直热式太阳能海水淡化系统试验研究
摘要：针对间接式太阳能海水淡化方法，综合多级闪蒸和低温多效两种系统的优点，设计制造了具有一效蒸发器的直热式太阳能海水淡化试验装置，并对该系统进行了试验，给出了系统在不同闪蒸压力、蒸发压力和最高海水温度下的产水量和性能系数。试验结果表明，系统运行稳定，具有较高产水量和，性能系数。在闪蒸压力0.009MPa，蒸发压力0.004MPa条件下，最高海水温度70℃，产水量达到56.38kg/d，性能系数为5．68。文中还对闪蒸压力、蒸发压力和最高海水温度对系统产水量和性能系数的影响进行研究分析。
关键词：海水淡化；太阳能；直接加热；多级闪蒸；低温多效
由于陆地淡水资源的紧缺，海水淡化己经越来越为世界各沿海国家所霞视。常用的海水淡化方法如蒸馏法、离子交换法、电渗析法、反渗透膜法等，要消耗大量的电力和燃料。而太阳能海水淡化系统可独立运行，不受蒸汽、电力等条件限制，尤污染，低能耗，运行安伞，稳定可靠，不消耗石油天然气、煤炭等常规能源，生产规模可有机组合，适应性好，投资相对较少，生产淡水成本低，具备各淡水供应市场竞争力，逐渐受到人们重视。
目前，世界各地已有许多太阳能海水淡化系统在运行，但这些系统中，太阳能部分与海水淡化部分基本是相且分离的，海水通过热交换器间接得到太阳能集热系统输出的热量，形成不可避免的换热损失。针对这个问题，设计了一种直热式太阳能海水淡化装置，海水淡化过程所需的进料海水直接进入太阳能集热器加热，这样就有效避免了原有的换热损失。
1太阳能闪蒸一多效蒸发式海水淡化系统
到目前为止，世界上报道的太阳能海水蒸馏淡化系统，大多采用多级闪蒸(MSF)和低温多效蒸馏(LT．MED)的间接方法，其典型流程是太阳能集热系统与淡化系统隔离运行，太阳能系统产生的热量通过淡水(或硅油)等介质传给蒸馏系统。
基于以上原因，研究开发了独市运行的直热式太阳能海水淡化系统，即只要有太阳和海水就可产淡水的新型太阳能海水淡化系统。此系统的特征是使海水直接进入集热系统，可以省去产牛蒸汽的热交换设备，能够有效利用太阳能集热器的高端热量，使用闪蒸与多效蒸发相结合的蒸馏淡化技术，使太阳能集热系统和淡化系统偶合运行。海水直接进入太阳能集热系统，经储水罐输出到闪蒸室，在闪蒸窜内降压闪蒸产生蒸汽，产生的蒸汽进入第+。效蒸发器，在蒸发器内凝结放热，同时蒸发器内的海水吸收了蒸汽冷凝放出的潜热后又产生蒸汽。该系统可以设有多个蒸发器，形成多效蒸发。最后一效蒸发器产生的蒸汽在冷凝器内冷凝。
针对海水直接进入太阳能集热系统而引起的腐蚀问题和真窄管结垢等问题，设计了真空玻璃管水平放置、具有耐海水腐蚀的纳米PPR材料集箱的太阳能集热系统，同时整个海水淡化系统均涂有防腐阻垢涂层。
系统产水量是评价太阳能海水淡化系统性能好坏的重要指标，产水量大，表明系统性能较优越嘲。根据质量守恒和能量守恒原理，可得系统产水量：
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