水危机的进击——海水淡化处理技术（三）
慧聪水工业网 前面，我们介绍了海水淡化法的冷冻法、低温多效蒸馏法、多级闪蒸法、反渗透法、电析渗法、压汽蒸馏和水电联产。今天为大家介绍一下海水淡化法的太阳能法和露点蒸发法。
太阳能法
人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器，太阳能蒸馏法就是采用简单的太阳能蒸馏器。
该蒸馏器由一个水槽组成，水槽内有一个黑色多孔的毡心浮洞，槽顶上盖有一块透明、边缘封闭的玻璃覆盖层。太阳光穿过透明的覆盖层投射到黑色绝热的槽底，转换为热能。因此，塑料芯中的水面温度总是高于透明覆盖层底的温度，水从毡芯蒸发，蒸汽扩散到覆盖层上冷却为液体，排入不透明的蒸馏槽中。
例如盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。
对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。
太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。
利用太阳能蒸发淡化海水的示意图
利用太阳能进行海水淡化的常用方法：
1、被动式太阳能蒸馏系统：如单级或多级倾斜式太阳能蒸馏器，回热式，球面聚光式太阳能蒸馏器等。
2、主动式太阳能蒸馏系统：有单级或多级附加集热器的盆式，自然或强迫循环式太阳能蒸馏器。
3、利用太阳能发电进行反渗透法进行海水淡化，此外，还有太阳能多级闪蒸，太阳能多级沸腾蒸馏技术。
露点蒸发法
露点蒸发淡化技术是一种新的苦咸水和海水淡化方法。它基于载气增湿和去湿的原理，通过热传递将去湿过程与增湿过程耦合，使冷凝潜热直接传递到蒸发室，为蒸发盐水提供汽化潜热，以提高过程的热效率。
增湿-去湿海水淡化技术可追溯至太阳能蒸发法。太阳能蒸发法局限于太阳能的能量密度小，仅为0.03Cal/cm2.s，且大量冷凝热通过玻璃板散失而未被有效利用，因而产水量低。
针对太阳能蒸馏的不足，研究者对此进行了改进，提出了增湿-去湿淡化过程（HDH）：将蒸发与冷凝分隔在两个室中进行，使它们温度可分别独立控制；而流动空气则被作为水蒸气载体，起到连接两个过程的作用，在蒸发室中，空气被热海水加热增湿，在自然对流或强制对流驱动下进入冷凝室冷却去湿，“卸下”淡水，同时通过在冷凝室内预热海水将冷凝潜热回收。
露点蒸发淡化原理
为了进一步提高热利用率，WFAlbers等人于1988年正式提出露点蒸馏法。它将冷凝过程与蒸发过程通过热传递直接耦合在一起。经过预热的海水从蒸发室顶部加入，空气从底部沿壁向上流入，与壁面热海水接触，在此过程中，海水不断蒸发使空气增温、增湿后。浓盐水从底部离开，经过增温、增湿的空气则从蒸发室顶部流出。向其加入部分高温蒸汽（可以来自太阳能、工业废热等）使其温度和湿度略微升高后注入凝露室，由于凝露室温度较蒸发室稍高，空气在此被冷却，部分水蒸气凝结得到淡水，冷凝潜热通过传热壁进入蒸发室继续为海水加热。生成的淡水和空气从凝露室下部离开。
与通常的增湿-去湿淡化过程相比，露点蒸馏技术具有一些显著地特点与优势：
（1）蒸发器与冷凝器合二为一，使得设备结构更加紧凑、灵活，适用于淡水需求相对分散场合；
（2）蒸发与冷凝过程通过热传递相结合，既回收了冷凝潜热，又促使了蒸发增湿过程。实验表明，对于中小型设备，其造水比可以达到10%以上；JRBeckman等曾运用该方法分离10%的乙醇-水混合物，得到恒沸物和含0.1%乙醇的残留液，其能耗较传统蒸馏节省了77%。
（3）由于操作温度较低（一般在90摄氏度以下），且在常压下进行，操作条件温和。因而可以利用低品位的热能（如太阳能、工业废热等），并可以使用性能适宜且廉价的高分子材料。
（4）结垢倾向小，气化过程温和。因而设备的清洁维护成本低。
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