人类利用太阳能来淡化海水已经有非常长的历史了。古希腊物理学家亚里士多德在其一本关于气象学的书中,第一次描述了水的循环过程,他描写道:凝结的水是甘甜的,因此人们推测他的描述就是苦咸水或者海水淡化为淡水的过程。然而,最早的有记录的太阳能海水淡化方法是中世纪时期阿拉伯的炼丹术士发明的,该文献最早出现在法国的著名太阳能工程师Mouchot的数据手册中。之后,在文艺复兴使其,著名的科学家Della Porta在他的专著《Magiae Naturalis》中描述了一种能够将苦咸水淡化为淡水的的太阳能蒸馏装置,这种装置能够从空气中取得淡水,这就是今天加湿-除湿海水淡化方法的雏形。87045
在这之后很长一段时间内,历史上都没有出现具有影响力的太阳能海水淡化工程。直到工业以后,太阳能海水淡化工程才进入了现代太阳能海水淡化产业化的局面。
目前,海水淡化产业及装置已覆盖沙特阿拉伯、阿曼、阿联酋、西班牙、葡萄牙、希腊、意大利、意大利、印度、中国、日本和澳大利亚等世界150多个国家和地区。论文网
近年来,从节能与提高装置效率的角度出发,有将现代工业海水淡化技术与太阳能应用技术相结合的趋势,因为这样有利于利用现有海水淡化工业的先进经验与技术,提高太阳能海水淡化系统的整体效率。
在这个方面,国外还有较多太阳能海水淡化应用实例,如安装在墨西哥集热面积为680 m2的海水淡化系统,淡化能力12m³/d,太阳能集热器运行温度在35-110℃;法国有“海水淡化与制盐系统”,该系统利用太阳能和多空隙陶瓷所具有的强力毛细管作用高效制备淡水。科威特建有日产10t淡水的太阳能多级闪蒸系统。这些系统都是传统海水淡化工业与太阳能集热技术紧密结合的成果,取得了可观的经济效益和社会效益。[4]
而中国对太阳能海水淡化技术的研究也有较好的基础,在这方面做过较多工作的有中国科学院广州能源研究所和中国科学技术大学等。还在上世纪 80年代初,广州能源研究所即开展了太阳能海水淡化技术的研究,完成了空气饱和式太阳能蒸馏器的试验研究,并于1982年左右在我国嵊泗岛建造厂一个具有数百平方米太阳能采光面积的大规模的海水淡化装置,成为我国第一个实用的太阳能蒸馏系统。接着,中国科学技术大学也进行了一系列的太阳能蒸馏器的研究,并在理论上进行了探讨。对海水浓度、海水中添加染料及装置的几何尺寸等因素对海水蒸发量的影响进行了实验,给出了有益的结果。
进入上世纪90年代后,天津大学、西北工业大学、西安交通大学等单位也加入到了太阳能海水淡化技术研究的行列,提出了一系列新颖的太阳能海水淡化装置的实验机型,并对这些机型进行了理论和实验研究。比较有代表意义的有西北工业大学提出的“新型,高效太阳能海水淡化装置”;天津大学提出的“回收潜热的太阳能蒸馏器”;中国科学技术大学提出的“降膜蒸发气流吸附太阳能蒸馏器”等等,使太阳能海水淡化技术有了较大进步。
进入本世纪之后,太阳能海水淡化技术进一步成熟。其中西安交通大学、北京理工大学等提出了 “横管降膜蒸发多效回热的太阳能海水淡化系统”,试制出了多个原理样机,并对样机进行实验测试和理论研究。清华大学等单位在借鉴国外先进经验的基础上,对多级闪蒸技术在太阳能海水淡化领域的应用进行了探索,试制出了样机,并在我国的秦皇岛市建立了主要由太阳能驱动的实际运行系统,取得有益的经验。