太阳能海水淡化技术的发展现状

中国在太阳能海水淡化技术的研究方面也有很好的基础，中科院广州能源研究所和中科大在这方面做了大量工作。20世纪80年代初，广州能源研究所开始了太阳能海水淡化技术的研究，完成了空气饱和太阳能蒸馏器的实验研究，并于1982左右在中国嵊泗岛建成了数百平方米太阳能采光面积的大型海水淡化装置，成为中国第一个实用的太阳能蒸馏系统。接着，中科大也对太阳能蒸馏器进行了一系列的研究，并在理论上进行了探讨。测试了海水浓度、海水中加入的染料以及装置的几何尺寸对海水蒸发的影响，给出了有益的结果。

自20世纪90年代以来，天津大学、西北工业大学、Xi交通大学等单位也加入了太阳能海水淡化技术的研究，提出了一系列新颖的太阳能海水淡化装置实验模型，并对这些模型进行了理论和实验研究。代表性的就是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“回收潜热的太阳能蒸馏器”;中科大提出了“降膜蒸发气流吸附太阳能蒸馏器”等，太阳能海水淡化技术取得了很大进展。

进入本世纪后，太阳能海水淡化技术进一步成熟。其中，Xi交通大学和北京理工大学提出了“水平管降膜蒸发多效热回收太阳能海水淡化系统”，并试制了多台样机，对样机进行了实验测试和理论研究。清华大学等单位在国外先进经验的基础上，探索了多级闪蒸技术在太阳能海水淡化领域的应用，试制了样机，并在我国秦皇岛市建立了以太阳能为主要驱动的实际运行系统，取得了有益的经验。

我国太阳能海水淡化技术的研究已经走过了近25年的历史，取得了可喜的成果。纵观整个研究过程，基本可以分为三个阶段。第一阶段是从20世纪80年代到90年代初。这一阶段是我国太阳能海水淡化技术研究的起步阶段，也是我国太阳能热利用研究的起步阶段。当时很多太阳能应用技术，包括太阳能蒸馏器，比如太阳能烘干机、太阳能热水器、太阳能集热器、太阳房、太阳能聚光器，吸引了很多科学家去研究。但由于处于起步阶段，整个研究处于较低水平。比如太阳能海水淡化技术的研究，基本都集中在单级碟式太阳能蒸馏器上。以上论述指出，这种蒸馏器具有取材方便、结构简单、无动力部件、施工维护方便、长期无故障运行等优点，因此受到广大用户的青睐。但由于这种装置内部海水容量大，温度上升缓慢，导致海水蒸发动力不足，整个蒸馏过程中蒸汽的冷凝潜热无法回收，所以一般系统的效率不高，大约在35%以下。天气好的时候。每平方米光照面积的淡水产量约为3.5-4.0克。

第二阶段是20世纪90年代初至90年代末。现阶段，许多研究者已经逐渐认识到碟式太阳能蒸馏器的缺陷。在尽量减少装置内海水容量方面，采用了梯级供水、湿布芯供水和在海水表面添加海绵，大大减少了装置内的海水储存量，进一步提高了装置内待蒸发海水的温度，使装置更快地产生淡水，延长了产水时间，提高了装置的产水效率。在回收水蒸气冷凝潜热方面，试验了多级叠层太阳能蒸馏器和其他回收水蒸气潜热的太阳能蒸馏器。采取这些措施后，装置的整体效率提高了50%左右。

从20世纪90年代末至今，太阳能海水淡化技术的研究已经进入第三阶段。对第二阶段的研究成果进行总结分析后发现，虽然采取了许多强化传热传质的被动措施，如减少装置内海水的容量、多次回收蒸汽冷凝潜热等，但仍不能满足用户的要求，即太阳能蒸馏器的经济性仍不理想。发现装置内自然对流的传热传质方式是限制装置产水率提高的主要因素。因此，研究人员选择研究主动式(电动，如水泵或风扇)太阳能蒸馏器。在此期间，出现了空气吸附、多级降膜多效再生、多级闪蒸等多种新颖的太阳能海水淡化装置，装置的总效率也有了很大的提高，达到了80%左右(包括电耗)。