第18章 海水淡化與蒸餾(1 / 1)

1.太陽能海水蒸餾器

在地球資源中,淡水資源是很重要的一個組成部分。盡管地球表麵多數被海水覆蓋,但是海水不能被人飲用或用於灌溉。

地球上的淡水資源非常少,僅占地球總水量的2%左右,並且能被人類利用的淡水也僅占淡水總蓄量的0.34%。

目前,世界上二十億人飲水困難,已有超過一半的陸地麵積、遍及一百多個國家和地區缺水。於是,為了彌補淡水資源的不足,人們千方百計地利用海水這個巨大的水資源。

在第二次世界大戰中,美國國防部製造了一種簡易的太陽能蒸餾容器裝置,作為許多軍用海水淡化急救裝置,供飛行員和船員落水後取水用。

20世紀60年代,在美國佛羅裏達的戴托納海灘上,美國建立了供大規模太陽能蒸餾研製工作使用的特殊實驗站。希臘、阿爾及利亞、澳大利亞等國也進行了諸多太陽能蒸餾試驗。例如,在希臘的帕特莫斯建有世界上最大的池式太陽能蒸餾器,總麵積為8651平方米,最大日產量為40立方米淡水。

太陽能蒸餾器結構簡單,主要是由水盤和玻璃或透明塑膠蓋板構成,水盤裝滿海水,玻璃或透明塑膠蓋板覆蓋在水盤上麵。水盤表麵塗成黑色,裝滿待蒸餾的水,盤下絕熱,有集水溝安裝在水盤上覆蓋的玻璃或透明塑膠蓋板下緣,與外部集水槽相通。

太陽輻射透過透明蓋板,水盤中的水不斷吸熱,溫度逐漸增高,最後蒸發變為水蒸氣,與蒸餾室內空氣一起產生對流。由於蓋板本身吸熱少,溫度低於池中水溫,水蒸氣上升接觸蓋板後便凝結成水滴,借助重力沿著傾斜蓋板流到集水溝裏,最後再流到集水器中。蒸餾器中海水的補充既可以是連續的,也可以是不連續的。

雖然太陽能蒸餾器的結構形式有很多不同種類,但基本原理是一樣的。這類蒸餾器利用太陽能進行海水淡化,是一種較為理想的裝置。

2.太陽能海水淡化技術

在海水淡化產業化發展方麵,能源消耗過大,一直存在著淡化海水成本過高的問題。

目前,太陽能中高溫集熱多效蒸餾海水淡化裝置已經進入市場引入階段,許多先進的公司已建成、調試成功該裝置,並且具備了設計和建設規模化海水淡化工程的技術和管理能力。

與現有海水淡化利用項目相比,太陽能海水淡化係統有許多新的特點。首先,它無需受蒸汽、電力等條件的影響和限製,可獨立運行,無汙染、低能耗,運行安全穩定可靠,節約大量的石油、天然氣、煤炭等常規能源,可彌補能源緊缺,在能源少、環保要求高的地區有很大的應用價值;其次,太陽能海水淡化係統生產規模可以有機組合,適應性好,投資較少,產水成本相對低,具有淡水供應市場應具備的競爭力。

目前,淡水資源短缺已成為世界性的問題。19世紀,西方各國爭奪煤碳;20世紀,各國爭奪石油,所以才有各種石油之戰;那麼,21世紀人們最需要什麼?就是水。聯合國曾不止一次發出警告:除非各國采取有利措施,否則到2025年世界上將有近三分之一的人口無法獲得安全的飲用水。

我國是世界上13個缺水國家之一,解決我國淡水資源緊缺的一條重要戰略途徑就是有效地開發利用海水資源。

北京華瑞能公司研究開發了太陽能中高溫集熱海水淡化技術。該技術以北京大學最新科研成果及科技人才為依托,以太陽能的有效利用為著眼點,通過新型高溫集熱管係統研究出來的。

太陽能中高溫集熱海水淡化技術可實現連續、長期、穩定地將太陽能直接轉化為溫度達150℃~200℃高溫液態介質,利用儲集起來的能量提供給海水淡化裝置。運用這種技術,每產出一噸淡水比用普通能源作動力生產一噸水節約近800度電。這大大降低了淡化海水的成本,提高了海水淡化的可行性,具有突破性意義。