大，所以也采用壓力較小的單層多扎板式冷凝器。淋水板采用正三角形排列?！鎚——水的流量， kg/hI ——太陽平輻射量， W/ m2——集熱器的效率， ％ (設(shè)為 60%)——系統(tǒng)的熱損耗， ％ (設(shè)為15%)A = = = m2考慮結(jié)構(gòu)的影響，圓整為510 m2 太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)為提高太陽能的吸收率和加熱蒸汽的溫度，我們的太陽能集熱器采用高效整體式復(fù)合拋物型集熱器的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不僅能夠提供較高的溫度，同時(shí)也不需要設(shè)計(jì)跟蹤裝置，是集熱器結(jié)垢更為簡單，壽命更長。它可接受直射太陽輻射和部分散射輻射，并能接受一般跟蹤聚光器所不能接受的“太陽能周圍輻射”。，能經(jīng)受風(fēng)雨的侵蝕。綜合考慮本次研究選用普通玻璃鏡片。應(yīng)在保證質(zhì)量，使用方便的前提下降低成本。（5） 具有很好的耐候性能及較長的使用壽命。組合式水箱的單體小而圓，睡得進(jìn)出形式是低進(jìn)高出，使用時(shí)既可用頂水法，又可用落水法。當(dāng)熱水管彎曲較多時(shí)，頂水法無法使用。本次設(shè)計(jì)為30噸/天的產(chǎn)量，屬于小型海水淡化裝置，目的主要是應(yīng)用于海島或干旱缺水地區(qū)，解決飲用水問題。 B, 2nd Ed. New York:Academic Press, 19801R. development of the multistage flash distillation process: A designer39。據(jù)測算，我國人均占有水量只居世界的第 108 位。淡化水的迅速增加，就會(huì)產(chǎn)生一系列的問題，其中最突出的就是能源的消耗問題。那時(shí)，包括太陽能蒸餾器在內(nèi)的許多太陽能應(yīng)用技術(shù)，如太陽能干燥器、太陽能熱水器、太陽能集熱器、太陽房以及太陽能聚光器等都吸引了許多科學(xué)家進(jìn)行研究。在總結(jié)和分析了第二階段的研究成果后，人們發(fā)現(xiàn)：盡管采取了許多被動(dòng)強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)措施，如減小裝置中海水的容量、多次回收蒸汽的凝結(jié)潛熱等，仍不能滿足用戶的要求，即太陽能蒸餾