風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、風能、生物質能、波浪能等，根據(jù)國家氣象科學院估計，我國陸地地

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

3、　 為了消除氣驅增壓泵由于活塞相位產生的壓力和流量脈動，采用安裝蓄能器和多臺氣驅增壓泵并聯(lián)的方式。試驗研究了氣驅增壓泵性能，對于不同驅動壓力下，單臺及兩臺、三臺氣驅增壓泵運行輸出壓力和流量均隨著驅動壓力的增大而增大。在現(xiàn)有的試驗條件下，單臺氣驅增壓泵壓力和流量較小，兩臺氣驅增壓泵輸出的壓力和流量明顯大于單臺氣驅增壓泵輸出的流量也壓力，而三臺氣驅增壓泵并聯(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、臺氣驅增壓泵并聯(lián)時和蓄能器相結合泵出口壓力和流量性能最好。
　　 試驗中采用低壓氣驅增壓泵組對原水過濾和高壓氣驅增壓泵組進行反滲透，兩組氣驅增壓泵同時運行。試驗發(fā)現(xiàn)當?shù)蛪簹怛屧鰤罕媒M驅動壓力一定時，隨著高壓氣驅增壓泵組驅動壓力的增大，高壓氣驅增壓泵組輸出壓力和流量均隨之增大，而低壓氣驅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)，當兩組氣驅增壓泵同時運行時，低壓氣驅增壓泵組驅動壓力為0.2MPa，高壓氣驅增壓泵組驅

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果相結合，本試驗中所采用的氣驅增壓泵在驅動壓力為0.3MPa～0.35MPa范圍內能量轉換效率最高能達到40％。在對電導率為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水量相同。通過分析得到了在沒有安裝蓄能器的條件下風力壓縮空氣式苦咸水淡化能耗為15.1k