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基于風(fēng)能利用的海水淡化技術(shù)途徑研究

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時間:2024-08-18 12:21:20
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基于風(fēng)能利用的海水淡化技術(shù)途徑研究【摘要】:隨著全球人口的增加和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類對水的需求增長越來越快,淡水資源缺乏問題逐漸顯露出來,就像“能源危機”一樣,淡水資源的匱乏,越來越成

【摘要】:隨著全球人口的增加和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類對水的需求增長越來越快,淡水資源缺乏問題逐漸顯露出來,就像“能源危機”一樣,淡水資源的匱乏,越來越成為人們注目的焦點。因此,尋求節(jié)能高效的造水方法勢在必行。海水淡化屬于能量密集型產(chǎn)業(yè),從長遠(yuǎn)角度看,大力發(fā)展可再生能源并用于海水淡化將是解決海水淡化高耗能的重要途徑。研究并開發(fā)利用風(fēng)能進(jìn)行海水淡化已成為海水淡化研究領(lǐng)域的熱點。 本文在多級閃蒸方法海水淡化,多效蒸餾方法海水淡化,反滲透方法海水淡化的基礎(chǔ)上,開發(fā)設(shè)計了三套直接利用風(fēng)能進(jìn)行海水淡化的系統(tǒng)。由于風(fēng)能波動性、間歇性和不穩(wěn)定的自然特點,系統(tǒng)設(shè)計的原則建立在儲能技術(shù)上,分別將真空儲能,壓縮空氣儲能,蓄水儲能三種儲能技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)能開發(fā),同時耦合三種不同的海水淡化方法,最后形成了基于多級閃蒸方法的風(fēng)能海水淡化系統(tǒng)、基于多效蒸餾方法的風(fēng)能海水淡化系統(tǒng)和基于反滲透方法的風(fēng)能海水淡化系統(tǒng)。 針對多級閃蒸海水淡化所需能源消耗為熱能和真空能的問題,論文提出了將真空儲能技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)能開發(fā)上;同樣,針對多效蒸餾海水淡化所需能源消耗為熱能的問題,論文提出了將比較先進(jìn)的壓縮空氣儲能技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)能上。以上兩種儲能技術(shù)能夠滿足風(fēng)能資源的大規(guī)模利用,與此同時,為海水淡化系統(tǒng)提供所需能源。儲能技術(shù)和海水淡化互相耦合并優(yōu)化。針對反滲透海水淡化所需能源消耗為壓力能問題,論文提出一種壓力平衡裝置,該裝置具有儲能儲水的作用,同時為海水淡化裝置提供平穩(wěn)、不間斷的流量和合適的壓力的海水,滿足反滲透膜的工作要求。 在以上工作的基礎(chǔ)上,本文對基于多級閃蒸方法的風(fēng)能海水淡化系統(tǒng)和基于多效蒸餾方法的風(fēng)能海水淡化系統(tǒng)進(jìn)行了熱力學(xué)(?)分析,得到了針對該兩套系統(tǒng)的(?)損失解析表達(dá)式,并且進(jìn)一步分析基于多效蒸餾方法的風(fēng)能海水淡化系統(tǒng)中多效蒸餾部分的(?)損失,得到了多效蒸餾部分和壓縮空氣儲能部分的(?)損失解析表達(dá)式;針對基于反滲透方法的風(fēng)能海水淡化系統(tǒng),本文以理論分析,模擬計算為基礎(chǔ),結(jié)合具體的工程實例,模擬計算了風(fēng)能利用海水淡化系統(tǒng)運行特性,驗證了系統(tǒng)的可行性。作為直接風(fēng)能進(jìn)行海水淡化的初步研究工作,本文從可靠性工程基礎(chǔ)入手,探討了系統(tǒng)可靠性分析基本模型及分析方法,分別對三套風(fēng)能海水淡化系統(tǒng)可靠性模型進(jìn)行了一系列的簡化,得出了系統(tǒng)可靠性分析模型,最后,得到了三種系統(tǒng)可靠度的解析表達(dá)式。 【關(guān)鍵詞】:風(fēng)能 海水淡化 多級閃蒸 多效蒸餾 反滲透 可靠性
【學(xué)位授予單位】:中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號】:P747
【目錄】:
  • 摘要5-7
  • Abstract7-9
  • 目錄9-12
  • 圖目錄12-14
  • 表目錄14-15
  • 第1章. 緒論15-27
  • 1.1 課題的背景及意義15-17
  • 1.2 國內(nèi)外海水淡化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢17-23
  • 1.2.1 海水淡化技術(shù)現(xiàn)狀17-20
  • 1.2.1.1 多級閃蒸方法17-18
  • 1.2.1.2 多效蒸餾方法18-19
  • 1.2.1.3 反滲透方法19-20
  • 1.2.2 主要海水淡化技術(shù)的比較20-21
  • 1.2.3 海水淡化過程的能耗21
  • 1.2.4 國內(nèi)外海水淡化現(xiàn)狀與發(fā)展21-23
  • 1.2.4.1 國外海水淡化現(xiàn)狀與趨勢21-22
  • 1.2.4.2 我國海水淡化現(xiàn)狀與趨勢22-23
  • 1.3 風(fēng)能海水淡化的現(xiàn)狀與發(fā)展23-25
  • 1.3.1 耦合式風(fēng)能直接利用海水淡化研究現(xiàn)狀24
  • 1.3.2 分離式風(fēng)能發(fā)電海水淡化研究現(xiàn)狀24-25
  • 1.4 本文的主要研究內(nèi)容25-27
  • 第2章. 基于多級閃蒸方法的風(fēng)能海水淡化系統(tǒng)27-41
  • 2.1 多級閃蒸海水淡化技術(shù)原理27-28
  • 2.1.1 多級閃蒸原理27
  • 2.1.2 多級閃蒸海水淡化的特點27-28
  • 2.2 真空儲能技術(shù)28-29
  • 2.3 多級閃蒸海水淡化系統(tǒng)設(shè)計29-33
  • 2.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)29-31
  • 2.3.2 系統(tǒng)工作過程31-32
  • 2.3.3 系統(tǒng)特點32-33
  • 2.4 系統(tǒng)熱力學(xué)分析33-39
  • 2.4.1 (?)分析基礎(chǔ)33-34
  • 2.4.2 系統(tǒng)(?)分析34-39
  • 2.5 本章小結(jié)39-41
  • 第3章. 基于多效蒸餾方法的風(fēng)能海水淡化系統(tǒng)41-53
  • 3.1 多效蒸餾海水淡化技術(shù)原理41-42
  • 3.1.1 多效蒸餾原理41-42
  • 3.1.2 多效蒸餾海水淡化的特點42
  • 3.2 壓縮空氣儲能技術(shù)42-43
  • 3.3 多效蒸餾海水淡化系統(tǒng)設(shè)計43-48
  • 3.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)44-46
  • 3.3.2 系統(tǒng)工作過程46-47
  • 3.3.3 系統(tǒng)特點47-48
  • 3.4 系統(tǒng)熱力學(xué)分析48-52
  • 3.5 本章小結(jié)52-53
  • 第4章. 基于反滲透方法的風(fēng)能海水淡化系統(tǒng)53-73
  • 4.1 反滲透海水淡化技術(shù)原理53-57
  • 4.1.1 反滲透基本原理53-54
  • 4.1.2 反滲透膜與其他膜過濾54-56
  • 4.1.3 反滲透海水淡化工藝流程56-57
  • 4.2 反滲透海水淡化系統(tǒng)設(shè)計57-63
  • 4.2.1 系統(tǒng)概述58
  • 4.2.2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)58-59
  • 4.2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成59-63
  • 4.3 系統(tǒng)運行特性分析63-70
  • 4.3.1 非設(shè)計工況特性分析65-66
  • 4.3.2 變工況特性分析66-68
  • 4.3.3 壓力平衡裝置容積對系統(tǒng)工作的影響68-70
  • 4.4 本章小結(jié)70-73
  • 第5章. 風(fēng)能海水淡化系統(tǒng)可靠性分析73-83
  • 5.1 可靠性分析基礎(chǔ)73-75
  • 5.2 系統(tǒng)可靠性分析模型75-77
  • 5.3 風(fēng)能海水淡化可靠性分析77-81
  • 5.3.1 基于多級閃蒸方法的風(fēng)能海水淡化可靠性分析78-79
  • 5.3.2 基于多效蒸餾方法的風(fēng)能海水淡化可靠性分析79-80
  • 5.3.3 基于反滲透方法的風(fēng)能海水淡化可靠性分析80-81
  • 5.4 本章小結(jié)81-83
  • 第6章. 總結(jié)和展望83-85
  • 6.1 總結(jié)83-84
  • 6.2 展望84-85
  • 參考文獻(xiàn)85-88
  • 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、發(fā)明專利及獲獎情況88-90
  • 致謝90


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