利用太阳能海水淡化

　　目前，太阳能海水淡化技术主要分为两大类：一类为直接利用太阳能对海水进行蒸馏的太阳能蒸馏技术，另一类为太阳能系统与常规海水淡化装置相结合。

　　1．太阳能蒸馏技术

　　太阳能蒸馏技术是最早利用太阳能进行海水淡化的技术。世界上第一个大型太阳能海水淡化装置建于1872年的智利北部Las Salinas，运行了近40年。装置由多个盘式蒸馏器组合而成，在晴天条件下，每天生产23000L淡水。

　　太阳能蒸馏技术的主要装置为太阳能蒸馏器。太阳能蒸馏器结构简单，主要由装满海水的水盘和覆盖在它上面的玻璃或透明塑胶盖板构成。水盘表面涂黑，装满待蒸馏的水，盘下绝热，水盘上覆盖的玻璃或透明塑胶盖板下缘装有集水沟，并与外部集水槽相通。太阳辐射透过透明盖板，水盘中的水吸热蒸发为水蒸气，与蒸馏室内空气一起对流。由于盖板本身吸热少，温度低于池中温水，水蒸气上升并与盖板接触后凝结成水滴，沿倾斜盖板借助重力流到集水沟里，再流入集水器中。太阳能蒸馏器中海水的补充可以是连续的，也可以是断续的。

　　太阳能蒸馏器原理图

　　目前在世界范围内，太阳能海水淡化系统仍以蒸馏技术为主，发展为被动式系统和主动式系统两大类。

　　1）被动式太阳能蒸馏系统

　　被动式太阳能蒸馏系统最典型的例子即为盘式太阳能蒸馏器。目前对其的研究主要集中于新材料的选取、各种热性能的改善及与各类太阳能集热器配合使用。比较理想的盘式太阳能蒸馏器的日产水量依太阳辐射量，一般在3-4kg/m²左右。另据研究表明，可以通过一些改善措施提高系统产水量，如在海水中添加黑色萘胺、木炭等，但这些改善方式仍停留于研究阶段，工程化应用是否可行尚不明确。

　　被动式太阳能蒸馏系统可细分如下：

　　2）主动式太阳能蒸馏系统

　　被动式太阳能蒸馏器的一个最大缺点是工作温度低，产水量不高，系统不利于在夜间工作和利用其他余热。为解决这些问题，开发出了主动式太阳能蒸馏系统。在主动式太阳能蒸馏系统中，由于配备有其他的附属设备，使装置的运行温度得以大幅度提高，其内部的传热传质过程得以改善。此外，大部分主动式太阳能蒸馏系统都能主动回收蒸汽在凝结过程中释放的余热，因而这类系统能够得到比被动式太阳能蒸馏系统高一倍甚至数倍的产水量。

　　主动式太阳能蒸馏系统可细分如下：

　　2．太阳能系统与常规海水淡化装置结合

　　此类技术是依托太阳能集热器，将以太阳能作为能源的海水淡化系统与常规海水淡化系统相结合。理论上讲，太阳能几乎可以与所有传统的海水淡化系统相结合。如太阳能多级闪蒸系统、太阳能反渗透系统、太阳能多级沸腾蒸馏系统等在国外都已得到应用。此类技术尤其适用于无商用电源或电力紧张的地区特别是海岛和沙漠地区淡化海水使用。