風(fēng)力壓縮空氣式苦咸水淡化試驗研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源污染越來越嚴(yán)重，淡水資源越來越匱乏，加之燃燒常規(guī)能源給大氣造成嚴(yán)重的污染等問題成為制約經(jīng)濟發(fā)展和人們正常生活重大的問題。因此大力發(fā)展新能源是能源利用的新趨勢，海水或苦咸水淡化成為未來解決淡水資源匱乏的一個重要途徑。將海水或苦咸水淡化與新能源相結(jié)合，是節(jié)能、減排、合理利用能源解決水資源問題的有效方式且具有廣闊前景。我國具有豐富的可再生能源包括太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、波浪能等，根據(jù)國家氣象科學(xué)院估計，我國陸地地

2、面10m高度層風(fēng)能的理論儲量為32億kW，實際可開發(fā)量為2.53億kW，海上風(fēng)能可開發(fā)量是陸地風(fēng)能儲量的3倍。我國有著豐富的地下咸水資源，主要分布在風(fēng)能資源豐富的西北地區(qū)和沿海地區(qū)。因此利用風(fēng)能進行苦咸水淡化有利于風(fēng)能資源與苦咸水淡化結(jié)合的有效應(yīng)用，減少利用其它能源淡化苦咸水在能源傳輸過程中帶來的損失。
　　 風(fēng)能直接用于苦咸水淡化主要是風(fēng)力機壓縮空氣，由壓縮空氣驅(qū)動氣驅(qū)增壓泵給苦咸水增壓驅(qū)動反滲透膜淡化苦咸水的過程。
　

3、　 為了消除氣驅(qū)增壓泵由于活塞相位產(chǎn)生的壓力和流量脈動，采用安裝蓄能器和多臺氣驅(qū)增壓泵并聯(lián)的方式。試驗研究了氣驅(qū)增壓泵性能，對于不同驅(qū)動壓力下，單臺及兩臺、三臺氣驅(qū)增壓泵運行輸出壓力和流量均隨著驅(qū)動壓力的增大而增大。在現(xiàn)有的試驗條件下，單臺氣驅(qū)增壓泵壓力和流量較小，兩臺氣驅(qū)增壓泵輸出的壓力和流量明顯大于單臺氣驅(qū)增壓泵輸出的流量也壓力，而三臺氣驅(qū)增壓泵并聯(lián)運行時輸出的壓力和流量稍微高于兩臺氣驅(qū)增壓泵并聯(lián)運行時輸出的流量和壓力，因此采用兩

4、臺氣驅(qū)增壓泵并聯(lián)時和蓄能器相結(jié)合泵出口壓力和流量性能最好。
　　 試驗中采用低壓氣驅(qū)增壓泵組對原水過濾和高壓氣驅(qū)增壓泵組進行反滲透，兩組氣驅(qū)增壓泵同時運行。試驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)蛪簹怛?qū)增壓泵組驅(qū)動壓力一定時，隨著高壓氣驅(qū)增壓泵組驅(qū)動壓力的增大，高壓氣驅(qū)增壓泵組輸出壓力和流量均隨之增大，而低壓氣驅(qū)增壓泵組輸出壓力逐漸降低而流量逐漸增大的規(guī)律。通過試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩組氣驅(qū)增壓泵同時運行時，低壓氣驅(qū)增壓泵組驅(qū)動壓力為0.2MPa，高壓氣驅(qū)增壓泵組驅(qū)

5、動壓力為0.3MPa的壓力配比效果最佳。
　　 通過理論分析和試驗測試結(jié)果相結(jié)合，本試驗中所采用的氣驅(qū)增壓泵在驅(qū)動壓力為0.3MPa～0.35MPa范圍內(nèi)能量轉(zhuǎn)換效率最高能達到40％。在對電導(dǎo)率為1925μs/cm的苦咸水試驗中，反滲透膜的除鹽率能夠高達97.4％，整體系統(tǒng)的產(chǎn)水量為3.5L/min，與采用電動離心增壓泵相比反滲透膜除鹽率和產(chǎn)水量相同。通過分析得到了在沒有安裝蓄能器的條件下風(fēng)力壓縮空氣式苦咸水淡化能耗為15.1k