袁怡刚，董 勇，赖艳华，马春元，鹿刘新

(1.山东大学 能源与动力工程学院，山东省能源碳减排技术与资源化利用重点实验室，山东 济南 250061;2.山东山大能源环境有限公司，山东 济南 250014)

0 引言

常规海水淡化方式，如低温多效、多级闪蒸、反渗透、压汽蒸馏等，以化石燃料为能源，容易走入“能源换水源”的怪圈。太阳能应用于海水淡化领域，在一定程度上可以解决能源与水源间的矛盾，是海水淡化技术重要发展趋势之一。为解决传统太阳能蒸馏器存在蒸发慢、凝结慢、回热差等问题［1－3］，太阳能增湿海水淡化技术采用强化传热传质、改善回热等措施，产水率有较大提升，有着良好的发展前景。

国内外学者对增湿淡化技术进行了相关研究。美国学者 Al－Hajaj等人［4～5］设计一种环形通道式的增湿淡化装置，采用木质蜂窝湿膜作为蒸发填料，空气增湿效果得到有效提升;张旭朋等［6］设计了一种利用鼓泡进行增湿的太阳能淡化装置，并进行了实验研究;美国学者Hamieh B M［7］设计了一种露点蒸发海水淡化装置，系统的回热效果得到了显著提高;德国学者 E.Chafik［8］采用冷凝器分级冷却蒸汽，相比于内回热装置，分级冷凝可将冷凝和蒸汽回热利用完全分离开来，回热温度更容易控制;代彦军［9］指出蒸发器入口海水温度和冷却水温度是影响系统性能的重要参数;原郭丰等［10］建立了闭式增湿减湿海水淡化各部分的热力过程数学模型。

目前回热利用依然是小型热法淡化装置研究的重点。本文在综合分析国内外水膜增湿淡化装置的基础上，针对单级冷凝存在的回热和冷却冲突的矛盾，结合分级冷凝技术，设计了一台两级水膜增湿的分级冷凝回热海水淡化装置，并以太阳能为热源，对系统性能进行了实验研究。……