內容介紹
《太陽能海水淡化原理與技術》較系統地介紹了以太陽熱能為主要能源的各類海水淡化技術。對各類新型的太陽能海水淡化技術進行了分類和總結,簡要介紹了太陽能集熱技術和它們的技術特點。重點討論了傳統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和多種太陽能技術結合的海水淡化裝置,介紹了它們的原理和性能。還討論了與常規海水淡化技術相結合的太陽能海水淡化系統、吸收式與吸附式太陽能海水淡化系統,對它們的能量利用效率和性能係數進行了分析和計算,介紹了它們的運行原理和未來發展的方向。最後,對太陽能海水淡化系統的經濟性以及常用的裝置材料進行初步討論,提出了部分建議。
適用對象
《太陽能海水淡化原理與技術》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、工程技術人員參考。
目錄信息
第一章海水淡化的一般問題1
第一節太陽能淡水資源的短缺與解決方案1
第二節海水的組成及性質3
第三節海水淡化過程的理論功耗及蒸餾過程的最小耗熱量4
第四節一般海水淡化方法概述7
一、蒸餾法7
二、冷凍法9
三、電滲析法10
四、反滲透法11
五、溶劑萃取法11
六、水合物法11
七、離子交換法12
八、材料吸收與吸附法12
九、空氣加濕與除濕法12
第五節太陽能海水淡化的歷史沿革13
第六節太陽能海水淡化裝置的分類及發展15
一、太陽能海水淡化裝置的分類15
二、熱法太陽能海水淡化技術17
三、膜法太陽能海水淡化技術18
四、熱法與膜法相結合的太陽能海水淡化技術19
五、與常規海水淡化裝置相結合的太陽能系統20
六、太陽能電水聯產技術22
七、目前世界各地運行的主要太陽能海水淡化系統23
第七節太陽能海水淡化面臨的問題及發展方向26
一、傳統太陽能蒸餾技術面臨的問題26
二、太陽能海水淡化技術的發展方向26
參考文獻27
第二章太陽能利用與太陽能接收裝置29
第一節太陽能集熱器的種類及基本技術水平29
第二節平板型太陽能集熱器32
一、平板型太陽能集熱器的結構32
二、平板型太陽能集熱器的性能參數35
三、平板型太陽能集熱器的熱損係數37
四、影響平板型太陽能集熱器效率的因素38
五、平板型太陽能集熱器的選擇39
第三節真空管型太陽能集熱器42
一、全玻璃真空管太陽能集熱器42
二、金屬玻璃真空管太陽能集熱器43
三、真空管太陽能集熱器模組44
第四節太陽池46
第五節聚焦型太陽能集熱器及特點51
一、太陽能聚焦集熱系統51
二、太陽能聚光集熱系統的一般結構54
三、聚光比對系統集熱溫度的影響56
四、太陽能聚光系統的熱效率57
第六節非成像聚光器58
一、複合拋物面太陽能聚光器的結構特點59
二、CPC聚光器的朝向和接收的能量64
第七節拋物面型太陽能聚光器64
一、拋物面碟式太陽能聚光系統65
二、槽式拋物面太陽能聚光器68
第八節陣列式菲涅耳鏡反射聚光系統72
一、陣列式菲涅耳鏡反射聚光系統的結構73
二、接收器的結構與選擇74
第九節塔式太陽能聚光系統75
一、塔式太陽能聚光系統工作原理75
二、塔式太陽能聚光系統的定日鏡76
三、塔式太陽能聚光系統的中央接收器78
四、塔式太陽能熱發電系統的蓄熱系統78
五、塔式太陽能聚光系統的光學效率及熱效率79
參考文獻80
第三章傳統的太陽能海水淡化裝置81
第一節盤式太陽能蒸餾器81
一、盤式太陽能蒸餾器的運行原理81
二、盤式太陽能蒸餾器的性能分析82
三、蒸餾器的效率84
四、蒸餾器中的自然對流換熱係數hc的確定84
五、盤式太陽能蒸餾器在實際天氣條件下的運行94
第二節多級盤式太陽能蒸餾器104
第三節外凝結器式盤式太陽能蒸餾器106
第四節多級芯型盤式太陽能蒸餾器106
第五節聚光型太陽能蒸餾器107
第六節傾斜式太陽能蒸餾器109
第七節其他形式的被動式太陽能蒸餾器110
第八節盤式太陽能蒸餾器的主要缺陷及改進的方向112
參考文獻114
第四章主動式太陽能蒸餾器116
第一節有平板式太陽能集熱器輔助加熱的盤式太陽能蒸餾器116
一、裝置的性能分析117
二、裝置的實驗運行121
第二節具有蓋板冷卻的主動式太陽能蒸餾器123
第三節有儲熱水箱的主動式太陽能蒸餾器124
第四節有主動外凝結器的盤式太陽能蒸餾器125
第五節具有主動回收潛熱的外凝結器式太陽能蒸餾器126
第六節太陽能集熱器與多效盤式太陽能蒸餾器的結合128
第七節太陽能集熱器主動加熱的多級疊盤式蒸餾器132
第八節具有褶皺底面的多級疊盤式蒸餾器135
第九節雙熱源多級疊盤式太陽能蒸餾器138
第十節管式太陽能蒸餾器143
一、單效管式太陽能蒸餾器144
二、兩效管式太陽能蒸餾器148
三、三效管式太陽能蒸餾器149
四、負壓下管式蒸餾器的產水性能152
第十一節單級降膜蒸發與降膜冷凝式太陽能蒸餾裝置153
第十二節多級降膜蒸發與多級降膜冷凝式太陽能蒸餾裝置156
第十三節帶動力強化的盤式太陽能蒸餾器160
第十四節橫管降膜蒸發閉循環式太陽能蒸餾裝置162
一、裝置的運行原理162
二、裝置的性能163
三、結論166
第十五節豎壁自儲水式太陽能蒸餾器166
參考文獻171
第五章加濕除濕型太陽能海水淡化裝置173
第一節濕空氣的物理性質和狀態參數173
一、濕空氣的物理性質173
二、濕空氣的狀態參數175
第二節焓濕圖和濕空氣的基本熱力過程177
一、焓濕圖(hd圖)177
二、濕空氣的基本熱力過程178
第三節空氣與水直接接觸時的熱濕交換180
一、空氣與水之間的熱濕交換原理180
二、空氣與水直接接觸時的狀態變化過程182
第四節加濕除濕式太陽能海水淡化裝置的原理與分類183
第五節熱水型太陽能加濕除濕海水淡化系統184
第六節太陽能熱空氣型加濕除濕型海水淡化系統191
第七節太陽能熱水與熱空氣複合型加濕除濕型海水淡化系統195
第八節多效太陽能加濕除濕海水淡化系統199
第九節降膜蒸發氣流吸附型閉式循環太陽能蒸餾系統201
一、蒸發氣流吸附過程的傳質問題202
二、降膜蒸發氣流吸附型太陽能蒸餾裝置的工作原理203
三、實驗裝置的描述203
四、實驗結果與討論204
第十節其他典型的空氣加濕除濕型太陽能海水淡化系統209
一、塔式空氣加濕除濕型太陽能蒸餾器209
二、降膜蒸發加濕除濕型太陽能蒸餾器211
參考文獻213
第六章與常規海水淡化技術相結合的太陽能海水淡化系統215
第一節太陽能多級閃蒸海水淡化系統216
一、多級閃蒸原理及相關技術216
二、太陽能多級閃蒸海水淡化系統221
第二節太陽能多效蒸餾海水淡化系統225
一、多效蒸餾淡化原理225
二、多效蒸餾流程的分類226
三、多效蒸餾設備的分類227
四、效間溫度差分配與影響效數的因素229
五、工藝條件230
六、多效蒸餾的優缺點231
七、太陽能多效蒸餾的裝置的實驗運行231
第三節太陽能蒸汽壓縮蒸餾海水淡化系統233
一、壓縮蒸餾的原理233
二、壓縮蒸餾過程234
三、蒸汽壓縮蒸餾的主要形式235
四、蒸汽壓縮蒸餾的優缺點238
五、太陽能壓縮蒸餾裝置238
第四節利用淡水與海水的分壓差進行海水淡化239
第五節橫管降膜蒸發多效回熱式太陽能海水淡化裝置242
一、實驗裝置及運行原理242
二、實驗結果與分析244
三、系統在實際天氣下的運行246
四、結論248
第六節與太陽池結合的低溫多效海水淡化系統248
第七節太陽能光伏電池驅動的反滲透海水淡化系統250
第八節太陽能光伏熱技術聯合驅動的反滲透海水淡化系統255
第九節太陽能熱動力循環驅動的反滲透海水淡化系統256
第十節塔式太陽能海水淡化系統258
參考文獻261
第七章吸收式與吸附式太陽能海水淡化系統263
第一節吸收與吸附工質的一般特點與性能263
第二節吸收式太陽能海水淡化系統264
第三節與工業化海水淡化技術相結合的吸收式太陽能系統266
第四節一個多效吸收式太陽能海水淡化系統的實際測量與評價271
一、實驗裝置的結構271
二、實驗裝置的運行原理272
三、實驗結果與分析273
第五節吸附式太陽能海水淡化系統277
第六節與工業化海水淡化技術相結合的吸附式太陽能系統281
一、單效吸附式太陽能海水淡化系統281
二、多效吸附式太陽能海水淡化系統285
參考文獻289
第八章太陽能海水淡化的效益評價與材料選用291
第一節太陽能海水淡化的經濟可行性291
第二節太陽能海水淡化系統的經濟評價方法293
一、資金的時效性293
二、已經安裝完成的太陽能海水淡化系統的經濟分析294
三、兩個系統的實例計算297
四、選址狀態下的太陽能海水淡化系統的經濟分析298
五、系統規模對產水成本的影響299
六、影響系統產水成本的多因素分析300
第三節太陽能海水淡化裝置的材料選用301
一、海水對金屬材料腐蝕的基本過程302
二、海水對金屬材料腐蝕的影響因素302
三、導熱性能對材料選擇的影響304
四、金屬材料的其他性質對材料選擇的影響305
參考文獻306