太阳能海水淡化技术的发展现状

中国对太阳能海水淡化技术的研究也有较好的基础，在这方面做过较多工作的有中国科学院广州能源研究所和中国科学技术大学等。还在上世纪 80年代初，广州能源研究所即开展了太阳能海水淡化技术的研究，完成了空气饱和式太阳能蒸馏器的试验研究，并于1982年左右在我国嵊泗岛建造厂一个具有数百平方米太阳能采光面积的大规模的海水淡化装置，成为我国第一个实用的太阳能蒸馏系统。接着，中国科学技术大学也进行了一系列的太阳能蒸馏器的研究，并在理论上进行了探讨。对海水浓度、海水中添加染料及装置的几何尺寸等因素对海水蒸发量的影响进行了实验，给出了有益的结果。

进入上世纪90年代后，天津大学、西北工业大学、西安交通大学等单位也加入到了太阳能海水淡化技术研究的行列，提出了一系列新颖的太阳能海水淡化装置的实验机型，并对这些机型进行了理论和实验研究。比较有代表意义的有西北工业大学提出的“新型，高效太阳能海水淡化装置”；天津大学提出的“回收潜热的太阳能蒸馏器”；中国科学技术大学提出的“降膜蒸发气流吸附太阳能蒸馏器”等等，使太阳能海水淡化技术有了较大进步。

进入本世纪之后，太阳能海水淡化技术进一步成熟。其中西安交通大学、北京理工大学等提出了 “横管降膜蒸发多效回热的太阳能海水淡化系统”，试制出了多个原理样机，并对样机进行实验测试和理论研究。清华大学等单位在借鉴国外先进经验的基础上，对多级闪蒸技术在太阳能海水淡化领域的应用进行了探索，试制出了样机，并在我国的秦皇岛市建立了主要由太阳能驱动的实际运行系统，取得有益的经验。

中国太阳能海水淡化技术的研究，走过了近 25年的历史，取得了可喜的成绩。综观整个研究过程，基本可分为3个阶段。第一阶段在上世纪整个 80年代至90年代初期。这个阶段是中国太阳能海水淡化技术研究的起步阶段．也是中国太阳能热利用研究的起步阶段。那时，包括太阳能蒸馏器在内的许多太阳能应用技术，如太阳能干燥器、太阳能热水器、太阳能集热器、太阳房以及太阳能聚光器等都吸引了许多科学家进行研究。但由于是起步阶段，所以整个研究都处于较低的水平上，如对太阳能海水淡化技术的研究，基本都集中在单级盘式太阳能蒸馏器上。上面的讨论已经指出，这种蒸馏器具有取材方便、结构简单、无动力部件、建造和维修便利以及可以长期无故障运行等优势，因而受到广大用户的青睐。但这种装置由于其内部海水容量大，因而升温缓慢，致使海水蒸发动力不足，加之整个蒸馏过程中未能回收蒸汽的凝结潜热，所以一般系统的效率都不高， 约在35% 以下。在晴好天气下。每平方米采光面积的产淡水量在3．5—4．Okg 左右。

第二阶段在上世纪90年代初到90年代末。此阶段上，许多研究者逐步认识到了盘式太阳能蒸馏器的缺陷。在设法减少装置中海水的容量方面，采取了梯级送水、湿布芯送水以及在海水表层加海绵等方式，大大减小了装置中的海水存量，使装置中待蒸发的海水温度得到进一步提高，也使装置更快地有淡水产出，延长了产水时间，提高了装置的产水效率。在回收水蒸汽的凝结潜热方面，实验了多级迭盘式太阳能蒸馏器以及其他回收水蒸汽潜热的太阳能蒸馏器。采取这些措施之后，装置的总效率提高到了约50% 。

上世纪90年代末至现在，对太阳能海水淡化技术的研究进入到了第三个阶段。在总结和分析了第二阶段的研究成果后，人们发现：尽管采取了许多被动强化传热传质措施，如减小装置中海水的容量、多次回收蒸汽的凝结潜热等，仍不能满足用户的要求，即太阳能蒸馏器的经济性仍然不够理想。分析发现，装置内自然对流的传热传质模式是限制装置产水率提高的主要因素。于是研究者纷纷选择了对主动式(加有动力，如水泵或风机等)的太阳能蒸馏器的研究。此期间出现了气流吸附式、多级降膜多效回热式、多级闪蒸式等许多新颖的太阳能海水淡化装置，装置的总效率也有了较大提高，达到 ·80% 左右(包括电能的消耗)。