【正文】 以系統(tǒng) 設(shè)計(jì)將苦咸水以噴淋的形式，噴淋到換熱盤(pán)管上，以加強(qiáng)換熱； （ 3）通過(guò)外力使鹽水表面的空氣強(qiáng)制循環(huán)，這有利于提高鹽水的汽化效率；分離的冷凝器也強(qiáng)化了冷凝效果。對(duì)于光滑管而言，水平管的傳熱系數(shù)三倍于閃蒸，兩倍于豎管蒸發(fā)裝置。同時(shí)，由于可以實(shí)現(xiàn)在較小溫差下進(jìn)行傳熱，表面過(guò)熱度下降，管表面的結(jié)垢情況也得以改善。干飽和水蒸氣繼續(xù)加熱，水蒸氣的溫度 t 升高到高于飽和溫度 ts，此時(shí)的水蒸氣稱(chēng)為過(guò)熱水蒸氣，過(guò)熱水蒸氣的比體積 v 比飽和水蒸氣大。二次 蒸汽經(jīng)除沫器分離攜帶的液滴后排出蒸發(fā)器，淡水閃蒸汽、鹽水閃蒸汽與蒸發(fā)器的二次蒸汽混合進(jìn)入下一效作為加熱蒸汽，最后一效蒸發(fā)器的二次蒸汽進(jìn)入冷凝器。 碩士學(xué)位論文 15 第 2 章 風(fēng)能和太陽(yáng)能聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的小型苦咸水淡化系統(tǒng) 主動(dòng)式太陽(yáng)能多效蒸餾裝置 由于 產(chǎn)水量高 等 優(yōu)點(diǎn)被 國(guó)內(nèi)外學(xué)者 廣泛重視，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行成本及固定資本的投入相對(duì)較高， 導(dǎo)致 在西北地區(qū) 并不事宜， 特別是靠近偏遠(yuǎn)地區(qū)，人口分部相對(duì)稀疏，交通、電力十分不便的情況下，而 且裝置中泵組件對(duì)電能的消耗也一直是限制其應(yīng)用的主要因素之一。 從國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀可以看到關(guān)于太陽(yáng)能苦咸水淡化系統(tǒng)及風(fēng)力機(jī)研究成果已經(jīng)相當(dāng)多，但還有很多不足和需要進(jìn)一步拓展的領(lǐng)域： （ 1）現(xiàn)有的太陽(yáng)能苦咸水淡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常都很復(fù)雜，運(yùn)行成本及固定資本的投入相對(duì)較高，而且多為大型設(shè)備的系統(tǒng)； （ 2）現(xiàn)有的太陽(yáng)能蒸餾系統(tǒng)由于系統(tǒng)的循環(huán)是靠電力帶動(dòng)水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)，這不但消耗了能源，而且也導(dǎo)致這種形式的淡化水的成本優(yōu)勢(shì)的削弱； （ 3） 垂直軸風(fēng)力機(jī) 特點(diǎn)突出，但對(duì)其研究還不多 。 現(xiàn)在人們研究較多的是太陽(yáng)能多效蒸餾系統(tǒng)，如圖 所示，它是將傳統(tǒng)的多效蒸餾中的鍋爐等熱源由一太陽(yáng)能集熱裝置代替，它繼承了傳統(tǒng)多效蒸餾地將水蒸氣的凝結(jié)潛熱和熱鹽水的顯熱再循環(huán)加以利用的優(yōu)點(diǎn)，而且由太陽(yáng)能代替了不可再生能源的消耗，裝置更加節(jié)能、環(huán)保 [29]。但是由于反滲透淡化 過(guò)程 需要加壓 ， 耗用較大能量；同時(shí) RO 技術(shù)對(duì)水質(zhì)有較高要求 ， 苦咸水必須經(jīng)過(guò)各種形式預(yù)處理，工序復(fù)雜；而且膜組件又易損、易污染，需要定期清洗更換，成本較高，設(shè)備也復(fù)雜。從上世紀(jì)七十年代至今，大部分沿 海國(guó)家都開(kāi)始著手研究苦咸水淡化技術(shù)。它是由若干個(gè)單效蒸餾組成的系統(tǒng)，每一組蒸發(fā)器即為一效。 增濕 去 濕 (HD) 增濕 去濕 淡化方法由傳統(tǒng)的蒸餾淡化發(fā)展而來(lái)，它是在蒸餾過(guò)程中引入流動(dòng)的空氣作為水蒸汽的載體，并將蒸發(fā)室與冷凝室分離，使其溫度可以獨(dú)立控制；載氣在蒸發(fā)室中被鹽水增濕 成為濕空氣 ， 濕空氣 攜帶一定量的水蒸汽進(jìn)入冷凝室， 經(jīng) 過(guò)冷凝去濕得到淡水 ，并 預(yù)熱進(jìn)料鹽水使冷凝潛熱得到回收 [13]。 表 大型 苦咸水 淡化技術(shù)的比較 Compares of different methods MED MSF RO 預(yù)處理要求 低 低 非常高 結(jié)垢 低 中等 中等 腐蝕 低 低 非常低 操作性 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 投資 高 最高 較低 耗電量 kWh/m3 蒸汽耗量 (8:15)1GOR 10:1GOR 無(wú) 濃縮系數(shù) 苦咸水 頂溫 70℃ 110℃ 常溫 進(jìn)水壓力 水質(zhì) 5ppm 5ppm 100200ppm 單裝置容量 大中型 超大型 中小型 可靠性 高 很高 依賴(lài)預(yù)處理 主要能源 蒸汽、電 （熱能、電能） 蒸汽、電 （熱能、電能） 機(jī)械能 （電能） 典型單機(jī)產(chǎn)水能力 300036000 m3/d 300070000 m3/d 120210 m3/d 反滲透法 (RO) 反滲透是一種以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜分離過(guò)程。然而，大部分淡水風(fēng)能和太陽(yáng)能聯(lián)合驅(qū)動(dòng) 的小型苦咸水淡化系統(tǒng)研究 2 緊缺的地區(qū)都是能源資源相對(duì)缺乏的偏遠(yuǎn)地區(qū)以及海島地區(qū)，交通、電力十分不便。 Economic performance 碩士學(xué)位論文 1 第 1 章 緒 論 課題背景及意義 淡 水是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展最重要的，且不可替代的自然資源。本文設(shè)計(jì)的風(fēng)能和太陽(yáng)能聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的 苦咸水淡化系統(tǒng)，旨在結(jié)合西北地區(qū)能源分布 狀況及人力、財(cái)力等因素，實(shí)現(xiàn)由太陽(yáng)能產(chǎn)生的低品位熱能到高品質(zhì)、低成本、無(wú)污染的淡水飲用水供應(yīng)的提升。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 碩士學(xué)位論文 目 錄 摘 要 .......................................................................................................................... I Abstract .........................................................................................................................III 第 1 章 緒 論 ............................................................................................................. 1 課題背景及意義 ............................................................................................ 1 苦咸水淡化技術(shù)概述 ................................................................................... 2 反滲透法 (RO) .................................................................................... 3 多級(jí)閃蒸 (MSF) ................................................................................. 4 增濕去濕 (HD).................................................................................... 5 多效蒸餾 (MED) ................................................................................ 6 國(guó)內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀 ............................................................................... 7 苦咸水淡化發(fā)展現(xiàn)狀 ....................................................................... 7 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................................................ 9 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀總結(jié)及對(duì)本課題的啟示 ...................................... 13 本課題研究的目標(biāo)、內(nèi)容和方法 ............................................................ 13 研究目標(biāo) ........................................................................................... 13 研究?jī)?nèi)容 ........................................................................................... 13 研究意義 ........................................................................................... 14 第 2 章 風(fēng)能和太陽(yáng)能聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的小型苦咸水淡化系統(tǒng) ....................................... 15 淡化技術(shù)原理 .............................................................................................. 15 橫管降膜蒸發(fā) .................................................................................. 15 水蒸汽的發(fā)生過(guò)程 ......................................................................... 16 水蒸氣發(fā)生過(guò)程中的能量關(guān)系 .................................................... 18 風(fēng)能和太陽(yáng)能聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的苦咸水淡化系統(tǒng)物理模型 ......................... 19 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................................................................... 19 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) ........................................................................................... 20 風(fēng)能和太陽(yáng)能聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的苦咸水淡化系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 ......................... 21 蒸發(fā)器的數(shù)學(xué)模型 ......................................................................... 21 冷凝器數(shù)學(xué)模型 .............................................................................. 24 太陽(yáng)能集熱器數(shù)學(xué)模型 ................................................................. 25 本章小結(jié) ....................................................................................................... 26 第 3 章 風(fēng)能和太陽(yáng)能聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的小型苦咸水淡化系統(tǒng)裝置 設(shè)計(jì) ..................... 27 風(fēng)能和太陽(yáng)能聯(lián)合驅(qū)動(dòng) 的小型苦咸水淡化系統(tǒng)研究 引言 ............................................................................................................... 27 冷凝器的設(shè)計(jì)選型 ...................................................................................... 27 冷凝器的功率計(jì)算： ..................................................................... 28 冷凝器的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 ................................................................. 29 集熱器的設(shè)計(jì)選型 ...................................................................................... 30 集熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................................................... 33 蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)選型 ...................................................................................... 34 風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)選型 ...................................................................................... 36 本章小結(jié) ....................................................................................................... 37 第 4 章 風(fēng)能和太陽(yáng)能聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的苦咸水