海水淡化工程設計（簡體書）

《海水淡化工程設計》內容包括海水性質及對海水淡化工程的影響，反滲透海水淡化、蒸餾海水淡化技術及工程應用，電水聯產，海水淡化後處理技術，海水淡化項目評價及建設、運營，以及海水淡化技術發展趨勢展望等內容。

《海水淡化工程設計》可供海水淡化工程設計人員及電力、市政等行業的技術人員工作使用，也可作為國內水處理企業技術人員和相關專業研究生的學習參考用書。

2.技術特點和發展趨勢
冰的融化熱為80kca/kg，僅是水的汽化熱（在100℃時為540kcal/kg）的1/7，理論上冷凍海水淡化過程本身所需能量要比蒸餾法低。但目前冷凍法海水淡化還停留在基礎研究和小型試驗層面，還沒有大型的冷凍海水淡化廠。制約冷凍法海水淡化大規模推廣的因素主要包括以下幾方面：
對于自然冷凍法，制約因素主要為：①受地理位置和氣候影響，不能全天候提供穩定的淡化水；②近岸海水污染較嚴重，得到的淡水水質缺乏保障；③海冰的收集、運輸和儲存投入與消耗較大，限制了其大規模應用。
對于人工冷凍法，制約因素主要為：①間接冷凍法中，冰很容易在換熱表面結晶，形成冰膜，使傳熱系數急劇下降，因此開發新型材料和技術，防止換熱表面冰層的形成，是間接冷凍法要解決的問題；②直接冷凍法中，冷凍劑與海水直接接觸，冷凍劑物化性質的穩定性關系到淡化產品水水質；③冷凍法海水淡化裝置中對含有冰結晶的懸浮液的輸送、分離、洗滌困難，實際操作中控制不當就會導致輸送管道堵塞。
由于這些因素的制約，冷凍法海水淡化在短期內還不可能實現大規模應用，今后研究的重點將集中在冷凍新工藝和安全、低成本制冷劑的開發方面。
（七）太陽能海水淡化（solar energy desalination）
1.基本原理
太陽能海水淡化就是從太陽光中獲取能量，然后利用所獲得的能量進行海水淡化的過程。太陽能淡化分為直接法和間接法兩種。直接法就是通過直接捕集和利用太陽能的熱量進行淡化；而間接法主要是利用太陽能光伏發電，利用電能來驅動淡化的過程。無論是哪種方式，都面臨太陽能富集的問題。北緯30°的太陽輻照量僅為0.6～1kW/m2，因此要想獲得足夠的太陽能，就需相當大面積的太陽能富集裝置。
直接太陽能海水淡化技術主要是指直接從太陽能中采集熱量，使海水（或鹵水）加熱蒸發的方法。直接太陽能淡化就是一個微縮版的大氣水文循環系統，其基本形式與溫室大棚相近。圖1—14所示的頂棚式太陽能蒸餾裝置就是典型的直接太陽能淡化系統，其結構簡單，但是占地面積大，產水率一般為2～4kg/（m2·d）。太陽光透過玻璃或塑料材質的頂棚，照射棚內海水，水池底部一般為黑色，可保證最大的太陽能吸收效率，海水吸熱后溫度升高并蒸發，產生的蒸汽向上運動，與溫度相對較低的頂棚接觸，被冷凝成小液滴，在重力作用下沿頂棚斜面流入淡化積水槽中。直接太陽能淡化系統的能量利用效率通常低于50%，系統的淡水產量大約為4L/（m2·d）。
影響直接太陽能海水淡化產量的因素主要有以下幾個：
（1）太陽輻射強度。太陽的輻射強度隨地域變化有明顯的不同，而且還與特定時間段的天氣狀況有關。日照強烈，則水溫高、蒸發快、產水量大。
（2）淡化系統的密封性。如果系統密封性不好，產生的蒸汽不能富集冷凝，流失嚴重，對產水量有很大的影響。
（3）淡化系統的絕熱情況。系統的底部和側面需與環境絕熱，以減少環境與系統之間的熱傳遞，保證大部分太陽能被用來淡化海水。
（4）池內水深。相同的輻射量下，相同的蒸發面積，淺層池水的溫度提高較多，單位時間的蒸發量大。