环境保护与资源综合利用技术

本项目拟设计和制造的分散式太阳能海水淡化装置具有结构简单、取材方便、投资低和低维护的优点，尤其适宜中小规模海水淡化应用场景，是解决一些海岛和离网地区淡水短缺的有效方案。该分散式太阳能海水淡化装置利用太阳能驱动的界面蒸汽产生技术，通过界面太阳能蒸发器将太阳能收集、光热转换和蒸汽产生局限于水-空气界面。界面太阳能蒸发器将转换的热能在水-空气界面处受到限制，只能加热表面水，有效减少了大量热损失。太阳能驱动的界面蒸发系统中的热损失通过两种方式得到了抑制：(1)该系统中界面太阳能蒸发器的温度较低，从而减少蒸发器表面的辐射和对流热损失；(2)水体的温度整体上接近环境温度，从而最大限度地减少到水体和环境的热损失，并避免使用转换的热能加热不参与蒸汽生成的水。本项目旨在利用太阳能驱动的界面蒸汽产生技术，开发适用于海岛、临海农村和社区以及远洋轮船等应用场景的分散式太阳能光热转换海水淡化装置，利用其高效、成本低且操作简单的特点，满足该情况下的饮用水短缺的问题。

国家发展改革委、自然资源部印发的《海水淡化利用发展行动计划（2021—2025年）》 明确提出，“十四五”时期要着力推进海水淡化规模化利用。一是提升海水淡化供水保障 水平。沿海缺水地区要将海水淡化水作为生活补充水源，逐年提高海水淡化水在水资源中 的配置比例。二是扩大工业园区海水淡化利用规模。鼓励沿海地区工业园区和高耗水产业 优先利用海水。三是提高海岛及船舶用水保障能力。在海岛保护性开发基础上，适度超前 布局建设海岛海水淡化设施，鼓励远洋渔船、海洋平台加装易维护海水淡化装置。四是拓 展淡化利用技术应用领域。 海水淡化被认为是解决淡水短缺问题最有发展前景的方法。目前，广泛使用的海水淡化方法，包括反渗透法、热蒸馏法和多级闪蒸法等。然而，这些传统的海水淡化方法都需要消耗大量化石能源来驱动系统生成淡水，存在效率低、能耗大、运行成本高和温室气体排放多的问题。此外，对一些海岛或边远地区，建立大型高能耗海水淡化系统是不现实的，经济投入大，回报率低。这些地区往往工业不发达，工业用水量较低，主要是民用水。这些地区又往往拥有丰富太阳能资源。本项目拟开发的分散式太阳能海水淡化装置将太阳能作为唯一能源，生产纯净安全的饮用水。不仅节能环保，给居民提供便利，还可作为日常太阳能水体净化装置使用，将是解决这些地区生活淡水问题的最具有前景的技术。