2024-09-29
太陽光淡水システムと従来の近代的な淡水技術を密接に組み合わせ,先進的な製造プロセスと熱と質量移転の向上における成果を活用することで,太陽光発電の利点を補完するより理想的な効果が得られます.
伝統的な塩水の脱塩技術では 高額な投資が必要で エネルギー消費も過多で エネルギーは主に石油や石炭などの化石燃料から得られます淡水化技術の普及を困難にする.
データ調査によると,毎日1,000立方メートルの淡水を生産する海水浄化システムは,年間1万トンの石油を消費する.特に 人口密度が低く,電力網への大規模な接続がない一部の偏遠地域海水と塩分水を塩分から脱却するために,あらゆる場所で太陽光発電を使用することは,最良の選択ではありません.
太陽光発電の利用装置と 伝統的な塩水の脱塩装置の組み合わせです淡水装置に必要なエネルギーを供給するために,従来のエネルギーではなく太陽エネルギーを使用する.
いくつかの組み合わせは表1に示されています.
図 1 太陽光淡水化 図
図2 トロー太陽熱集中システム
トラング太陽熱システムは,大規模,長寿命,低コストの特徴を有し,現在最も成熟した大規模太陽熱利用技術です.太陽光淡水処理で蒸気を生産する主な方法は3つあります:フラッシュ蒸発,直接蒸発,間接蒸発
直接蒸発法では,運用安定性に関する問題がある可能性があります.流出不安定は,影響を受けたパイプセクションの流出損失を引き起こし,収集管の過熱や選択吸収コーティングの永久的な損傷を引き起こす可能性があります.
間接蒸発方法では,このシステムの主な欠点は,ほとんどの熱伝達液体は,準備が困難,燃やす易い,簡単に分解されるなどの特殊な特性があるということです..
フラッシュ蒸発システム上記の欠陥を効果的に回避し,シンプルな構造,安定した動作,高効率,低建設コストの利点があります.したがって,フラッシュ蒸発システムは研究開発対象として適しています.
図3 太陽光閃光の蒸発原理
高い信頼性,優れたスケーリング防止性能,大規模な開発が容易という利点があります.
現在,世界の海水脱塩生産量の60%は多段階フラッシュ蒸発法で得られます.多段階のフラッシュ蒸発は,最大単一容量 (100 台まで) の海水淡化方法でもあります.大規模で超大型の淡水処理装置に適しています.
多段階のフラッシュ蒸発プロセスの原理は以下のとおりである.生海水を一定温度に熱し,フラッシュ・チャンバーに入れる.フラッシュ室の圧力は,熱した塩水の温度に対応する飽和蒸気圧よりも低いように制御されているため熱湯はフラッシュ・チャンバーに入ると過熱水になり,急速に部分的に蒸発し,熱湯そのものの温度を低下させる.生成された蒸気が凝縮され,必要な淡水になります.
複数の段階のフラッシュ蒸発は,この原理に基づい,熱湯がフラッシュ室を数回流れ,圧力が徐々に低下し,蒸発し,冷却が段階的に進みます.同時に塩水の温度は天然の海水温度に近づくまで (しかしそれ以上) 徐々に濃縮されます.
多段階フラッシュ蒸発システムのプロセスフローは,上の図3に示されています. 主な設備には,塩塩水熱機,多段階フラッシュ蒸発装置の熱回収部分,熱排出部,海水予処理装置,不凝縮ガス排気装置の真空システム,塩水循環ポンプ,入水・出水ポンプなど
(1) 循環塩水流量
多段階のフラッシュ蒸発の特徴は,循環中の塩水に依存し,複数の段階を経て継続的に冷却し,自分の感覚的な熱を放出することです.超熱した塩水中の水の一部を蒸発させ,淡水と濃縮塩水を作る目的を達成する..
したがって,熱バランスの観点から,循環塩水の各段階から放出される感覚熱は,生成された淡水に必要な潜熱に等しい.したがって,複数の段階のフラッシュ蒸発システム全体で,次の関係があります: RS ((t0-tn) = DL
Rは循環塩水流量 (kg/h)
塩水の平均特熱量 (kcal/kg·°C)
t0:循環中の塩水の第一段階入口温度 (°C)
tn 循環中の塩水の最終出口温度 (°C)
D 各レベルの淡水総生産量 (kg/h)
L 淡水蒸発の平均潜熱 (kcal/kg)
上記の式は,特定の淡水生産要件で循環塩水流量を得るのに使用できます.
塩分バランス FCf = BCb
水分バランス F ((1-Cf) = D+ B ((1-Cb)
公式では
Cfは原水中の塩の質量濃度 (kg/kg)
放出された塩水中の塩のCb質量濃度 (kg/kg)
濃度比 α=Cb/Cf を上記の2つの方程式に置き換えたら,以下のような結果が得られる.
淡水出出量が分かれば補給された生水の流量Fと放出された塩水の流量Bは,主にシステムの濃度比によって決定される..
濃度比は,フラッシュ蒸発装置の最終塩水濃度 (溶けた固体総TDS) と補給海水濃度 (TDS) の比を意味します.一般的には,水質の特殊な条件に基づくスケール防止の安全に限定されています塩分濃度は通常70,000 mg/Lに近づかない.
海水淡化には"単一の"最良の技術解決法はない.代わりに,それぞれのプロジェクトの特徴と実際の条件に基づいて,スケールを含む,エネルギーコスト,原水の質,気候条件,技術的および安全性要件
一般的には,逆オスモシスは独立して設置された海水淡水装置に適していますが,熱発電所 (最新の原子力発電所) があれば,熱蒸留技術がより経済的で信頼性が高い.
多段階のフラッシュ蒸発方法は,海水の淡水化だけでなく,熱発電所や石油化学工場のボイラー水供給にも広く使用されています.産業廃棄水と鉱山塩水の処理と回収印刷,染料,紙製造産業におけるアルカリ液体廃棄物の回収.
