太陽能海水淡化原理與技術(shù)

內(nèi)容概要

　　本書較系統(tǒng)地介紹了以太陽熱能為主要能源的各類海水淡化技術(shù)。對各類新型的太陽能海水淡化技術(shù)進(jìn)行了分類和總結(jié)，簡要介紹了太陽能集熱技術(shù)和它們的技術(shù)特點。重點討論了傳統(tǒng)被動式和主動式的太陽能蒸餾器、空氣加濕除濕型太陽能海水淡化技術(shù)和多種太陽能技術(shù)結(jié)合的海水淡化裝置，介紹了它們的原理和性能。還討論了與常規(guī)海水淡化技術(shù)相結(jié)合的太陽能海水淡化系統(tǒng)、吸收式與吸附式太陽能海水淡化系統(tǒng)，對它們的能量利用效率和性能系數(shù)進(jìn)行了分析和計算，介紹了它們的運行原理和未來發(fā)展的方向。最后，對太陽能海水淡化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性以及常用的裝置材料進(jìn)行初步討論，提出了部分建議。本書可作為大專院校的本科生及研究生教材，可供太陽能熱利用、海水淡化、能源工程和水處理等部門的科研、工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章 海水淡化的一般問題
第一節(jié) 太陽能淡水資源的短缺與解決方案
第二節(jié) 海水的組成及性質(zhì)
第三節(jié) 海水淡化過程的理論功耗及蒸餾過程的最小耗熱量
第四節(jié) 一般海水淡化方法概述
一、蒸餾法
二、冷凍法
三、電滲析法
四、反滲透法
五、溶劑萃取法
六、水合物法
七、離子交換法
八、材料吸收與吸附法
九、空氣加濕與除濕法
第五節(jié) 太陽能海水淡化的歷史沿革
第六節(jié) 太陽能海水淡化裝置的分類及發(fā)展
一、太陽能海水淡化裝置的分類
二、熱法太陽能海水淡化技術(shù)
三、膜法太陽能海水淡化技術(shù)
四、熱法與膜法相結(jié)合的太陽能海水淡化技術(shù)
五、與常規(guī)海水淡化裝置相結(jié)合的太陽能系統(tǒng)
六、太陽能電?水聯(lián)產(chǎn)技術(shù)
七、目前世界各地運行的主要太陽能海水淡化系統(tǒng)
第七節(jié) 太陽能海水淡化面臨的問題及發(fā)展方向
一、傳統(tǒng)太陽能蒸餾技術(shù)面臨的問題
二、太陽能海水淡化技術(shù)的發(fā)展方向
參考文獻(xiàn)
第二章 太陽能利用與太陽能接收裝置
第一節(jié) 太陽能集熱器的種類及基本技術(shù)水平
第二節(jié) 平板型太陽能集熱器
一、平板型太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)
二、平板型太陽能集熱器的性能參數(shù)
三、平板型太陽能集熱器的熱損系數(shù)
四、影響平板型太陽能集熱器效率的因素
五、平板型太陽能集熱器的選擇
第三節(jié) 真空管型太陽能集熱器
一、全玻璃真空管太陽能集熱器
二、金屬?玻璃真空管太陽能集熱器
三、真空管太陽能集熱器模塊
第四節(jié) 太陽池
第五節(jié) 聚焦型太陽能集熱器及特點
一、太陽能聚焦集熱系統(tǒng)
二、太陽能聚光集熱系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)
三、聚光比對系統(tǒng)集熱溫度的影響
四、太陽能聚光系統(tǒng)的熱效率
第六節(jié) 非成像聚光器
一、復(fù)合拋物面太陽能聚光器的結(jié)構(gòu)特點
二、CPC聚光器的朝向和接收的能量
第七節(jié) 拋物面型太陽能聚光器
一、拋物面碟式太陽能聚光系統(tǒng)
二、槽式拋物面太陽能聚光器
第八節(jié) 陣列式菲涅耳鏡反射聚光系統(tǒng)
一、陣列式菲涅耳鏡反射聚光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
二、接收器的結(jié)構(gòu)與選擇
第九節(jié) 塔式太陽能聚光系統(tǒng)
一、塔式太陽能聚光系統(tǒng)工作原理
二、塔式太陽能聚光系統(tǒng)的定日鏡
三、塔式太陽能聚光系統(tǒng)的中央接收器
四、塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的蓄熱系統(tǒng)
五、塔式太陽能聚光系統(tǒng)的光學(xué)效率及熱效率
參考文獻(xiàn)
第三章 傳統(tǒng)的太陽能海水淡化裝置
第一節(jié) 盤式太陽能蒸餾器
一、盤式太陽能蒸餾器的運行原理
二、盤式太陽能蒸餾器的性能分析
三、蒸餾器的效率
四、蒸餾器中的自然對流換熱系數(shù)hc的確定
五、盤式太陽能蒸餾器在實際天氣條件下的運行
第二節(jié) 多級盤式太陽能蒸餾器
第三節(jié) 外凝結(jié)器式盤式太陽能蒸餾器
第四節(jié) 多級芯型盤式太陽能蒸餾器
第五節(jié) 聚光型太陽能蒸餾器
第六節(jié) 傾斜式太陽能蒸餾器
第七節(jié) 其他形式的被動式太陽能蒸餾器
第八節(jié) 盤式太陽能蒸餾器的主要缺陷及改進(jìn)的方向
參考文獻(xiàn)
第四章 主動式太陽能蒸餾器
第一節(jié) 有平板式太陽能集熱器輔助加熱的盤式太陽能蒸餾器
一、裝置的性能分析
二、裝置的實驗運行
第二節(jié) 具有蓋板冷卻的主動式太陽能蒸餾器
第三節(jié) 有儲熱水箱的主動式太陽能蒸餾器
第四節(jié) 有主動外凝結(jié)器的盤式太陽能蒸餾器
第五節(jié) 具有主動回收潛熱的外凝結(jié)器式太陽能蒸餾器
第六節(jié) 太陽能集熱器與多效盤式太陽能蒸餾器的結(jié)合
第七節(jié) 太陽能集熱器主動加熱的多級疊盤式蒸餾器
第八節(jié) 具有褶皺底面的多級疊盤式蒸餾器
第九節(jié) 雙熱源多級疊盤式太陽能蒸餾器
第十節(jié) 管式太陽能蒸餾器
一、單效管式太陽能蒸餾器
二、兩效管式太陽能蒸餾器
三、三效管式太陽能蒸餾器
四、負(fù)壓下管式蒸餾器的產(chǎn)水性能
第十一節(jié) 單級降膜蒸發(fā)與降膜冷凝式太陽能蒸餾裝置
第十二節(jié) 多級降膜蒸發(fā)與多級降膜冷凝式太陽能蒸餾裝置
第十三節(jié) 帶動力強化的盤式太陽能蒸餾器
第十四節(jié) 橫管降膜蒸發(fā)閉循環(huán)式太陽能蒸餾裝置
一、裝置的運行原理
二、裝置的性能
三、結(jié)論
第十五節(jié) 豎壁自儲水式太陽能蒸餾器
參考文獻(xiàn)
第五章 加濕除濕型太陽能海水淡化裝置
第一節(jié) 濕空氣的物理性質(zhì)和狀態(tài)參數(shù)
一、濕空氣的物理性質(zhì)
二、濕空氣的狀態(tài)參數(shù)
第二節(jié) 焓濕圖和濕空氣的基本熱力過程
一、焓濕圖(h-d圖)
二、濕空氣的基本熱力過程
第三節(jié) 空氣與水直接接觸時的熱濕交換
一、空氣與水之間的熱濕交換原理
二、空氣與水直接接觸時的狀態(tài)變化過程
第四節(jié) 加濕除濕式太陽能海水淡化裝置的原理與分類
第五節(jié) 熱水型太陽能加濕除濕海水淡化系統(tǒng)
第六節(jié) 太陽能熱空氣型加濕除濕型海水淡化系統(tǒng)
第七節(jié) 太陽能熱水與熱空氣復(fù)合型加濕除濕型海水淡化系統(tǒng)
第八節(jié) 多效太陽能加濕除濕海水淡化系統(tǒng)
第九節(jié) 降膜蒸發(fā) 氣流吸附型閉式循環(huán)太陽能蒸餾系統(tǒng)
一、蒸發(fā) 氣流吸附過程的傳質(zhì)問題
二、降膜蒸發(fā) 氣流吸附型太陽能蒸餾裝置的工作原理
三、實驗裝置的描述
四、實驗結(jié)果與討論
第十節(jié) 其他典型的空氣加濕除濕型太陽能海水淡化系統(tǒng)
一、塔式空氣加濕除濕型太陽能蒸餾器
二、降膜蒸發(fā)加濕除濕型太陽能蒸餾器
參考文獻(xiàn)
第六章 與常規(guī)海水淡化技術(shù)相結(jié)合的太陽能海水淡化系統(tǒng)
第一節(jié) 太陽能多級閃蒸海水淡化系統(tǒng)
一、多級閃蒸原理及相關(guān)技術(shù)
二、太陽能多級閃蒸海水淡化系統(tǒng)
第二節(jié) 太陽能多效蒸餾海水淡化系統(tǒng)
一、多效蒸餾淡化原理
二、多效蒸餾流程的分類
三、多效蒸餾設(shè)備的分類
四、效間溫度差分配與影響效數(shù)的因素
五、工藝條件
六、多效蒸餾的優(yōu)缺點
七、太陽能多效蒸餾的裝置的實驗運行
第三節(jié) 太陽能蒸汽壓縮蒸餾海水淡化系統(tǒng)
一、壓縮蒸餾的原理
二、壓縮蒸餾過程
三、蒸汽壓縮蒸餾的主要形式
四、蒸汽壓縮蒸餾的優(yōu)缺點
五、太陽能壓縮蒸餾裝置
第四節(jié) 利用淡水與海水的分壓差進(jìn)行海水淡化
第五節(jié) 橫管降膜蒸發(fā)多效回?zé)崾教柲芎Ｋb置
一、實驗裝置及運行原理
二、實驗結(jié)果與分析
三、系統(tǒng)在實際天氣下的運行
四、結(jié)論
第六節(jié) 與太陽池結(jié)合的低溫多效海水淡化系統(tǒng)
第七節(jié) 太陽能光伏電池驅(qū)動的反滲透海水淡化系統(tǒng)
第八節(jié) 太陽能光伏熱技術(shù)聯(lián)合驅(qū)動的反滲透海水淡化系統(tǒng)
第九節(jié) 太陽能熱動力循環(huán)驅(qū)動的反滲透海水淡化系統(tǒng)
第十節(jié) 塔式太陽能海水淡化系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)
第七章 吸收式與吸附式太陽能海水淡化系統(tǒng)
第一節(jié) 吸收與吸附工質(zhì)的一般特點與性能
第二節(jié) 吸收式太陽能海水淡化系統(tǒng)
第三節(jié) 與工業(yè)化海水淡化技術(shù)相結(jié)合的吸收式太陽能系統(tǒng)
第四節(jié) 一個多效吸收式太陽能海水淡化系統(tǒng)的實際測量與評價
一、實驗裝置的結(jié)構(gòu)
二、實驗裝置的運行原理
三、實驗結(jié)果與分析
第五節(jié) 吸附式太陽能海水淡化系統(tǒng)
第六節(jié) 與工業(yè)化海水淡化技術(shù)相結(jié)合的吸附式太陽能系統(tǒng)
一、單效吸附式太陽能海水淡化系統(tǒng)
二、多效吸附式太陽能海水淡化系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)
第八章 太陽能海水淡化的效益評價與材料選用
第一節(jié) 太陽能海水淡化的經(jīng)濟(jì)可行性
第二節(jié) 太陽能海水淡化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)評價方法
一、資金的時效性
二、已經(jīng)安裝完成的太陽能海水淡化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)分析
三、兩個系統(tǒng)的實例計算
四、選址狀態(tài)下的太陽能海水淡化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)分析
五、系統(tǒng)規(guī)模對產(chǎn)水成本的影響
六、影響系統(tǒng)產(chǎn)水成本的多因素分析
第三節(jié) 太陽能海水淡化裝置的材料選用
一、海水對金屬材料腐蝕的基本過程
二、海水對金屬材料腐蝕的影響因素
三、導(dǎo)熱性能對材料選擇的影響
四、金屬材料的其他性質(zhì)對材料選擇的影響
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   由于水蒸氣密度比空氣密度低，它有自然上升的趨勢，但它必須先進(jìn)入空氣，將空氣加濕。水表面附近的空氣與水面進(jìn)行熱交換，受熱后也有上升的自然趨勢。在兩種上升趨勢的作用下，濕空氣最終上升到蓋板附近，與蓋板進(jìn)行熱交換，一部分水蒸氣在蓋板上凝結(jié)，另一部分水蒸氣和空氣受冷后下降又回到下面的水面附近，重復(fù)上述過程。 縱觀蒸餾器內(nèi)部的氣體運動過程，對于不是很高的運行溫度，自始至終都是一個自然對流的過程。自然對流過程不可能有太高的傳熱傳質(zhì)速率，從而使盤式太陽能蒸餾器的效率受到極大限制，這是該類型蒸餾器第三個最主要的缺陷?？朔@個缺陷的方法之一就是在蒸餾器的內(nèi)部加裝風(fēng)機，對裝置的濕空氣進(jìn)行驅(qū)動，從而實現(xiàn)加速傳熱傳質(zhì)過程的目的。 為了提高盤式太陽能蒸餾器的產(chǎn)水效率，可從克服上述三個缺陷人手。比如，適當(dāng)減小盤中海水的厚度，是提高太陽能蒸餾器效率的有效措施之一。因為，減小了海水的厚度，就能有效減少盤中海水的熱容量，使蒸餾器在接受日照后便很快升溫，其全天平均水溫也可提高，從而得到較高的日平均效率和淡水產(chǎn)量。當(dāng)然，除了應(yīng)該考慮盤中的水以外，還應(yīng)該把部分盤底材料甚至土壤的熱容量考慮進(jìn)去，因為它們的溫度也是隨著水溫的升高而升高的。減小盤中水層的深度可以降低熱容量，提高日平均效率。但是，如盤底沒有隔熱材料，則水層減薄后蒸餾器效率雖有提高，但不如有隔熱材料明顯（4）。這現(xiàn)象可解釋為，在使用隔熱材料后，蒸餾盤底下土壤不至于隨著水的升溫而顯著升溫。在這樣的情況下，只有減薄水層才會顯著地降低整個水盤的熱容量。但不論有無隔熱材料，水層厚度的減少都有一定的限度。首先，水層越薄，對盤底的平整度要求越高，否則，盤底的某部分可能會露出水面，反而導(dǎo)致效率下降。其次，盤內(nèi)水量過少時，海水（咸水）中的鹽分有可能析出，盤底如果被析出的鹽分覆蓋，則會大大提高其對太陽光的反射率，同樣也會導(dǎo)致效率下降。

編輯推薦

《太陽能海水淡化原理與技術(shù)》是鄭宏飛編著，北京化學(xué)工業(yè)出版社出版?！短柲芎Ｋ砼c技術(shù)》較系統(tǒng)地介紹了以太陽熱能為主要能源的各類海水淡化技術(shù)。《太陽能海水淡化原理與技術(shù)》可作為大專院校的本科生及研究生教材，可供太陽能熱利用、海水淡化、能源工程和水處理等部門的科研、工程技術(shù)人員參考。

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