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太阳能—风能多级鼓泡增湿去湿海水淡化技术研究
| 论文题名： | 太阳能—风能多级鼓泡增湿去湿海水淡化技术研究 |
| 关键词： | 海水淡化;多级鼓泡增湿去湿;淡化装置;太阳能集热系统;泵系统;风光互补发电系统 |
| 摘要： | 目前水资源短缺已是世界各国共同关注的全球性问题，海水淡化是解决这一问题的重要途径。低温多效蒸馏、多级闪蒸、反渗透等主流海水淡化技术仅适合于大规模海水淡化工程，且存在能耗高、对环境影响不利等问题。太阳能海水淡化技术克服了对化石能源的依赖，但具有占地面积大、效率低等缺点。增湿去湿海水淡化技术具有规模灵活、结构简单、易于维护、可以因地制宜地高效利用低位热能和各种可再生能源等优点，是解决偏远地区分散小规模淡水需求的有效方法，是对主流海水淡化技术的重要补充。 在前人研究的基础上，建立了一台五级鼓泡增湿去湿海水淡化装置。该装置以空气为载气，采用鼓泡的方式令空气与海水传热传质，升温增湿空气的冷凝潜热得到了有效利用。该装置能够利用电能（可由太阳能和风能转化而来）和太阳能为淡化过程供能，且能够灵活地调整引风量、第零级蒸发室盐水温度、各级蒸发室的鼓气量和盐水液位高度等操作条件。从单效和多效两个方面对该装置进行了实验研究。 单效情况下的实验研究表明，第零级蒸发室盐水温度越高，装置产水率越高;针对一定的加热功率，存在一个最佳的鼓气量;引风量越大，装置产水率越小;第零级蒸发室中盐水液位高度对产水率影响不大。 多效情况下的实验研究表明，减小第零级蒸发室鼓气量并增大最高一级蒸发室鼓气量对装置产水率有利。在多效情况下所得到的装置最大产水率为3.156kg/h，相应的造水比为1.2。 基于质量衡算和热量衡算，建立了多级鼓泡增湿去湿淡化装置的数学模型，对淡化过程进行了数值模拟。数值模拟结果与实验结果基本相符，并得出以下结论:在装置首末两级蒸发室总温差一定的情况下，第零级蒸发室盐水温度越高，总产水率越高;在装置第零级蒸发室温度一定的情况下，最末级蒸发室盐水温度越低，装置产水率越高;在装置首末两级蒸发室盐水温度确定的情况下，中间各级蒸发室级间温差对总产水率影响较小。这为各级鼓气量的设定提供了依据。 在实验研究和数值模拟的基础上，在给定的设计条件下，以日产淡水28L为例，将太阳能和风能与多级鼓泡增湿去湿淡化装置进行了集成优化。完成了淡化系统中太阳能集热系统、泵系统以及风光互补发电系统的设计，为多级鼓泡增湿去湿淡化装置的实际应用奠定了基础。 |
| 作者： | 陶钧 |
| 专业： | 化工过程机械 |
| 导师： | 金涛;曾胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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