下载文档原格式
《热法太阳能海水淡化技术及系统研究》篇一一、引言随着全球水资源日益紧张，海水淡化技术已成为解决沿海地区淡水短缺问题的重要途径。
其中，热法太阳能海水淡化技术以其清洁、可再生的能源来源和低成本的运行模式，逐渐成为研究的热点。
本文将详细探讨热法太阳能海水淡化技术的原理、系统构成以及相关研究进展。
二、热法太阳能海水淡化技术原理热法太阳能海水淡化技术主要是利用太阳能作为热源，将太阳能集热器中的热能传递给海水，使海水蒸发、冷凝、收集淡水。
该过程包括太阳能集热、蒸发、冷凝和收集四个主要步骤。
1. 太阳能集热：通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，加热海水。
2. 蒸发：加热后的海水在蒸发器中蒸发，形成水蒸气。
3. 冷凝：水蒸气通过冷凝器冷却，形成淡水。
4. 收集：收集产生的淡水供人类使用。
三、系统构成热法太阳能海水淡化系统主要由以下几个部分构成：1. 太阳能集热器：用于吸收太阳能并将其转化为热能。
2. 蒸发器：将太阳能集热器中的热能传递给海水，使海水蒸发。
3. 冷凝器：将蒸发器中的水蒸气冷却，形成淡水。
4. 控制系统：对整个系统进行监控和控制，确保系统的稳定运行。
5. 辅助设备：包括泵、管道、阀门等，用于输送海水和淡水。
四、相关研究进展近年来，热法太阳能海水淡化技术的研究取得了显著的进展。
首先，在太阳能集热器方面，研究者们不断改进集热器的结构，提高其吸热效率和抗污染能力。
其次，在蒸发器和冷凝器方面，研究者们通过优化设计，提高了系统的能量转换效率和淡化水的质量。
此外，控制系统的发展也为系统的稳定运行提供了有力保障。
五、未来展望尽管热法太阳能海水淡化技术已经取得了显著的成果，但仍存在一些挑战和问题需要解决。
首先，如何进一步提高系统的能量转换效率和淡化水的质量是未来研究的重要方向。
其次，需要加强系统的抗污染能力和长期稳定性研究，以适应各种复杂的环境条件。
此外，降低成本、提高系统的经济性也是未来研究的重要目标。
六、结论总之，热法太阳能海水淡化技术是一种具有广阔应用前景的清洁、可再生能源利用技术。
野外海水淡化的方法野外海水淡化是指在海洋或海湾等自然环境下进行海水淡化的过程。
由于淡水资源的短缺和需求的增加，海水淡化成为解决淡水资源问题的一种重要手段。
下面将介绍三种常见的野外海水淡化方法。
一、蒸馏法蒸馏法是目前最常用且成熟的野外海水淡化方法之一。
这种方法通过利用海水的沸点低于淡水的特性，将海水加热至沸点，使液态的水转化为水蒸气，再通过冷却凝结为淡水。
在野外环境中，蒸馏法可以采用太阳能或火力发电来提供加热能源。
太阳能蒸馏法是利用太阳能进行加热，将海水中的水分汽化并冷凝，得到淡水。
这种方法的特点是简单、经济、环保，适用于野外环境。
另外，火力发电蒸馏法是利用火力发电产生的余热来进行加热，从而实现海水淡化。
二、逆渗透法逆渗透法是一种通过半透膜对海水进行压力过滤，使得水分子通过而盐分子被拦截的方法。
这种方法具有技术成熟、高效能、运行稳定的优点，是野外海水淡化中常用的方法之一。
逆渗透法的工作原理是：将海水施加一定的压力，使得海水中的水分子通过半透膜，而盐分子和其他杂质则被拦截在膜的一侧。
通过此过程，可以得到相对纯净的淡水。
逆渗透法的优点是可以充分利用自然的压力或者引入外部压力，得到高纯度的淡水。
但是，逆渗透法在野外环境中需要一定的能源支持，同时也需要定期清洗和更换膜组件。
三、多级蒸馏法与逆渗透结合多级蒸馏法与逆渗透结合是一种将两种方法有机地结合在一起，以提高海水淡化的效率和稳定性。
这种方法在野外环境中比较常见。
多级蒸馏法与逆渗透结合的原理是：首先利用逆渗透法对海水进行初级脱盐处理，将脱盐水进一步蒸馏，以提高淡水的产量和质量。
通过逆渗透法的初级处理，可以将海水中的大部分盐分去除，再通过蒸馏法进一步脱除残余盐分，得到高纯度的淡水。
这种方法可最大限度地回收和利用能源，提高海水淡化效率。
综上所述，野外海水淡化的方法主要包括蒸馏法、逆渗透法和多级蒸馏法与逆渗透结合。
这些方法在不同的野外环境和实际需求下，具有各自的特点和适用性。
低成本、高效率的太阳能海水淡化技术解析摘要：地球上的水资源中约有97%为海水，淡水含量仅占3%，而淡水含量中78%存在于冰川中，难以被人们使用，因此，可供人类使用的淡水资源占地球水资源总量的1%。
我国淡水储量占世界总淡水储量的6%，但我国人口众多，人均水资源量低，且我国水资源空间分布不均、季节分布不均，淡水资源短缺。
海水淡化作为水资源的补充是解决沿海地区淡水资源短缺的重要途径，也是沿海地区可持续发展的必然要求。
本文选用铝箔作为研究对象，先将其在磷酸溶液中阳极氧化，然后在NiSO4溶液中交流电解着色，得到纯黑色的膜层，其中，重点探究不同氧化电压对铝箔表面氧化层微观结构和着色后涂层吸收率的影响，并考察不同氧化电压所得到选择吸收涂层在太阳能海水淡化方面的性能。
关键词：海水淡化；高效率；太阳能1实验采用尺寸为5cm×4cm×70μm的商用铝箔作为阳极，采用不锈钢板作为阴极。
阳极氧化前先进行预处理，铝箔背面贴胶，与反应面做区分。
先在浓度为2mol/L 的NaOH溶液中除油2min，然后去离子水清洗。
接着，在40g/L的草酸中酸洗，去离子水清洗。
阳极氧化实验的电解液采用磷酸溶液，浓度为 2 mol/L，直流恒压模式。
最后在90g/L的硫酸镍溶液中交流电解着色。
着色后去离子水清洗，冷风吹干。
利用Empyrean X射线衍射仪测试膜层的相组成和元素成分。
利用Hitachi S-4200扫描电子显微镜观察膜层的表面形貌。
利用Lambda-950紫外-可见-近红外分光光度计和VERTEX-700傅里叶变换红外光谱仪测试样品的反射率。
2实验结果与讨论2.1 阳极氧化的成膜机理及着色后的元素组成铝箔阳极氧化过程的实质是水的电解，即利用电解作用在铝箔的表面形成氧化铝薄膜的过程。
阴极上发生的反应式可表达为阳极上的反应式为反应过程中可以看到在阴极和阳极表面均有气泡产生，且阴极的不锈钢板上气泡的数量明显多于阳极的铝箔。
太阳能热转化海水淡化技术的发展与应用1. 引言过去几十年来，水资源短缺一直是全球范围内的一个严重问题。
特别是海水淡化技术在解决这一问题方面起到了重要的作用。
其中，太阳能热转化海水淡化技术以其绿色、可持续的特点备受关注。
本文将探讨太阳能热转化海水淡化技术的发展和应用现状。
2. 太阳能热转化海水淡化技术的原理太阳能热转化海水淡化技术是通过将太阳能转化为热能，利用热能来驱动海水的蒸发和凝结过程，实现海水的淡化过程。
其基本原理是利用太阳能加热海水，使其蒸发，然后将蒸汽冷凝为淡水，从而实现海水的淡化。
3. 技术的发展历程太阳能热转化海水淡化技术的发展可以追溯到20世纪70年代。
最早的太阳能热转化海水淡化装置是利用平板集热器将太阳能转化为热能，使其驱动海水的蒸发和凝结过程。
然而，由于材料和技术限制，这种装置的效率较低，成本较高。
随着科技的进步，太阳能热转化海水淡化技术得到了快速发展。
目前广泛应用的技术包括：太阳能薄膜蒸发器技术、太阳能多效蒸发技术、太阳能中温多级闪蒸技术等。
这些技术在提高海水淡化效率、节能降耗、减少排放等方面都取得了显著的成果。
4. 技术应用现状目前，太阳能热转化海水淡化技术已经被广泛应用于全球各地的海水淡化项目中。
它在解决淡水资源短缺问题、改善水质和保护生态环境方面发挥着重要的作用。
在发展中国家，太阳能热转化海水淡化技术被广泛应用于农村供水、工业用水等领域。
它不仅可以为当地居民提供干净的饮用水，还可以满足工业生产的用水需求，促进当地经济的发展。
在开发中国家，太阳能热转化海水淡化技术被广泛应用于海水养殖和沿海农业灌溉等领域。
它可以为海水养殖提供新鲜水源，帮助农民扩大农田面积，提高农作物的产量和质量。
此外，太阳能热转化海水淡化技术还被应用于缓解水资源短缺的旅游岛屿和沿海城市。
通过利用太阳能热转化技术，这些地区可以降低对水资源的依赖，实现水的自给自足，同时减少对地下水的开采，保护当地的生态环境。
《热法太阳能海水淡化技术及系统研究》篇一一、引言随着全球水资源的日益短缺，海水淡化技术成为解决沿海地区及岛礁用水问题的关键途径之一。
热法太阳能海水淡化技术作为其中的一种重要技术，利用太阳辐射能量对海水进行加热蒸发，实现水分的淡化。
本文旨在深入探讨热法太阳能海水淡化技术的原理、技术发展及其系统组成，分析其应用及优缺点，以期为未来相关技术的发展和应用提供理论依据和实践指导。
二、热法太阳能海水淡化技术原理热法太阳能海水淡化技术主要是利用太阳能集热器将太阳辐射的能量转化为热能，然后将热量传递给海水，使海水受热蒸发。
随着水分的蒸发，盐分被留在蒸发器内，而纯净的淡水则通过冷凝器收集起来。
这一过程主要依赖于太阳能的集热、传热、蒸发和冷凝等物理过程。
三、技术发展及系统组成（一）技术发展随着科技的不断进步，热法太阳能海水淡化技术在材料、设备、工艺等方面取得了显著的发展。
例如，新型的太阳能集热器材料能够更高效地吸收太阳能；高效的传热技术使得热量能够迅速传递给海水；先进的蒸发和冷凝技术则提高了淡水收集的效率。
（二）系统组成热法太阳能海水淡化系统主要由以下几个部分组成：太阳能集热器、传热系统、蒸发器、冷凝器和控制系统。
其中，太阳能集热器是系统的心脏部分，负责将太阳能转化为热能；传热系统则将热量传递给蒸发器；蒸发器是水分蒸发的场所；冷凝器则负责收集纯净的淡水；控制系统则负责整个系统的运行和控制。
四、应用及优缺点分析（一）应用热法太阳能海水淡化技术在全球范围内得到了广泛的应用。
特别是在水资源短缺的沿海地区和岛礁地区，该技术为当地居民提供了可靠的饮用水源。
此外，该技术还广泛应用于农业灌溉、工业用水等领域。
（二）优点1. 环保：利用太阳能进行海水淡化，无污染排放，符合绿色环保的要求。
2. 可持续：太阳能是可再生能源，因此该技术具有很好的可持续性。
3. 成本低：随着技术的不断发展，系统的运行和维护成本逐渐降低。
（三）缺点1. 受天气影响：阴天或雨天时，太阳能的收集效率会受到很大影响。
太阳能海水淡化技术介绍水资源是人类社会生存和发展的物质基础之一。
随着世界人口增加、人类生活方式的变化，淡水资源的匮乏越来越引起人们的重视和关注。
中国总体上属于贫水国家，人口占世界人口的20%强，水资源却仅占6%，人均拥有量仅为世界人均拥有量的1/4。
水资源的缺乏，已经严重阻碍了我国经济发展，破坏了生态环境。
海水淡化作为一种开源增量技术，已成为解决水资源问题的重要途径。
然而我国在这方面的技术和国外比起来还相差甚远。
与国外的差距1.技术对低温多效技术的核心部件、材料、水电联产等基础研究有待深入,装备验证和环境条件不能满足技术发展要求,缺乏大规模海水淡化装置设计、加工制造、安装调试及运行维护的工程实践,迫切需要通过规模示范形成成套技术和锻炼队伍。
反渗透膜组件、高压泵、能量回收及水处理药剂等关键部件和材料仍以进口为主,缺乏大规模反渗透海水淡化成套工程技术和实践,迫切需要形成高压泵、能量回收、膜组件等关键设备的自主技术和批量生产,通过规模示范形成成套技术应对国外公司在国内的竞争。
核能海水淡化的概念已经提出许多年,还缺乏工程实践;核反应堆与海水淡化的接口还停留在研究和设计阶段,需要打通流程,形成成套技术和装备体系。
2.产业规模。
我国海水淡化工程规模多在千吨级,而国外已达到十万吨级水平,我国海水淡化产水量仅占世界总产量的0.3%,与国外的差距明显。
3.实施机制。
没有专门机构统筹协调,没有形成产业联盟。
海水淡化必须有针对性地在政府指导、行业协调、产业政策、技术创新等方面统筹规划,全面协调各方利益,才能形成合力,促进产业发展。
4.示范及投入。
国家对规模示范工程的资金投入不足,造成规模示范不够,制约了该领域技术的发展和成果的转化。
太阳能海水淡化技术发展现状就目前的海水淡化技术，成本问题一直是海水淡化技术的最大阻碍，就拿10000吨/天反渗透海水淡化厂来说，一般化学药品消耗在0.3~0.5元/吨水;电力消耗约2.2~2.5元/吨水;膜更换费用0.3~0.5元/吨水;职工工资福利约0.2元/吨水;固定资产折旧费0.9~1.2元/吨水;设备检修维护费用为0.2~0.4元/吨水;管理费小于0.1元/吨水。
荒岛海水淡化简易方法
荒岛海水淡化是指在荒岛上利用海水进行淡化处理，以获得可饮用的淡水。
由于荒岛上缺乏淡水资源，海水淡化成为了一种必要的生存方式。
本文将介绍荒岛海水淡化的简易方法。
一、蒸馏法
蒸馏法是一种常见的海水淡化方法。
它的原理是将海水加热至沸点，使其蒸发，然后将蒸汽冷却成水。
这种方法需要用到蒸馏器，但在荒岛上可能无法获得。
因此，可以采用简易的方法，如用锅煮海水，然后用盖子盖住锅口，将蒸汽冷却成水。
二、太阳能蒸馏法
太阳能蒸馏法是一种利用太阳能进行海水淡化的方法。
它的原理是将海水放在黑色的容器中，使其吸收太阳能，然后将蒸汽冷却成水。
这种方法不需要用到电力，非常适合在荒岛上使用。
三、反渗透法
反渗透法是一种利用半透膜进行海水淡化的方法。
它的原理是将海水
通过半透膜过滤，使盐分和杂质被过滤掉，从而获得淡水。
这种方法需要用到反渗透设备，但在荒岛上可能无法获得。
因此，可以采用简易的方法，如用布或纱布过滤海水。
四、冷凝法
冷凝法是一种利用冷凝器进行海水淡化的方法。
它的原理是将海水加热至沸点，使其蒸发，然后将蒸汽通过冷凝器冷却成水。
这种方法需要用到冷凝器，但在荒岛上可能无法获得。
因此，可以采用简易的方法，如用塑料袋将海水装好，然后将塑料袋挂在树上，让太阳照射，使其蒸发，然后将蒸汽冷却成水。
以上是荒岛海水淡化的简易方法。
在荒岛上，淡水资源非常有限，因此需要采用各种方法进行淡化处理。
这些方法虽然简易，但可以有效地获得可饮用的淡水，保证荒岛上的生存。
浅析太阳能海水淡化的发展过程太阳能海水淡化是利用太阳能将海水转化为淡水的一种技术。
随着全球水资源短缺和可再生能源的重视，太阳能海水淡化逐渐发展起来。
本文将从太阳能海水淡化的起源、发展过程以及未来发展方向等几个方面进行分析，以帮助读者更好地了解这一领域。
太阳能海水淡化的发展可以追溯到1970年代初期，当时太阳能技术出现了较大的突破。
最早的太阳能海水淡化系统是由太阳能光伏板供电的薄膜蒸发器。
这种系统利用太阳能通过光伏板产生电能，将其转化为热能，从而驱动蒸发器薄膜蒸发海水，实现海水淡化。
然而，这种系统效率较低，成本较高，不能大规模应用。
随着科学技术的进步和能源政策的支持，太阳能海水淡化迅速发展。
1981年，沙特阿拉伯建成了世界上第一个大型太阳能海水淡化厂，利用太阳能为近20,000人供应淡水。
此后，越来越多的国家开始在沙漠地区运用太阳能海水淡化技术，为居民提供淡水资源。
20世纪90年代，太阳能海水淡化技术进一步改进和发展。
薄膜蒸发器被薄膜蒸发蒸发器取代，这一技术具有更高的效率和更低的成本，能够实现更大规模的海水淡化。
此外，多效蒸发器和置换结晶技术也被引入，进一步提高了太阳能海水淡化的效率。
进入21世纪，太阳能海水淡化取得了更大的发展。
随着光伏技术的快速发展，太阳能电池板的效率不断提高，将太阳能转化为电能的效率进一步提高。
与此同时，蒸发器材料的研发也取得了重要突破，使海水淡化效率更高。
另外，太阳能海水淡化与其他技术，如风能、波能和潮汐能等结合，实现多能互补，进一步提高系统的可持续性和经济性。
目前，太阳能海水淡化正面临着更大的发展机遇和挑战。
随着全球水资源短缺的加剧，各国政府对太阳能海水淡化的支持逐渐增多。
一些国家和地区已经制定了太阳能海水淡化的发展规划，并投入了大量的资金和人力资源。
同时，太阳能技术的进步也为太阳能海水淡化的发展提供了更多的可能性，如太阳能光热联产、光电热联合等技术的应用。
然而，太阳能海水淡化也面临着一些挑战。
太阳能海水淡化技术及其产业化前景一、现状分析太阳能海水淡化技术是一种利用太阳能热转换为能源，通过蒸馏或逆渗透等方式将海水中的盐分去除，从而获得淡水的技术。
随着全球人口增长、城市化进程加快以及气候变化等因素的影响，对淡水资源的需求日益增大。
而传统的淡水资源主要来自于河流、湖泊和地下水，这些资源受到地表污染、过度开发等因素的影响，使得淡水资源供应面临挑战。
太阳能海水淡化技术具有广泛的应用前景，可以有效地解决淡水资源短缺的问题。
目前，全球范围内已经有多个国家和地区在推广太阳能海水淡化技术，并取得了显著的成果。
例如，中东地区由于盛产石油资源，当地大力支持太阳能海水淡化技术的研发与应用，推动了该技术在该地区的推广。
二、存在问题然而，太阳能海水淡化技术在实际应用中仍然存在一些问题和挑战。
技术成本较高是制约太阳能海水淡化技术产业化的主要障碍之一。
太阳能海水淡化技术需要大量的投入，包括设备、人力成本以及维护成本等，这使得该技术在一些贫困地区难以推广应用。
太阳能海水淡化技术的能源利用效率还有待提高。
目前，太阳能海水淡化技术主要依靠太阳能进行能源供应，但在某些天气条件下，太阳能的供应不稳定，导致淡化效率不高。
需要研发更高效的太阳能海水淡化设备，提高能源利用效率。
太阳能海水淡化技术在应对高盐度海水、处理废水等方面还存在技术难题。
高盐度海水对设备的耐腐蚀性要求较高，而处理废水问题直接关系到环境保护和可持续发展。
三、对策建议为了推动太阳能海水淡化技术产业化，我们需要采取一系列措施来解决上述问题。
应加大对太阳能海水淡化技术研发与应用的支持力度，推动技术的不断创新和提升。
可以通过制定相关、提供资金支持等方式，鼓励企业和研究机构投入更多资源进行技术攻关。
需要加强太阳能海水淡化技术的市场推广和人才培养。
可以组织专家学者开展宣传推广活动，提高公众对太阳能海水淡化技术的认知度和接受度。
加强人才培养，培养一批具有相关专业知识和技能的人才，为太阳能海水淡化技术的发展提供人力保障。
太阳能海水淡化技术据测算，我国人均占有水量只居世界的第 108位。
我国海岸线长，一些岛屿和沿海盐碱地区以及内陆苦咸水地区均属缺乏淡水的地区。
这些地区的人们由于长期饮用不符合卫生标准的水，产生了各种病症，直接影响着他们的身体健康和当地的经济建设。
因此，解决淡水供应不足是我国面临的一个严峻问题。
为了解决现在的缺水问题，同时实现可持续发展的目的，太阳能海水淡化技术呈上了决策者的办公桌。
人类利用太阳能淡化海水，其实已经有了很长的历史。
人类最早有文献记载的太阳能淡化海水的工作，是15世纪由一名阿拉伯炼丹术士实现的。
这名炼丹术士使用抛光的大马士革镜进行太阳能蒸馏。
世界上第一个大型的太阳能海水淡化装置，是于1874年在智利北部的Las Salinas建造的。
它由许多宽1．14米，长6l 米的盘形蒸馏器组合而成，总面积47000米。
在晴天条件下，它每年生产2．3 万升淡水(4．9升／米·天)。
这个系统一直运行了近40年。
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。
早期的太阳能蒸馏器由于水产量低，初期成本高，因而在很长一段时间里受到人们的冷落。
第一次世界大战之后，太阳能蒸馏器再次引起了人们极大的兴趣。
当时不少新装置被研制出来，比如顶棚式、倾斜幕芯式、倾斜盘式以及充气式太阳能蒸馏器等等，为当时的海上救护以及人民的生活用水解决了很大问题。
太阳能蒸馏器的运行原理是利用太阳能产生热能驱动海水发生相变过程，即产生蒸发与冷凝。
运行方式一般可分为直接法和间接法两大类。
顾名思义，直接法系统直接利用太阳能在集热器中进行蒸馏，而间接法系统的太阳能集热器与海水蒸馏部分是分离的。
但是，近20 多年来，已有不少学者对直接法和间接法的混合系统进行了深人研究，并根据是否使用其他的太阳能集热器又将太阳能蒸馏系统分为主动式和被动式两大类。
被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年的历史。
太阳能与海水淡化技术的集成应用随着全球人口的持续增长和气候变化的日益严峻，水资源和能源的可持续利用成为了当今社会发展的重要议题之一。
在这个背景下，太阳能与海水淡化技术的集成应用被广泛视为一种可行且可持续的解决方案，以满足人类对于清洁水资源的日益增长的需求。
本文将探讨太阳能与海水淡化技术集成应用的原理、优势和挑战。
首先，我们需要了解太阳能与海水淡化技术的基本原理。
太阳能是一种长期存在的资源，通过太阳能电池板将太阳能转化为直流电，可以为海水淡化设备提供所需的能量。
海水淡化技术主要采用蒸馏和反渗透两种方法，通过去除盐分和杂质来将海水转化为淡水。
太阳能可为这些设备供应能源，推动其运行，从而实现清洁的淡水生产。
集成应用太阳能和海水淡化技术的优势之一是可持续性。
太阳能作为一种可再生能源，不仅可以减少对传统能源的依赖，还能降低温室气体排放，对环境友好。
与此同时，海水淡化技术可以有效利用大量的海水资源，提供可靠的淡水供应，满足人们的日常生活和农业灌溉需求。
这种集成应用不仅能够解决水资源短缺问题，还能降低对传统能源的需求，实现资源的可持续利用。
其次，太阳能与海水淡化技术的集成应用还可以降低能源成本。
使用太阳能作为主要能源源，可以减少依赖传统能源的消耗，降低运营成本。
与此同时，太阳能电池板的寿命长，减少了设备频繁更换和维护的成本。
通过节约能源和降低运营成本，集成应用可实现更经济高效的海水淡化过程。
此外，太阳能和海水淡化技术的集成应用还可以推动当地经济的发展。
在使用和维护集成系统的过程中，需要大量的技术人员参与，从而带动就业机会的增加。
同时，海水淡化的产水量可以满足农业、工业和饮用水方面的需求，为当地社区的经济、农业和健康发展做出重要贡献。
然而，太阳能与海水淡化技术的集成应用也面临一些挑战。
首先，集成系统的建设和运行成本较高，需要资金投入。
此外，技术的不成熟和缺乏相关经验也会对集成应用的推广产生一定的阻碍。
解决这些挑战需要政府、企业和学术界的共同支持和努力，加强研发和创新，推动技术的进步和降低成本。
利用太阳热能进行海水淡化的技术分析太阳热能作为一种可再生能源，被广泛应用于海水淡化技术中。
海水淡化是指将海水中的盐分和杂质去除，从而获得淡水的过程。
利用太阳热能进行海水淡化可以提供可持续的、环保的淡水资源，尤其适用于沿海地区或岛国。
本文将对太阳热能海水淡化技术进行详细分析。
一、多效蒸馏技术多效蒸馏技术是利用太阳能进行海水淡化最常用的方法之一。
该技术通过利用太阳能提供的热能，将海水加热蒸发，然后将水蒸汽冷凝成淡水。
在这个过程中，太阳光可以直接或间接地提供所需的热能。
多效蒸馏技术的原理是利用多个蒸馏器，每个蒸馏器都利用来自前一个蒸馏器的热能进行蒸发。
这种级联的蒸馏过程可以提高能量利用效率，从而减少所需的外部能源供应。
太阳光可以直接提供热能用于蒸发，也可以通过太阳能热集成系统间接供应热能。
二、太阳能海水温差发电技术太阳能海水温差发电技术是将太阳能转化为电能的一种方法。
这项技术利用海水中的温度差异，通过热能转换器将热能转化为电能。
在这个过程中，太阳能被利用来加热深海冷水。
通过太阳能的辐射和海水之间的热交换，海水中的温度差异被捕获并转化为电能。
这种技术可以提供清洁、可持续的能源，为海水淡化过程提供了额外的能源来源。
三、太阳能反渗透技术太阳能反渗透技术是另一种利用太阳能进行海水淡化的方法。
这项技术利用太阳光产生的电能，驱动反渗透膜对海水进行过滤和去盐。
反渗透是将海水通过半透膜进行过滤，去除其中的盐分和杂质的过程。
太阳能反渗透技术通过提供所需的电能，驱动高压泵将海水推进反渗透膜中，从而实现海水的过滤和盐分去除。
这种技术能够高效地将海水转化为淡水，且对环境影响较小。
四、太阳能蒸发结晶技术太阳能蒸发结晶技术是一种较为简单且低成本的海水淡化方法。
该技术利用太阳能提供的热能，将海水蒸发，并通过结晶将其中的盐分分离。
在这个过程中，海水被加热蒸发，蒸发过程中的水蒸气经过冷凝形成淡水。
剩余的浓缩盐水则通过结晶器进行结晶，将盐分从水中分离出来。
太阳能海水淡化技术0 引言随着社会经济的发展和人口数量的增长，人们对于能源的需求越来越大。
现在常用的能源主要来自化石燃料，但这种资源在地球上的存量是有限的，而且容易引起环境污染，因此可再生能源成为人们关注的焦点[1]。
人类对淡水资源的需求与日俱增，据有关国际组织预测，到2050年，预测生活在缺水国家中的人口将增加到10.6亿和24.3亿之间，约占全球预测人口的13％~20％[2]。
海水中有大量的水资源，所以将海水淡化将是解决淡水危机的有效途径。
已在很大程度上缓解了部分地区的缺水状况，未来也将是调水困难的沿海城市应急补充水源的重要手段，很多国家都在积极投资建造海水淡化厂。
常规海水淡化的方法主要有多级蒸发、多级闪蒸、蒸汽压缩、反渗透膜法、电渗析法、离子交换法、冷冻法等。
这些方法都要消耗大量的常规能源，又加剧了能源紧缺，造成新的污染。
所以将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合与一起的太阳能海水淡化是一种可持续发展的海水淡化技术，是现今研究的热门话题。
1 太阳能海水淡化的优缺点太阳能海水淡化系统与其他海水淡化系统相比有许多优点：1）可独立运行，不受蒸汽、电力等条件限制，无污染、低能耗，运行安全稳定可靠，不消耗石油、天然气、煤炭等常规能源，对能源紧缺、环保要求高的地区有很大应用价值；2）生产规模可有机组合，适应性好，投资相对较少，产水成本低，具备淡水供应市场的竞争力；3）所得淡水纯度高；4）安全。
太阳能海水淡化也有一些缺点，如占地面积较大及冬天结冰的问题等。
在选用海水淡化方式时需要权衡各种技术的优缺点，选用最佳的淡化方式。
2 现有的太阳能海水淡化系统人类利用太阳能淡化海水，已经有很长的历史了，最早利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，一般称为太阳能蒸馏器。
太阳能蒸馏器的运行原理是利用太阳能产生热能驱动海水发生相变过程，即产生蒸发与冷凝。
根据是否使用其他的太阳能集热器可将太阳能蒸馏系统分为主动式和被动式两类。
太阳能蒸馏海水淡化技术回顾摘要：回顾了太阳能蒸馏海水淡化技术的发展历程。
针对最古老的盘式蒸馏器产水量较低的问题，各国学者不断改进设计，提出了许多效率较高的太阳能蒸馏器。
本文对各种装置的工作过程以及产水能力进行了简单的介绍，分析总结了包括太阳辐照、海水温度、海水与凝结面温差、海水热容量、环境温度和风速等影响产水量的各种因素，得出结论认为应采用反射镜等措施改变太阳辐照的方向以增强装置换热面布置的灵活性，多次利用蒸汽凝结潜热，减小海水热容量以提高太阳能蒸馏器的产水能力和热利用效率。
关键字：太阳能蒸馏；海水淡化；产水量；影响因素1. 引言随着世界人口的增长以及工农业发展速度的加快，人类对于淡水的需求越来越大，然而可供人类直接使用的淡水量却很小，并且分布极不均衡，98.8%的淡水被冻结在地球的南北两极和高寒地带的冰川之中，存在于河流、湖泊和地下水等可直接利用的淡水已不足地球上淡水总量的0.36%，而与此相对的海水储量却占据着地球上总水量的97%以上（1）。
因此，发展海水淡化技术已成为解决淡水问题的主要选择。
目前已经成熟应用的海水淡化技术主要有多级闪蒸法（MSF），多效蒸馏法（MED）以及反渗透法（RO）等。
这三种技术装机容量大，产水量高，适用于大型或超大型化海水淡化基地。
然而，对于偏远地区，人烟稀少，动力缺乏，没有能力也没有必要发展大型海水淡化基地。
凑巧的是，在这些偏远缺水地区，往往太阳能资源相当丰富，非常适宜于发展小型化分布式海水淡化技术。
因此，结构简单、成本低廉的太阳能蒸馏器应运而生。
太阳能蒸馏海水淡化技术一直备受关注，广大学者对其进行了大量的研究，致力于提高装置的产水量和热利用效率，发展各种蒸馏装置的传热传质理论分析模型为优化设计提供理论基础。
2. 蒸馏装置的发展历程自19世纪70年代，世界上第一台太阳能蒸馏器出现之后，这种形式简单的海水淡化装置一直备受关注。
如图1（a）所示，装置上部的太阳辐射，大部分透过玻璃盖板被底面深色涂料吸收转化为热，用于加热储存在盆底的薄海水层，使其温度升高并部分海水蒸发，水蒸气与空气混合形成饱和湿空气上升，湿空气中的水蒸汽在玻璃顶盖上凝结成淡水后滑落至玻璃盖低端的淡水收集槽中，完成海水淡化过程。
太阳能蒸馏海水淡化技术回顾摘要：回顾了太阳能蒸馏海水淡化技术的发展历程。
针对最古老的盘式蒸馏器产水量较低的问题，各国学者不断改进设计，提出了许多效率较高的太阳能蒸馏器。
本文对各种装置的工作过程以及产水能力进行了简单的介绍，分析总结了包括太阳辐照、海水温度、海水与凝结面温差、海水热容量、环境温度和风速等影响产水量的各种因素，得出结论认为应采用反射镜等措施改变太阳辐照的方向以增强装置换热面布置的灵活性，多次利用蒸汽凝结潜热，减小海水热容量以提高太阳能蒸馏器的产水能力和热利用效率。
关键字：太阳能蒸馏；海水淡化；产水量；影响因素1. 引言随着世界人口的增长以及工农业发展速度的加快，人类对于淡水的需求越来越大，然而可供人类直接使用的淡水量却很小，并且分布极不均衡，98.8%的淡水被冻结在地球的南北两极和高寒地带的冰川之中，存在于河流、湖泊和地下水等可直接利用的淡水已不足地球上淡水总量的0.36%，而与此相对的海水储量却占据着地球上总水量的97%以上（1）。
因此，发展海水淡化技术已成为解决淡水问题的主要选择。
目前已经成熟应用的海水淡化技术主要有多级闪蒸法（MSF），多效蒸馏法（MED）以及反渗透法（RO）等。
这三种技术装机容量大，产水量高，适用于大型或超大型化海水淡化基地。
然而，对于偏远地区，人烟稀少，动力缺乏，没有能力也没有必要发展大型海水淡化基地。
凑巧的是，在这些偏远缺水地区，往往太阳能资源相当丰富，非常适宜于发展小型化分布式海水淡化技术。
因此，结构简单、成本低廉的太阳能蒸馏器应运而生。
太阳能蒸馏海水淡化技术一直备受关注，广大学者对其进行了大量的研究，致力于提高装置的产水量和热利用效率，发展各种蒸馏装置的传热传质理论分析模型为优化设计提供理论基础。
2. 蒸馏装置的发展历程自19世纪70年代，世界上第一台太阳能蒸馏器出现之后，这种形式简单的海水淡化装置一直备受关注。
如图1（a）所示，装置上部的太阳辐射，大部分透过玻璃盖板被底面深色涂料吸收转化为热，用于加热储存在盆底的薄海水层，使其温度升高并部分海水蒸发，水蒸气与空气混合形成饱和湿空气上升，湿空气中的水蒸汽在玻璃顶盖上凝结成淡水后滑落至玻璃盖低端的淡水收集槽中，完成海水淡化过程。
这种蒸馏器结构简单，制作、运行和维护都比较方便，产水量相对较低。
根据Tayeb（2）的实验结果，蒸发面积0.24m2、冷凝面积0.267m2，典型的天气条件下（图1（a）所示装置）日产水量313ml，日平均效率21.8%。
在同一篇文章中（2），他还公布了另外几种蒸发面积相同玻璃顶盖形状不同的蒸馏器的运行情况，有半球形图1（b），双层半球形图1（c）以及弓球形图1（d）的，其日产水量分别为258ml、286ml、206ml（2）。
基于这种最简单的盘式蒸馏器，各国学者为了提高日产水量以及日平均效率，对装置进行了不断的改进。
(a) (b) (c) (d)图1 不同顶盖的盘式蒸馏器（2）2.1 增加太阳辐照吸收面积或改变辐照方向太阳能蒸馏器的驱动力来自太阳的辐射，增加采光面积可以在相同的时间内接受更多的辐射，然而也不可避免的增加了装置的容量，文献（3）（如图2）在不改变装置容量的同时，依靠安装内部反射镜以及外部竖直平面反射镜来增加盆底受热面单位面积的辐照量，在相同的时间内提供更多的热量。
内部反射镜在一年四季都能提高装置的产水量，尤其在冬季太阳高度角很低时，改进以后的装置产水量可提高70%-100%；外部竖直反射镜在春秋两季能较高的提高淡水产量，但其安装角度若能随月份的改变而改变，则在一年四季中对于产水量的提高都有显著的效果（4）。
文献（5）提出采用热管集热器结合一定数量垂直平行板的太阳能蒸馏装置，并对其进行了理论分析计算，理论日产水量在日照辐射为22.4MJ/m2时高达21.8kg/m2。
几年后，Hiroshi Tanaka将理论付诸实验，在文献（6）中公布了实验结果，作者将采光面完全由平面反射镜来承担，通过平面反射镜改变太阳的辐照方向，将传统的水平受热面改为竖直受热面，通过巧妙的设计实现多效蒸馏，无论产水量还是热效率都大大的提高。
每一面竖壁都同时充当冷凝面和蒸发面，由平面反射镜反射的太阳辐照落在第一面竖壁上，竖壁另一侧上的海水膜吸收热量发生蒸发，产生的蒸汽在第二面竖壁上凝结成淡水，淡水在重力作用下滑落至底部的淡水收集槽中，而蒸汽在凝结过程释放的潜热却被竖壁另一侧的海水膜吸收，促使其蒸发，如此依次将能量传递至最后一面竖壁，实现能量的多效利用。
每一面竖壁充当能量利用的一效。
在水平面太阳日辐照量13.4MJ/m2，玻璃日辐照量20.2MJ/m2，每效间隔5mm时，日产水量最高可达13.4kg/m2。
图2 带外部反射镜的蒸馏器（3）图4 带反射镜的多效蒸馏器（6）图3 结合热管的多效蒸馏器（5）2.2 在流动中加热海水正如我们所知，太阳辐射相当稀薄，仅仅靠增加采光面积来提高产水量并不是最佳选择。
在热法海水淡化过程中，我们靠促使海水蒸发来达到盐水分离的目的，换句话说，我们希望消耗少量热量的同时产生最多的蒸汽，从而能收集最多的淡水。
因此，学者们通过减小海水热容量来促进海水蒸发而不是将吸收的热量储藏在海水的显热当中。
B.Janarthanan（7）等设计了如图5所示的倾斜式带芯海水流动型太阳能蒸馏器（floating cum titled-wick type solar still），海水在吸液芯的毛细作用下缓慢流经倾斜面，由于吸液芯的存在，海水在倾斜面上保持为较薄的液膜，由于液膜具有更小的热容量，所以更加容易蒸发，另外由于在玻璃顶盖上也有冷海水流动，降低了玻璃温度，增强了蒸汽凝结效果，淡水产量有所提高。
图5 倾斜式带芯海水流动型蒸馏器（7）Farshad Farshchi Tabrizi（8）等设计了如图6所示级联太阳能蒸馏器（cascade solar still），给水进入蒸馏器后依次沿着阶梯往下流，每一级阶梯水平和竖直壁上涂有吸收性材料吸收太阳辐照，当海水流经阶梯时吸收热量，温度升高，并部分蒸发。
这种设计增加了日照辐射的吸收面积，在每级阶梯上总是一层相对较薄的海水，减小了海水的热容量，促进了海水的蒸发。
由于海水处于流动状态，也减少了结垢的可能性。
图6 级联蒸馏器（8）基于减小海水热容量，促进海水蒸发的思想，文献（9）提出改进给水方式，反复利用蒸汽潜热，并通过建立理论模型进行计算，结果显示有较高的产水量。
2.3 实现热回收从上述装置我们可以发现一个共同的特点，所有海水只流经蒸馏器一次，这样带来的后果是那部分未被蒸发的咸水流出装置时同时把热量也带走了，造成了大量的浪费。
因此，许多学者引进循环回路以提高热量利用率。
另外当引入循环驱动力时，可以与许多集热器耦合在一起大大增加采光面积，进一步的改善了装置的工作效率。
Bhagwan Prasad 和G.N.Tiwari(10)将槽式聚光集热器与双层盘式蒸馏器相结合，使海水在进入蒸馏器之前有一个预热过程，同时底层蒸馏器凝结时释放的潜热被上一层的海水吸收，回收了凝结潜热，产水量最高可达每小时约1.9kg/m2。
Ali.A.Badran（11）等将盘式蒸馏器与平板集热器结合起来（图8）组成循环回路，淡水产量大为提高，给水箱中冷海水经恒热箱流入平板集热器中，在平板集热器中被加热，然后进入蒸馏器中，较高温度的海水在蒸馏器中部分蒸发，蒸汽上升至玻璃顶盖上凝结，当蒸馏器内液位较高时，热海水又排出与恒热箱中流出的冷海水混合进入平板集热器，如此不断循环。
与常规蒸馏器相比，淡水产量提高了52%，但是热效率却下降了。
同类型引入循环回路进行热回收的还有（12）、（13），都较大的提高了产水能力。
文献（14）虽然没有引进循环，却回收了蒸汽潜热。
图7 与槽式集热器结合的主动式蒸馏器（10）图8 与平板集热器结合的主动式蒸馏器（11）图9 倾斜式热回收主动式蒸馏器（12）图10 带储热箱蒸馏器（15）图11 以相变材料储热的蒸馏器（16）图12 以沙子为储热介质的蒸馏器（17）2.4 增加储热措施利用太阳能进行海水淡化，最大的局限性在于装置只有在有太阳时才能工作，因此，许多学者希望能将太阳充足时没有完全消耗的能量储存起来，等太阳辐照减弱或完全消失时再将储存的能量释放，保证蒸馏器能日夜连续产水。
K.V oropoulos（15）等设计了图10所示的蒸馏装置，与传统的盘式蒸馏器相比，增加了吸收辐照面积以及储热水箱，使得蒸馏器能在太阳辐照量较小或完全没有时也能工作。
在相同的辐照量下，与没有储热水箱的蒸馏器相比，淡水产量平均增加了近100%，在辐射量20.5MJ/m2时，引入储热水箱可使最高淡水产量每小时达4.4kg。
A.A.El-Sebaii（16）等在蒸馏器底部加入熔点较低的相变材料进行储热来实现蒸馏器连续工作。
在晴朗的夏季加入相变材料时，产水量可达到9.005kg/m2，同样的条件没有相变材料时产水量为4.998kg/m2。
同类型的还有（17），在蒸馏器的底部加入沙子作为储热介质，日产水量约为3kg/m2。
3. 淡水产量的影响因素对于一套太阳能蒸馏海水淡化装置，在尽量保证结构简单的同时，总是希望能得到更多的淡水，也就是说希望以最小的代价得到最大的回报。
在一些场合，产水量是设计者们设计装置时要考虑的主要因素。
他们会增加装置的复杂程度、选择最优的安装方案、最大限度的利用有限的能量等等，而所有这些事情的目的就是为了提高装置产水能力。
3.1 太阳辐射虽然学者们在文献当中总是以单位面积的日产水量作为评价一套装置的产水能力，但是正如我们所知，太阳辐照不仅稀薄，而且极不均衡，换句话说，在同一时间里，两个不同的地方所接受的太阳辐照是不一样的。
把同一套装置安装在辐照量有区别的地方，很显然，在辐照量大的地方日产水量高一些，而在同一个地方，中午的产水量比早晨和下午要高一些。
所有文献里描述产水量随时间变化曲线的趋势都是如图13所示的那样，这是因为太阳辐照随时间的走势是这样的，从开始产水那一刻起，产水量逐渐增大，达到峰值后又逐渐降下来直至最后停止产水。
太阳辐照是太阳能蒸馏器进行盐水分离的驱动力，驱动力越大，分离过程就进行的越快。
因为太阳的辐照强度总是在正午时分最大，因此产水量的峰值总是出现在那个时刻。
当然有时候我们会看到曲线的平滑程度不一样，有些波峰比较陡峭，有些波峰比较平缓。
这和当地的纬度以及海拔有关。
由于产水量随着太阳辐照量的增减而增减，文献（18）专门研究了蒸馏器玻璃顶盖倾角的影响，通过安装最优的倾斜角度来获得最大的辐照量，从而获得最高的产水量。
根据文献（18），玻璃的最佳倾角随着季节的不同而有所变化，这是因为地球的公转引起的。
夏季时，在保证淡水能顺利滑落至淡水收集槽的情况下，玻璃顶盖的倾斜角度越小越好，在冬季则相反。
