太阳能膜蒸馏海水淡化系统实验研究

【摘要】：太阳能膜蒸馏海水淡化是一种将太阳能集热系统和膜蒸馏淡化系统相结合的新型海水淡化技术。本文首先综述并分析了太阳能膜蒸馏的国内外研究发展状况和特点，然后通过实验研究了减压膜蒸馏系统、太阳能集热系统及整个太阳能膜蒸馏海水淡化系统的性能，主要内容包括： （1）用电加热器提供热能、以NaCl溶液代替海水，研究了减压膜蒸馏系统的进料液温度、流量、浓度和冷侧真空度对膜通量、截留率、产水能耗、回收率等的影响。结果表明：进料液温度和冷侧真空度是影响性能的主要因素，为了获得较好的性能，二者应分别高于65℃、0.08MPa；实验获得的最大膜通量为14.4kg·m~(-2)·h~(-1)；聚丙烯（PP）疏水性膜在实验中表现出良好的分离性能，截留率大于99.9%，产品淡水的电导率小于30μs·cm~(-1)。 （2）研究了全玻璃真空管集热系统和聚光式平板集热系统中集热器瞬时效率、日水箱得热量、系统日平均效率等的变化规律。结果表明：真空管型集热器的瞬时效率远高于聚光式，二者的最高值分别为72%和36%；虽然聚光式集热器的采光面积是真空管集热器的4.2倍，但日水箱得热量并无显著差距，因此聚光式系统的日平均效率很低，仅为10%左右。 （3）对太阳能膜蒸馏海水淡化系统进行了两次实验研究。结果表明：在相近的天气条件下，采用真空管集热系统供水时，系统运行了3小时，产水量为3.07L，采用聚光式集热系统供水时，系统运行了2小时，产水量为2.14L；平均膜通量均约4kg·m~(-2)·h~(-1)，太阳能热水温度低是膜通量低的主要原因。 【关键词】：太阳能 膜蒸馏 海水淡化 实验研究
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P747.14
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-17
• 1.1 课题的研究背景8
• 1.2 太阳能膜蒸馏海水淡化系统原理及流程8-11
• 1.2.1 膜蒸馏基本原理8-9
• 1.2.2 太阳能膜蒸馏海水淡化系统原理及流程9-11
• 1.3 太阳能膜蒸馏海水淡化技术的研究与发展状况11-16
• 1.3.1 国外研究发展状况11-14
• 1.3.2 国内研究发展状况14-15
• 1.3.3 太阳能膜蒸馏海水淡化技术的特点和发展方向15-16
• 1.4 课题的主要研究内容16-17
• 第2章 减压膜蒸馏海水淡化系统实验研究17-29
• 2.1 实验装置及流程17-19
• 2.2 减压膜蒸馏海水淡化系统性能指标19-21
• 2.3 实验结果与讨论21-28
• 2.3.1 进料液温度对性能的影响21-23
• 2.3.2 冷侧真空度对性能的影响23-24
• 2.3.3 进料液流量对性能的影响24-25
• 2.3.4 进料液浓度对性能的影响25-27
• 2.3.5 讨论27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 太阳能集热系统实验研究29-39
• 3.1 太阳能集热器简介29-31
• 3.1.1 全玻璃真空管型集热器29-30
• 3.1.2 自动跟踪聚光式平板集热器30-31
• 3.2 实验装置及流程31-33
• 3.3 太阳能集热系统性能指标33-34
• 3.4 实验结果与讨论34-37
• 3.4.1 瞬时效率34-35
• 3.4.2 日水箱得热量35-36
• 3.4.3 日平均效率36-37
• 3.5 本章小结37-39
• 第4章 太阳能膜蒸馏海水淡化系统实验研究39-48
• 4.1 实验装置及流程39-40
• 4.2 实验数据监测与采集系统40-42
• 4.3 实验操作规程和步骤42-45
• 4.3.1 太阳能集热系统操作流程42-44
• 4.3.2 膜蒸馏海水淡化系统操作规程44-45
• 4.4 实验结果与讨论45-46
• 4.5 存在的问题和改进建议46-47
• 4.6 本章小结47-48
• 第5章 总结与展望48-50
• 5.1 总结48-49
• 5.2 展望49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-53
• 在学校期间发表的学术论文53

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