太阳能海水淡化技术
1 前言
中国太阳能光热利用经过 30 多年发展,一直以低温生活热水为主,据统计,截至 2014
年底,太阳能集热器保有量达到 4.14 亿平方米,位列世界第一。国家明确“十三五”期间将
用 5 年时间由 4 亿平方米保有量翻一番到 8 亿平方米的宏伟目标。要顺利完成这一目标,必
须扩展太阳能热利用领域和方法,本文提出一种利用低温太阳能集热进行海水淡化的方法。
现有的海水淡化技术很多,但是传统的海水淡化技术普遍存在投资高、能源消耗过大等
因素,所耗能源主要来自石油和煤炭等化石燃料, 因而导致海水淡化技术推广受到一定局限。
个别研究表明淡水日产量 1000m3 的海水净化系统每年耗能量相当于 10000 吨石油。而对于
缺乏化石燃料资源、人口密度低、没有大规模连接电网的偏远地区,很难建立传统的海水淡
化装置。因此,利用无处不在的太阳能对海水进行淡化处理成为很好的选择。
2 技术背景
地球上海洋覆盖面积 71%,海水的储量约 13 .7 亿立方千米,占地球总水量的 95%,占
地表水总量的 98%。在陆地的水储量中,淡水只占全球水储量的 2.53%,但是可供人类直接
使用的淡水总量仅占地球总储水量的十万分之七。我国是人均水资源缺乏的国家,被联合国
列为 13 个最缺水国家之一,全年淡水缺口高达 400 亿吨。
“十二五”期间,我国的海水淡化产业产值达到 300 亿元以上,未来几年世界海水淡化市场
将有近千亿的商机。在此背景下,发展海水淡化新技术,特别是利用太阳能进行海水淡化新
技术,当务之急向海洋索取淡水已成为现代社会的重中之重。大力发展海水淡化新技术,对
实现 2020 年 8 亿平方米太阳能集热器保有量这一目标, 对缓解当代水资源短缺、 日趋突出的
供需矛盾和日益严重的环境污染等系列重大问题具有深远的战略意义。
3 太阳能海水淡化新技术
3.1 海水淡化新技术简介
在太阳能海水淡化新技术的装置中,利用被太阳能加热的水与海水换热,加热后的海水
进入有吸附材料的蒸发器蒸发,蒸汽再进入冷凝器释放潜热并由高效能量回收系统将潜热回
收进海水,同时蒸汽在冷凝器中被冷凝成产品淡水。实现了淡化海水和能量的高效利用。系
统无需高压泵和消耗化学药品,这种海水淡化方法的关键是吸附材料的使用以及高效能量回
收技术;设备结构简单、建造费用低且易维修保养;节省能源、造水能力高、成本低;既适
宜小规模分散地区应用同时又适合大规模工程, 此技术不同于以往的任何一种海水淡化方法。
太阳能海水淡化新技术原理示意如图 1 所示。
3.2 海水淡化新技术的特点