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浅析太阳能海水淡化系统可行性

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发表时间:2018-03-06 10:52作者:盛鑫华业

太阳能海水淡化系统

(1)太阳能海水淡化系统简介

太阳能海水淡化系统主要核心技术是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,研究的核心为太阳能蒸馏器,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。

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。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。我司研发的太阳能海水淡化系统主要是将太阳能蒸馏器与高效海水淡化装置结合,它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,同时利用海水淡化反渗透膜使海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。

(2)太阳能海水淡化材料研究

太阳能海水淡化材料主要为太阳能集热与海水淡化膜。

太阳能集热的特点为:1)可独立运行,不受蒸汽、电力等条件限制。

2)无污染、低能耗,运行安全稳定可靠。3)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。4)生产规模可有机组合,适应性好。5)投资相对较少,产水成本低,具备淡水供应市场的竞争力。

海水淡化膜通常又称超过滤法,是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐渐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。因此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重心转向反渗透法。

反渗透海水淡化技术发展很快,工程造价和运行成本持续降低,主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力,提高反渗透系统回收率,廉价高效预处理技术,增强系统抗污染能力等。

太阳能海水淡化系统重要性和必要性

太阳能海水淡化系统是解决淡水缺乏的重要途径,淡水是人类社会赖以生存和发展的基本物质之一。人体的60% 是液体,其中主要是水。水对人体健康至关重要,一旦失去体内水分10% ,生理功能即严重紊乱;失去水分20% ,人很快就会死亡。水对其他的生命也是如此,是一切生命之源。水对社会经济而言也不可或缺,农作物无水会枯死,工业生产无水会面临瘫痪。因此,水又是一切文明之源。

太阳能海水淡化系统技术研发的必要性说明,地球表面积约为5.1亿平方公里,其中海洋面积就占据了它的70.8% 。海洋的平均深度约为 3800米,所以地球上的总水量约有近14亿立方公里。若从地球上人均占有水量来看,水资源是十分丰富的,人类似乎不应有缺水之虞。然而,由于含盐度太高而不能直接饮用或灌溉的海水占据了地球上总水量的97% 以上,仅剩的不到3% 的淡水,其分布也极其不均,它的3/4被冻结在地球的两极和高寒地带的冰川中,其余的从分布上说,地下水也比地表水多得多(多37倍左右)。剩下的存在于河流、湖泊和可供人类直接利用的地下淡水已不足 0.36% 。

就人均占有量来说,中国在水资源方面是一个穷国。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。

太阳能海水淡化系统的可行性和先进性

我公司已完成第一代高效海水淡化装置样机的研发,完成了小批量的试产及部分工程案例的应用。长期的研发投入,积累丰富的技术经验技术人才储备本公司前期已经投入了大量的资金做了大量的试验以验证项目的可行性。本项目的项目负责长期从事自动化设备的研发工作,拥有丰富和先进的设计经验,为项目顺利推进提供技术和经验保障。公司设立多层次的奖制度,激励研发人员积极投身项目研发,因此,本项目的实施完全可行。

深圳市盛鑫华业环保设备有限公司深知被客户接受的产品才是真正的产品,所以在提高研发技术能力,更注重市场营销建设工作以及精英人才引进。公司设有营销中心,营销中心共有4名专职人员,有着丰富的市场拓展与营销实战经验。

公司非常重视营销战略规划,在每种新产品上市之前都会进行市场需求调研、竞争对手分析等前期准备工作,并根据调研结果制定缜密的新产品市场策划案,以协助新产品的市场扩展与销售。公司目前开发的产品都大部分是国内空白行业内技术领先的产品,所以我们可以在起步阶段就打入主流市场。

技术层面上,公司已经掌握了该项目开发的核心技术,并就相关核心技术申请了专利,为项目进展扫清障碍。

项目的先进性体现在以下方面:

利用太阳能大大降低生产成本,可降低≥40%

太阳能的集热面积≥100m2

核心的脱盐产品为海水淡化反渗透膜,市场使用时长近50年,产品成熟稳定,使整套海水淡化系统运行稳定,品质可靠。

每平方米太阳能集热面积可产淡水量≥11KG

整套设备自动化控制,运行高效,无需专人看护;

整套系统集成化程度高,节省占地面积;

人机界面操作系统,简单好用,经济性好。

图示:太阳能海水淡化系统的规划图

太阳能海水淡化系统实施的意义

本项目主要是面向淡水缺乏地区所必须的海水淡化设备,本项目致力于研发太阳能海水淡化系统,以保证品质,提高效率,节省成本,因此属于环保海水淡化领域,具有广阔的市场前景、经济效益和社会意义,符合深圳市战略性新兴产业的发展方向

太阳能海水淡化系统具有深远意义的技术和应用创新,可以给用户带来如下价值:

(1)蒸发压力小,海水的沸点低,实现了海水低温蒸发。

(2)利用多孔吸附材料增加了海水蒸发面积,增加淡水产量。

(3)利用合理设计流程和布置,增加了整个系统的能量回收率,具有节能、环保的作用。

(4)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,环保要求高的地区更有突出的应用价值。

(5)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,具备淡水供应市场竞争力。太阳能海水淡化系统实际上是太阳能利用装置和传统的海水淡化装置的结合,用太阳能代替传统能源供给海水淡化装置所需能量。

(6)对海水水质变化的适应性强、不易结水垢,理论可行、技术成熟、产水品质高,该技术投资小、运营成本低、产水率稳定。生产过程无需消耗大量电能,应用广泛,市场潜力大。

本项目开发完成后,可以满足绝大部分地区工业及生活对淡水的需求。将太阳能低温热利用装置和海水淡化技术相结合,开辟了太阳能低温热利用的新领域,用太阳能代替传统能源供给海水淡化所需能量,在蒸发装置中有吸附材料增大蒸发面积,强化蒸发效率,并在冷能装置中通过低品质能量回收技术对蒸汽的汽化潜热进行了高效回收,太阳能海水淡化新技术的产业化推广,扩展了太阳能热利用的应用领域,对节能减排,海水资源化应用具有重要意义。

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