淺析太陽能海水淡化系統可行性

太陽能海水淡化系統

（1）太陽能海水淡化系統簡介

太陽能海水淡化系統主要核心技術是將太陽能采集與脫鹽工藝兩個系統結合是一種可持續發展的海水淡化技術，研究的核心為太陽能蒸餾器，主要集中于材料的選取、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽能集熱器配合使用上。與傳統動力源和熱源相比，太陽能具有安全、環保等優點。

太陽能海水淡化技術由于不消耗常規能源、無污染、所得淡水純度高等優點而逐漸受到人們重視。人類早期利用太陽能進行海水淡化，主要是利用太陽能進行蒸餾，所以早期的太陽能海水淡化裝置一般都稱為太陽能蒸餾器。早期的太陽能蒸餾器由于水產量低，初期成本高，因而在很長一段時間里受到人們的冷落。我司研發的太陽能海水淡化系統主要是將太陽能蒸餾器與高效海水淡化裝置結合，它的運行原理是利用太陽能產生熱能驅動海水發生相變過程，同時利用海水淡化反滲透膜使海水脫鹽生產淡水。是實現水資源利用的開源增量技術，可以增加淡水總量，且不受時空和氣候影響，可以保障沿海居民飲用水和工業鍋爐補水等穩定供水。

（2）太陽能海水淡化材料研究

太陽能海水淡化材料主要為太陽能集熱與海水淡化膜。

太陽能集熱的特點為：1）可獨立運行，不受蒸汽、電力等條件限制。

2）無污染、低能耗，運行安全穩定可靠。3）不消耗石油、天然氣、煤炭等常規能源，對能源緊缺、環保要求高的地區有很大應用價值。4）生產規模可有機組合，適應性好。5）投資相對較少，產水成本低，具備淡水供應市場的競爭力。

海水淡化膜通常又稱超過濾法，是1953年才開始采用的一種膜分離淡化法。該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透膜，將海水與淡水分隔開的。在通常情況下，淡水通過半透膜擴散到海水一側，從而使海水一側的液面逐漸升高，直至一定的高度才停止，這個過程為滲透。此時，海水一側高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側施加一大于海水滲透壓的外壓，那么海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優點是節能。它的能耗僅為電滲析法的1/2，蒸餾法的1/40。因此，從1974年起，美日等發達國家先后把發展重心轉向反滲透法。

反滲透海水淡化技術發展很快，工程造價和運行成本持續降低，主要發展趨勢為降低反滲透膜的操作壓力，提高反滲透系統回收率，廉價高效預處理技術，增強系統抗污染能力等。

太陽能海水淡化系統重要性和必要性

太陽能海水淡化系統是解決淡水缺乏的重要途徑，淡水是人類社會賴以生存和發展的基本物質之一。人體的60% 是液體，其中主要是水。水對人體健康至關重要，一旦失去體內水分10% ，生理功能即嚴重紊亂；失去水分20% ，人很快就會死亡。水對其他的生命也是如此，是一切生命之源。水對社會經濟而言也不可或缺，農作物無水會枯死，工業生產無水會面臨癱瘓。因此，水又是一切文明之源。

太陽能海水淡化系統技術研發的必要性說明，地球表面積約為5．1億平方公里，其中海洋面積就占據了它的70．8% 。海洋的平均深度約為 3800米，所以地球上的總水量約有近14億立方公里。若從地球上人均占有水量來看，水資源是十分豐富的，人類似乎不應有缺水之虞。然而，由于含鹽度太高而不能直接飲用或灌溉的海水占據了地球上總水量的97% 以上，僅剩的不到3% 的淡水，其分布也極其不均，它的3/4被凍結在地球的兩極和高寒地帶的冰川中，其余的從分布上說，地下水也比地表水多得多(多37倍左右)。剩下的存在于河流、湖泊和可供人類直接利用的地下淡水已不足 0．36% 。

就人均占有量來說，中國在水資源方面是一個窮國。據測算，我國人均占有水量只居世界的第 108位。我國海岸線長，一些島嶼和沿海鹽堿地區以及內陸苦咸水地區均屬缺乏淡水的地區。這些地區的人們由于長期飲用不符合衛生標準的水，產生了各種病癥，直接影響著他們的身體健康和當地的 經濟建設。因此，解決淡水供應不足是我國面臨的一個嚴峻問題。

太陽能海水淡化系統的可行性和先進性

我公司已完成第一代高效海水淡化裝置樣機的研發，完成了小批量的試產及部分工程案例的應用。長期的研發投入，積累了豐富的技術經驗和技術人才儲備；本公司前期已經投入了大量的資金，做了大量的試驗以驗證項目的可行性。本項目的項目負責人，長期從事自動化設備的研發工作，擁有豐富和先進的設計經驗，為項目順利推進提供技術和經驗保障。公司設立多層次的獎勵制度，激勵研發人員積極投身項目研發，因此，本項目的實施完全可行。

深圳市盛鑫華業環保設備有限公司深知被客戶接受的產品才是真正的產品，所以在提高研發技術能力，更注重市場營銷建設工作以及精英人才引進。公司設有營銷中心，營銷中心共有4名專職人員，有著豐富的市場拓展與營銷實戰經驗。

公司非常重視營銷戰略規劃，在每種新產品上市之前都會進行市場需求調研、競爭對手分析等前期準備工作，并根據調研結果制定縝密的新產品市場策劃案，以協助新產品的市場擴展與銷售。公司目前開發的產品都大部分是國內空白行業內技術領先的產品，所以我們可以在起步階段就打入主流市場。

技術層面上，公司已經掌握了該項目開發的核心技術，并就相關核心技術申請了專利，為項目進展掃清障礙。

項目的先進性體現在以下方面：

利用太陽能大大降低生產成本，可降低≥40%；

太陽能的集熱面積≥100m2；

核心的脫鹽產品為海水淡化反滲透膜，市場使用時長近50年，產品成熟穩定，使整套海水淡化系統運行穩定，品質可靠。

每平方米太陽能集熱面積可產淡水量≥11KG；

整套設備自動化控制，運行高效，無需專人看護；

整套系統集成化程度高，節省占地面積；

人機界面操作系統，簡單好用，經濟性好。

圖示：太陽能海水淡化系統的規劃圖

太陽能海水淡化系統實施的意義

本項目主要是面向淡水缺乏地區所必須的海水淡化設備，本項目致力于研發太陽能海水淡化系統，以保證品質，提高效率，節省成本，因此屬于環保海水淡化領域，具有廣闊的市場前景、經濟效益和社會意義，符合深圳市戰略性新興產業的發展方向。

太陽能海水淡化系統具有深遠意義的技術和應用創新，可以給用戶帶來如下價值：

（1）蒸發壓力小，海水的沸點低，實現了海水低溫蒸發。

（2）利用多孔吸附材料增加了海水蒸發面積，增加淡水產量。

（3）利用合理設計流程和布置，增加了整個系統的能量回收率，具有節能、環保的作用。

（4）可獨立運行。不受蒸汽、電力等條件限制，無污染、低能耗、運行安全、穩定可靠；不消耗石油天然氣、煤炭等常規能源，對能源緊缺，環保要求高的地區更有突出的應用價值。

（5）生產規模可有機組合，適應性好，投資相對較少，生產淡水成本低，具備淡水供應市場競爭力。太陽能海水淡化系統實際上是太陽能利用裝置和傳統的海水淡化裝置的結合，用太陽能代替傳統能源供給海水淡化裝置所需能量。

（6）對海水水質變化的適應性強、不易結水垢，理論可行、技術成熟、產水品質高，該技術投資小、運營成本低、產水率穩定。生產過程無需消耗大量電能，應用廣泛，市場潛力大。

本項目開發完成后，可以滿足絕大部分地區工業及生活對淡水的需求。將太陽能低溫熱利用裝置和海水淡化技術相結合，開辟了太陽能低溫熱利用的新領域，用太陽能代替傳統能源供給海水淡化所需能量，在蒸發裝置中有吸附材料增大蒸發面積，強化蒸發效率，并在冷能裝置中通過低品質能量回收技術對蒸汽的汽化潛熱進行了高效回收，太陽能海水淡化新技術的產業化推廣，擴展了太陽能熱利用的應用領域，對節能減排，海水資源化應用具有重要意義。