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?  成果簡(jiǎn)介：本裝置主要采用了激淋式橫管降膜蒸發(fā)、多效閃蒸、多效回?zé)帷?qiáng)化冷凝、強(qiáng)化對(duì)流等多項(xiàng)先進(jìn)的強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)措施，并有效地減少了裝置中海水的熱容量，使裝置升溫更迅速，運(yùn)行五分鐘即有淡水產(chǎn)出。裝置中海水的蒸發(fā)與蒸汽的冷凝潛熱得到了多次重復(fù)利用，使系統(tǒng)產(chǎn)水率得到成倍的提高，是傳統(tǒng)盤式太陽能蒸餾器產(chǎn)水率的五倍，平均每平方米太陽能集熱器日產(chǎn)水量12公斤以上，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。所生產(chǎn)的淡水水質(zhì)完全達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)（＜500ppm）。該裝置可以視用戶情況專門設(shè)計(jì)，而且規(guī)模越大效率越高

本裝置是一種利用太陽能、工業(yè)和機(jī)器余熱高效生產(chǎn)可飲用淡水的先進(jìn)裝置。具有產(chǎn)水效率高、產(chǎn)水快、可以多能互用、運(yùn)行溫度低以及自動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行等顯著優(yōu)勢(shì)。能為海上作業(yè)船只，島上和鹽堿地區(qū)居民，野外鉆探和駐軍等方便地提供飲用淡水。 本裝置主要采用了激淋式橫管降膜蒸發(fā)、多效閃蒸與多效回?zé)帷?qiáng)化冷凝、強(qiáng)化對(duì)流等多項(xiàng)先進(jìn)的強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)措施，并有效地減少了裝置中海水的熱容量，使裝置升溫更迅速，運(yùn)行五分鐘即有淡水產(chǎn)出。裝置中海水的蒸發(fā)與蒸汽的冷凝潛熱得到了多次重復(fù)利用，使系統(tǒng)產(chǎn)水率得到成倍的提高，是傳統(tǒng)盤式太陽能蒸餾器產(chǎn)水率的五倍，平均每平方米太陽能集熱器日產(chǎn)水量15公斤以上，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。所生產(chǎn)的淡水水質(zhì)完全達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)（<500ppm）。該裝置可以視用戶情況專門設(shè)計(jì)，而且規(guī)模越大效率越高。每小時(shí)產(chǎn)水50—100公斤的系統(tǒng)，電耗僅為75至150瓦左右，大系統(tǒng)電耗更低，因此在缺電地區(qū)可利用太陽能發(fā)電使用。本裝置具有緊湊式小型化、易運(yùn)輸、維修和操作等特點(diǎn)，適合于艦船、車載和野外作業(yè)使用，對(duì)原水質(zhì)量要求低，對(duì)海水和苦咸水一樣淡化。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，采取閉式循環(huán)模式，不受外界干擾，因此工作穩(wěn)定，適宜艦船上。只要有太陽能或發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的地方即可使用，能在-20～40℃的環(huán)境溫度下、在60～90℃的供熱水溫度范圍內(nèi)正常運(yùn)行，滿足太陽能集熱器提供熱水的各項(xiàng)技術(shù)要求。

該項(xiàng)目為國(guó)際上首次利用等離激元增強(qiáng)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)高效太陽能海水淡化。該研究發(fā)現(xiàn)，三維鋁顆粒等離激元黑體材料具有寬太陽光譜超高光吸收效率，大大提高海水淡化過程中光熱轉(zhuǎn)換效率；鋁納米顆粒的局域等離激元光學(xué)共振效應(yīng)使得漂浮在水面的緊密排列的鋁顆粒附近區(qū)域產(chǎn)生極高的局部溫度和電磁場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)，有利于快速有效的淡水蒸汽產(chǎn)生，多孔結(jié)構(gòu)提供了有效的蒸汽逃離通道；材料制備采用低成本金屬鋁為唯一原材料，采用簡(jiǎn)單可規(guī)模化生產(chǎn)的自組裝制備方法，且材料的淡化性能表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和耐用性。

成果簡(jiǎn)介：本裝置主要采用了激淋式橫管降膜蒸發(fā)、多效閃蒸、多效回?zé)帷?qiáng)化冷凝、強(qiáng)化對(duì)流等多項(xiàng)先進(jìn)的強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)措施，并有效地減少了裝置中海水的熱容量，使裝置升溫更迅速，運(yùn)行五分鐘即有淡水產(chǎn)出。裝置中海水的蒸發(fā)與蒸汽的冷凝潛熱得到了多次重復(fù)利用，使系統(tǒng)產(chǎn)水率得到成倍的提高，是傳統(tǒng)盤式太陽能蒸餾器產(chǎn)水率的五倍，平均每平方米太陽能集熱器日產(chǎn)水量12公斤以上，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。所生產(chǎn)的淡水水質(zhì)完全達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)（＜500ppm）。該裝置可以視用戶情況專門設(shè)計(jì)，而且規(guī)模越大效率越高。 項(xiàng)目來源

近日，能源領(lǐng)域期刊Energy & Environmental Science（IF=33.250）發(fā)表了有關(guān)超高效太陽能海水淡化研究成果Ultrahigh-efficiency desalination via a thermally-localized multistage solar still，該論文由上海交大制冷與低溫工程研究所ITEWA創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的徐震原副教授和王如竹教授與麻省理工學(xué)院Lenan Zhang博士和Evelyn N. Wang教授等合作完成，上海交通大學(xué)為第一完成單位。全被動(dòng)式的太陽能海水淡化是解決海水淡化技術(shù)適應(yīng)性的完美方案，且適用于缺乏基建和偏遠(yuǎn)地區(qū)，然而其效率一直偏低（約35%）。近年來，太陽能界面蒸發(fā)為高效便攜式海水淡化提供了新的思路，成為了能源科學(xué)、材料科學(xué)和熱科學(xué)的交叉領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，但在其效率仍然十分有限（約100%）。本研究提出的“界面局部加熱型多級(jí)太陽能蒸餾架構(gòu)”結(jié)合了太陽能界面局部加熱和蒸汽焓回收，突破了前述研究的局限，顯著提升了被動(dòng)式太陽能海水淡化的效率。 在該論文中研究團(tuán)隊(duì)指出系統(tǒng)性的能量傳遞優(yōu)化，而非高性能材料，是達(dá)到超高效太陽能海水淡化的關(guān)鍵。通過采用商用和低成本材料搭建的實(shí)驗(yàn)裝置，研究團(tuán)隊(duì)在一個(gè)太陽輻照條件下創(chuàng)紀(jì)錄地實(shí)現(xiàn)了385%的效率和5.78 L m-2 h-1的海水淡化產(chǎn)水率。除此之外，該裝置可以通過毛細(xì)作用進(jìn)行被動(dòng)補(bǔ)水，同時(shí)通過鹽分在夜間的反向擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)被動(dòng)排鹽，保證長(zhǎng)效穩(wěn)定的被動(dòng)式工作。該研究所達(dá)到效率比2018年12月發(fā)表于Nature Sustainability和2019年7月發(fā)表于Nature Communications的被動(dòng)式太陽能海水淡化效率記錄分別高出約2.8倍和2倍，成為該領(lǐng)域的效率新記錄。該工作為解決偏遠(yuǎn)或離網(wǎng)地區(qū)淡水短缺問題提供了實(shí)際解決方案，也為界面太陽能蒸發(fā)走向?qū)嵱没透咝Щ峁┝巳滤悸泛屠碚摽蚣堋?該研究工作獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（51976123）和創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目（51521004）的資助。王如竹教授領(lǐng)銜的ITEWA創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（Innovative Team for Energy, Water & Air）致力于解決能源、水、空氣交叉領(lǐng)域的前沿基礎(chǔ)性科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)，旨在通過學(xué)科交叉實(shí)現(xiàn)材料-器件-系統(tǒng)層面的整體解決方案，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，近兩年來已經(jīng)在Joule上發(fā)表論文3篇，在Advanced Materials，Angewandte Chemie, iScience以及Energy Storage Materials上發(fā)表論文各1篇。論文鏈接：Ultrahigh-efficiency desalination via a thermally-localized multistage solar stillMIT News：Simple, solar-powered water desalination

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 創(chuàng)新發(fā)明了新型軸向吸入節(jié)段式多級(jí)海水淡化高壓泵結(jié)構(gòu)，研制了高效水力模型， 解決了軸向力平衡、水潤(rùn)滑軸承與轉(zhuǎn)子耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析等技術(shù)難題。開發(fā)形成 了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了在萬噸級(jí)海水淡化工程中成功應(yīng)用。 本產(chǎn)品融合了結(jié)構(gòu)創(chuàng)新及自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)計(jì)軟件技術(shù)，技術(shù)含量和產(chǎn)品附加值高。 開發(fā)的系列高效海水淡化高壓泵產(chǎn)品，質(zhì)量高端、節(jié)能高效、耐磨耐蝕、價(jià)優(yōu)耐用，成 果技術(shù)屬國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，節(jié)能節(jié)材效果顯著。 該產(chǎn)品經(jīng)機(jī)械工業(yè)排灌機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心檢測(cè)，泵效高于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值

南京大學(xué)新型風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)基于中加政府合作項(xiàng)目和國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目，基礎(chǔ)研究成果世界首創(chuàng)，領(lǐng)先全球，并具備完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該系統(tǒng)提供一種適應(yīng)風(fēng)電特性、100%應(yīng)用風(fēng)電進(jìn)行海水淡化的工業(yè)性生產(chǎn)成套裝置，由新型低風(fēng)速高效專用風(fēng)機(jī)、藕合控制系統(tǒng)、電力變換系統(tǒng)和新型海水淡化裝置4個(gè)部分構(gòu)成。具有100%使用風(fēng)電或風(fēng)電與其他能源協(xié)同供電、淡水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)、能耗低等特點(diǎn)。本成套設(shè)備的與眾不同之處是，可獨(dú)立運(yùn)行，不受電力等常規(guī)能源限制，無污染、低能耗、運(yùn)行安全穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)規(guī)模可有機(jī)組合，適用性好，

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 創(chuàng)新提出了能承受進(jìn)口高壓的重載海水淡化高壓增壓泵結(jié)構(gòu)，研制了高效水力模型、 高壓機(jī)械密封，從葉輪結(jié)構(gòu)、軸系優(yōu)化、提高止推軸承承載能力等方面研究了高壓增壓 泵的重載結(jié)構(gòu)，解決了由于進(jìn)口高壓引起的軸頭力等關(guān)鍵技術(shù)難題。開發(fā)形成了具有自 主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了在萬噸級(jí)海水淡化工程中成功應(yīng)用。 本產(chǎn)品融合了結(jié)構(gòu)創(chuàng)新及自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)計(jì)軟件技術(shù)，技術(shù)含量和產(chǎn)品附加值高。 開發(fā)的系列高效海水淡化高壓增壓泵產(chǎn)品，質(zhì)量高端、節(jié)能高效、耐磨耐蝕、價(jià)優(yōu)耐用， 成果技術(shù)屬國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，節(jié)能節(jié)材效果顯

本海水淡化裝置，采用了超濾膜預(yù)處理方法，能提供高質(zhì)量的反滲透進(jìn)水（SDI≤1），大大延長(zhǎng)了反滲透膜與主機(jī)的壽命，實(shí)現(xiàn)了全過程用膜法處理，減輕了設(shè)備的重量，縮小了設(shè)備所占空間，維護(hù)便捷。經(jīng)遠(yuǎn)洋漁輪海上三年的使用證明，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過預(yù)期目標(biāo)，完全能夠勝任長(zhǎng)期海上作業(yè)供給淡水的任務(wù)。

自然真空低溫蒸餾海水淡化裝置，其目的在于克服現(xiàn)有的利用太陽能海水淡化裝置，維持蒸發(fā)器內(nèi)真空需要大量電能，供水和蒸發(fā)后濃海水排放也需要消耗大量泵功，因而工程造價(jià)較高的弊端，本裝置利用海水重力和大氣壓力自然方法產(chǎn)生真空，在這一真空狀態(tài)下海水可以在較低的溫度下蒸發(fā)，所需能量比傳統(tǒng)方式少；淡化后排放的濃海水的熱量通過熱交換器進(jìn)行回收，用于加熱給水，蒸發(fā)出來的蒸汽可以利用海水給水在冷凝器中進(jìn)行冷凝，系統(tǒng)熱效率高；在蒸發(fā)器內(nèi)海水液面的低壓條件下，給水和濃海水可自行進(jìn)入和排出蒸發(fā)器，淡水也可自行進(jìn)入淡水箱，裝置不必安裝給水泵和排水泵；特別是可使用低位熱能，如余熱、太陽能等，具有較高的綜合能源利用效率，可用于海島、沿海缺水和苦咸水地區(qū)的水淡化處理。 其特征在于： 1．海水給水管與蒸發(fā)室連接段設(shè)置一套管回?zé)崞鳎ㄓ幸粋€(gè)環(huán)形管和內(nèi)管，其環(huán)形管進(jìn)水端與蒸發(fā)室底部連通，出水端與濃海水排水管連通；其內(nèi)管一端與海水給水管連通，另一端與蒸發(fā)室內(nèi)的噴淋器連接； 2．蒸發(fā)室內(nèi)海水液面與海水給水箱內(nèi)海水液面之差在7—9．5米之間； 3．海水給水箱的液面高于濃海水箱內(nèi)的液面，而且噴淋器與海水給水箱液面的高度差大于蒸發(fā)室內(nèi)液面與濃海水箱內(nèi)液位的高度差。 噴淋器底部均布噴淋孔，使海水均勻地噴淋在太陽能蒸發(fā)盤管上。 冷凝器其冷凝介質(zhì)可以采用空氣，也可以采用海水給水箱中的海水進(jìn)行冷凝。 該裝置可以用于海水淡化，也可以用于苦咸水的淡化，加熱熱源可以是太陽能，也可以是廢熱、余熱等其他低溫?zé)嵩础?