突破性的闪蒸干燥技术:探索高效脱水解决方案

admin 钢铁资讯 1

闪蒸干燥是一种革命性的脱水技术,它为各种行业提供了高效且节能的解决方案。这种技术能够快速有效地去除液体中的水分,从而产生高品质的干燥粉末或颗粒。

闪蒸干燥原理

闪蒸干燥的原理是基于快速蒸发液体中的水分。液体被雾化成微小的液滴,然后与高温气流接触。液滴中的水分很快蒸发,形成水蒸气,留下干燥的固体颗粒。

闪蒸干燥流程图

闪蒸干燥的优点

闪蒸干燥技术具有以下优点:高速干燥: 闪蒸干燥过程非常快速,通常几秒钟内即可完成。高干燥效率: 这种技术能够去除高达 99% 的水分,产生高品质的干燥产品。节能: 闪蒸干燥以其能效而闻名,它使用高温短时蒸发,从而节省能源。良好的产品质量: 闪蒸干燥产生的产品具有良好的流动性、分散性和其他特性。减少产品降解: 由于干燥过程快速,闪蒸干燥可以最大限度地减少对热敏性产品的降解。广泛的应用: 闪蒸干燥适用于各种行业,包括食品、制药、化工等。

闪蒸干燥的应用

闪蒸干燥技术已广泛应用于以下领域:食品工业: 牛奶粉、咖啡粉、茶粉、香料等制药工业: 药物原料、胶囊、药丸等化工业: 染料、颜料、催化剂等其他行业:木材干燥、矿物加工等

闪蒸干燥设备

闪蒸干燥设备通常由以下组件组成:雾化器:将液体雾化为微小液滴干燥塔:液滴与高温气流接触进行干燥旋风分离器:分离干燥颗粒和水蒸气集尘器:收集剩余的水蒸气和细颗粒

结论

闪蒸干燥技术是脱水领域的突破性进展。它提供了高效、节能和高质量的干燥解决方案,适用于广泛的行业。如果您正在寻找一种快速、有效且节能的脱水方法,那么闪蒸干燥值得考虑。

干燥机的干燥机未来展望

干燥机的发展还要重视节能和能量综合利用,如采用各种联合加热方式,移植热泵和热管技术,开发太阳能干燥机等;还要发展干燥机的自动控制技术、以保证最优操作条件的实现;另外,随着人类对环保的重视,改进干燥机的环境保护措施以减少粉尘和废气的外泄等,也将是需要深入研究的方向。 中国干燥机设备市场现状及分析联合国当前的需要,国内市场的常规干燥设备,以及主要的国际市场干燥设备,基本都在中国制造,这表明,在中国干燥设备进口为导向的历史已经结束。 但是,仍存在一些问题和困难,据中国通用机械干燥设备行业协会预测,未来几年,中国的需求,化工行业将干燥设备3000(套)左右;制药干燥设备的年需求量将达到3000(套)左右;农业,林业,粮食,轻工等行业,如干燥设备,年需求量预计将达到5000(套)左右。 干燥设备在国内市场占有率已达到80%以上。 预计“十五”期间,中国干燥设备在国内市场占有率将达到90%。 性能存在问题的区域重点和技术创新能力的方法有两种。 分布集中的企业在中国干燥设备行业的大多数生产企业在该行业的基础上逐步产生早期企业,相对集中的地理位置,人员结构存在的严重缺陷。 到目前为止,企业主要分布在江苏,浙江,上海,辽宁,这些企业占整个行业几乎是总数的50%,而与此形成鲜明对比的是,有一些地区在中国不存在干燥设备制造商。 高度竞争性的行业,有些公司专注于眼前的结果,不需要任何系统的发展,提高整体素质,进展缓慢,严重妨碍了正常发展的行业。 技术开发是不强改革开放以来,尤其是在最近几年,中国的经济增长潜力得到有效释放,短缺经济的供给和需求发生了根本的变化,初步形成了买方市场。 压力的买方市场,一些企业在市场上追赶,而不是寻找和开拓新市场,企业专注于市场在不久的将来的需求,更为成熟的产品。 因此,在烤箱,振动流化床干燥机和其他产品,制造商们更集中,更具有竞争力。 干燥设备行业从事小企业的发展,新产品,以及完善的推出新产品主要是模仿对方。 建议开发先进技术,提高产品质量在中国干燥设备技术与世界发达国家相比,在同一行业内还有一定的差距。 当前的市场,技术含量较低的产品为主。 中国加入世贸组织,将有更多的进入国内市场的国际同行,与日益严重的国际竞争,我们将面临巨大的竞争压力。 世界领先的干燥设备制造商,如丹麦尼鲁集团有限公司大河原日本设立了分支机构中国一个又一个,抓住中国市场。 随着加快经济全球化的进程中,更多的公司将针对中国市场。 日益激烈的竞争,这要求我们必须通过企业的进步,吸收国外先进技术,创新,提高产品质量。 的想法,产品开发到大规模的设备,控制的自动化程度,质量,表面处理设备,选择抗腐蚀材料的努力,开发多功能组合机,产品生命周期继续延长。 行业协会要多组织企业参与国际技术交流和吸收的结果,最新的技术,以加快整个行业,以提高技术水平。 调整的企业,培育企业核心竞争力在中国的特点是干燥行业的企业不这样做,不强,不适合,而不是完善,但整体素质不高一些,多数企业管理落后,不符合相应的规模经济,通过行业协会的指导和协调,改变盲目发展的情况。 江苏,浙江,上海,以相对集中的3家企业可以考虑使用该合资企业,合作和收购的中部和西部地区迁移到找到一个更广泛的空间,生存和发展的企业。 工业企业走强强联合之路的行业,培养了一些技术实力,与知名品牌和自主知识产权的大公司,企业集团。 形成了自己的特色产品和特色服务。 干燥设备制造企业在中国的相对较低的创新能力,推出拥有自主知识产权的新技术,新产品,少数几家公司,这是干燥的重要原因发展缓慢。 现有有几十个高校,科研院所从事研究和开发的干燥技术,位于中国东部,西部,南部,大部分知识成果没有有效地转化为现实生产力。 企业成为技术创新的主体应该是直接关系到这些大学和研究机构的各种形式的联合,因此,合理的资源分配和使用,有效地培育和发展创新能力的企业。 展望未来的竞争力的干燥设备行业的重点将集中在产品质量,技术,服务和价格。 类型的设备在干燥,热空气将干大气加热设备,真空干燥设备为基础的,其他设备,如远红外干燥,闪蒸干燥机微波干燥设备和其他特殊领域的用户也将逐步扩大的数目应用。 在食品,药品干燥,真空冷冻干燥设备的大型标准设备的需求将会增加,相结合的功能(如制粒干燥,干燥-过滤器)设备的需求将增加,高自动化干燥设备在一些应用将受到欢迎。 此外,出现了干燥设备将会有越来越多的重视质量,耐腐蚀材料的干燥设备和使用性能可靠,将特别关注的用户。 干燥设备行业开始进入较成熟的发展阶段,能够更好地满足各个领域用户的实际需求,价格的国外同类产品,只有1/3,这使干燥设备在中国比在市场竞争中进口设备的价格具有明显的优势;另一方面,较大的干燥设备,大多数还涉及现场安装,调试和售后服务工作,为国内用户,国产设备的进口设备选择更多的选择和更方便。 在国际市场上,中国加入世贸组织,干燥设备更有利于扩大出口。 中国的主要出口产品是真空干燥设备干燥设备,干燥设备,振动,中小型粮食,农业,林业,食品和本地产品干燥设备,年出口量超过100辆,主要出口地区东南亚国家和其他发展中国家,并敞开了大门欧洲和美洲市场。 中国的出口占了干燥设备的比例总额的不到5%,专家预测,“十五”期间出口产品的干燥设备干燥设备在国内的总份额将超过10%。 国际竞争,干燥设备制造企业在中国的主要竞争对手是丹麦,瑞士,英国,德国,美国和日本。 竞争对手相比,优势在中国干燥设备很便宜,这主要是由于不足,控制自动化程度的产品,外观质量,功能集和组合的领域得到进一步改善。 因此,国内干燥设备生产企业应充分利用中国加入WTO的机遇,加强技术交流,同外国的国家学习和借鉴外国先进的干燥设备,干燥设备,以加速提高中国的自动化程度和控制,外观的质量,功能集和组合,并缩小与国外的产品,来改善我们的产品在用户的信任,因此,干燥设备在中国,不仅在国内市场,而且在国外市场可以进行。 我国正越来越多的生产干燥设备品种,扩大规模,水平和质量的产品迅速增加,越来越多的市场竞争力。 特别是,中国政府支持出口的有关政策,生产干燥设备为国内企业创造良好的外部条件,这表明,中国的发展前景良好的干燥设备。 干燥机单位热耗和干燥能力折算热耗和生产能力是粮食千燥机试验的重要指标,但是由于试验时环境条件、根食条件和千燥介质条件的多变性,试验结果往往没有可比性,因此必须将干燥机的性能试验数据折算到一个公认的标准条件才能进行比较和标定。 本文以粮食千燥机的试验数据为墓础,参考国内外根食干燥机试验标准,时根食千燥单位热耗和生产能力折算系数进行了研究和探索;总结了四种折算方法,分析了粮食干燥机在不同的环境和谷物条件下折算系数的计算方法和步骤,阐述了各种方法的优缺点,提出了折算方法的初步的建议,为干燥机试验数据的可比性和完善干燥机试脸标准提供了依据。 我国是世界上最大的粮食生产国,粮食年产总量达5亿吨。 每年由刊文获季节天气阴雨以及干燥设备不足而造成粮食的霉变损失高达5%。 我国的粮食干燥设备和技术,经过30多年的发展,已具有一定的水平,在农业现代化建设中发挥了重要作用。 但是,与我国对干燥设备的需求相比,还存在较大的差距。 以水稻烘干为例,日本全国水稻干燥机的保有量已达110万台,稻谷干燥机械化水平达90%以上,而我国机械烘干的稻谷还不到l%,稻谷干燥设备不到1万台。 造成上述差距的原因是多方面的,其中粮食干燥技术标准的研究工作落后也是一个重要原因。 目前我国仍采用80年代国家标准(如粮食烘干机试验方法,粮食烘干技术条件),其中的某些条件和指标已不适应当前干燥机发展的需要,例如现有标准中缺乏干燥机生产能力和单位热耗的折算方法,有关干燥品质的指标也还不够完善合理,有些指标未规定统一的测试方法,有些指标比较落后,因而制约了粮食干燥新设备、新工艺的开发、推广和应用。 国际上粮食干燥技术标准已经修订了多次,如501巧20一l:1997;农用粮食烘干机烘干性能的测定,如一2:2印l。 在这些新的干燥技术标准中都有主要干燥性能参数的折算方法,采用的模型和公式多达数十个〔由于它是一个比较复杂和难解决的问题,在我国粮食干燥技术标准中尚无这方面的规定。 粮食干燥是一个非常复杂的加工过程,影响因素多,干燥条件多变,其中的影响因素有介质参数(如热风温度、热风风量和热风湿度)、粮食参数(如粮食类别、粮食水分、粮食温度和粮食流量)、环境条件(如大气温度和大气湿度)、干燥工艺(如顺流干燥、逆流干燥、横流干燥、混流干燥)以及干燥机的结构参数。 一台粮食干燥机可能在很低的环境温度下(零下20℃)工作,也可能在高达30℃的环境条件下工作,其工作条件完全不同,甚至相差甚远二所以必需将测得的性能指标进行折算,折算到一个统一的公认的干燥条件。 该项标准的研究制定,需要针对不同环境条件、粮食条件,女[I大气温度、大气相对湿度、粮食初始水分、终了水分、降水幅度、粮食类别、品质、加热方式、热风温度、热风相对湿度、热风量、干燥方式等一系列参数进行大量的试验验证,要形成正式的国家标准难度比较大。 最有可能的成果方式是完成研究报告,给出并非完全准确的折算系数,作为指导性技术文件公布试行,然后再进行比较和评价。 因此,干燥机生产能力和单位热耗的折算是一个十分重要的标准。 单位耗热量和烘干能力是粮食烘干设备的关键指标。 对于不同类型或同一类型的粮食烘干设备,当其验收工况条件存在差异时,都必须通过有关折算系数将其折算到标准工况条件下,才能进行单位耗热量和烘干能力的判定、比较。 我国尚无统一的烘干单位耗热量与烘干能力折算系数规范。 本课题将对折算系数进行研究,研究并制定折算系数的统一国家标准。 粮食烘干单位热耗和烘干能力折算一直是困扰对粮食干燥机进行性能评价、鉴定的重要问题;多年来由于研究工作量大和科研经费缺乏,此问题一直没有解决。 黑龙江农垦科学院提出了一个解决方法,但由于不能适用于多种干燥工艺和机型以及标准条件和机型选的不够合理而未能成为国家标准。 笔者在深入分析和研究国内外现有干燥技术研究成果的基础上,通过试验和理论分析,确定了折算的标准烘干条件,给出了各种烘干机型和不同粮食干燥时的折算系数的计算方法和使用条件。 1粮食干燥机热耗和生产能力的折算方法1.1计算机模拟法粮食干燥机使用中的一个常见问题是粮食的初水分经常变化,为了达到要求的终水分,需要经常调整粮食流量(生产能力),为了比较粮食干燥机性能的好坏也需要知道干燥机的生产能力,因此,必须进行折算。 我们认为利用计算机模拟方法进行干燥机热耗和生产能力的折算是一种较好而且可行的方法,即建立粮食千燥过程的数学模型,编写干燥模拟程序,在计算机上进行模拟计算,最后得出折算系数。 此法的优J点是通用性好,可以i}·算不同机型(顺流,逆流,横流和混流干燥机)和不1司粮食(玉米,小麦,水稻)的干燥性能和折算系数;!万r对任何干燥条件进行折算,计算速度较快;各种一!几燥工艺都可以使用。 该方法的缺点是模拟方法还不够普及,掌握该方法需要有一定的计算机基础,干燥机使用人员一般没有这种软件,此外,干燥过程的数学模型还不够精确。 以后应加强这方面的研究、模拟方法的计算步骤如下:l)建立干燥过程模型;2)开发各种粮食干燥工艺的计算机模拟程序;3)利用模拟程序计算标准条件下干燥机的热耗和生产能力;4)模拟计算非标准条件下的热耗和生产能力;5)计算热耗和生产能力折算系数;6)对干燥机性能进行折算。 1.2 ISO一2国际标准法150(Intemational Standard Oganization)国际干燥机性能试验标准给出了一种折算方法,它利用4个校正系数K1、K2、K3、K4对试验所得水分蒸发率进行折算。 各校正系数的意义如下:K1——水分校正系数,K1=(8.971一0.Td)X.+1.139InTd一4.652K2——热风温度校正系数,K2=(0.-0.Td)+0.Td+0.915K3——空气湿度校正系数,K3=1.0175一0.(l一Φ)K4——风量校正系数,K4=(0.022Td一3.445)a/V一0.271InTd+2.6081.3黑龙江省级标准黑龙江省农垦科学院农业机械鉴定总站于1989年提出了一种粮食干燥单位热耗和生产能力折算方法,标准条件为降水幅度5%(20%~巧%)、热风温度93℃、环境温度20℃、环境相对湿度为60%,折算方法比较简单易行。 它的主要缺点是只适用于横流式粮食干燥机和玉米小麦的烘干,有些系数的选择缺乏依据。 此外,它还考虑了热风炉间接加热和油炉直接加热及冷却段的影响。 具体计算方法如下:1.3.1单位热耗的折算标准条件下谷物干燥机的单位热耗量按下式计算:Qrb=Qr/(K0*K1)式中Qrb一标准条件下的单位热耗,MJ/kg Qr一试验时的实测热耗,MJ八g; K。 一大气条件折算系数,可根据大气温度和相对湿度查表求出,见“粮食干燥单位热耗及生产能力折算系数”标准;K1一粮食条件折算系数,在相同的环境条件下,根据粮食的初水分和终水分查表求出。 1.4数据表法通过热力计算,把各种条件下参数变化时的折算系数列成表格,再用插入法折算,标准给出两种表格,一种是大气条件折算表,另一种是粮食条件折算表,从表中查出两个系数后,其乘积即为总折算系数。 本文在深入分析和研究国内外现有研究成果的基础上,分析和探讨了折算的标准条件,给出了各种烘干机型和不同粮食干燥工艺的折算系数的计算方法和使用条件。 2干燥参数折算标准条件的确定为了对比粮食干燥机在不同干燥条件下的性能,必须确定一个公认的标准条件;在非标准条件下进行干燥作业或试验时必须将干燥过程测得的数据都换算到标准条件,然后才能进行干燥性能的比较。 所谓标准条件,一般包括降水幅度、环境温度、环境湿度、热风温度和干燥机类型等。 不同国家制定的标准条件是不同的(见表1)。 英国小麦干燥时的标准条件定为初水分20%、终水分巧%、环境温度20℃、环境湿度为80%。 我国黑龙江省规定干燥玉米的标准条件为降水幅度5%(20%一巧%)、热风温度90℃、环境温度20℃、环境相对湿度为60%。 法国对不同季节规定了不同的标准条件。 俄罗斯规定降水幅度6%、环境温度ro℃。 我国尚无粮食干机性能折算的国家标准。 有些单位正在对它进行研究,不久可能会发布并列人国家标准。 3粮食条件的折算系数不同的粮食类别如玉米、小麦、稻谷其干燥特性是不同的,例如平衡含水率、薄层干燥方程、比热、汽化潜热、对气流的阻力、体积密度等等,折算时必须考虑各种粮食的干燥能力折算系数。 4不同干燥工艺和机型对折算的影响利用数学模拟可以很容易求出各种干燥机在不同条件下(顺流、逆流、横流、混流)的性能,因而也就比较容易计算出折算系数。 具体方法可参阅《农产品干燥工艺过程的计算机模拟》一书5热风风量的折算由于温度变化而引起风速变化,因此还必须同时考虑风速(风量与温度)的折算系数。 6对谷物干燥折算标准的几点建议(1)加强国际干燥标准的研学。 为了向国际干燥技术标准靠拢,必需应用现代信息技术和计算机模拟方法,对国际150干燥技术标准已有的一系列计算模型进行干燥条件折算。 由于数学模型比较复杂,而且没有任何解释和说明,有许多方程的系数选取还需进行探讨和分析,否则很难推广应用。 为此需要对国外有关粮食干燥标准方面的资料进行翻译、整理、分析和应用。 (2)获取必要的试验数据。 为了验证折算方法的合理性和正确性,必需对折算结果进行验证,这就需要一定的试验条件和设备以进行试验验证,同时也需要检索查寻大量文献资料。 (3)对四种折算方法进行对比分析。 在不同的环境和粮食条件下对上述四种不同的折算方法进行比较和验证,找出折算中的问题,提出折算标准初稿。

大自然有什么力量它给人类带来什么好处

自然的力量的利用自然的力量有许多,例如风能、海洋能、太阳能等,这些自然的力量将解决未来能源紧缺的问题,所以我们应当合理地利用这些自然的力量,使他们为人类造福。 风能的利用 风是由于太阳照射到地球表面各处受热不同,产生温差引起大气运动形成的。 尽管达到地球的太阳能仅有2%转化为风能,但其总量十分可观。 全球可实际利用风能为2X1O’MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。 目前,风能的利用主要是发电,风力发电在新能源和可再生能源行业中增长最快,年增达35%,美国、意大利和德国年增长更是高达50%以上。 德国风电已占总发电量的3%,丹麦风电己超过总发电量的 10%。 全球风电装机容量已达MW以上,能满足1500万个家庭,即3800万人的用电需求。 虽然欧洲占世界风电总装机容量的70%以上,但其他国家也在积极开辟市场,己有50多个国家正积极促进风能事业的发展。 由于风力发电技术相对成熟,许多国家投入较大、发展较快,使风电价格不断下降,目前风力发电成本0.4-0.7/KWH,若考虑环保和地理因素,加上政府税收优惠和相关支持,在有些地区已可与火电等能源展开竞争。 在全球范围内,风力发电已形成年产值超过50亿美元的产业。 建设风力发电场的主要投资是风力发电机组设备,占总投资的80%以上。 风力发电机从100w-1MW,有许多种规格。 中小型风机多离网独立运行,中大型机组多组成风电场或风力田并网发电。 目前,并网发电以500KW-750KW为主导机组,也有少量12MW机组在投入使用。 最大的试运行机组单机容量已达2.5.3MW,当然,也有人在研制SMW风力发电机。 现在,不仅把风电场建在内陆、岛屿和海岸,英国、荷兰等一些欧洲国家经验表明,将风电场建在海上,经济效益、环境效益和社会效益更加明显。 根据世界能源组织1999年制订的《风能100》报告,2002年修订成《风能12则报告,经过科学测算,今后风力发电年增长均在30%以上,并预测到2020年,全世界风电装机总容量将达1260GW,年发电量将达到世界电能总需求量的12%。 我国风能资源丰富,储量32亿千瓦,可开发的装机容量约253亿千瓦,居世界首位,与可开发的水电装机容量3.8亿千瓦为同一量级,具有商业化、规模化发展的潜力。 我国政府十分重视风力发电产业,1996年就制订的《乘风计划》,旨在鼓励提高中大型风力发电机制造技术和国产化率,“十五”期间原计划在风力发电产业投资15亿元。 由于具有一定的商业机会和市场前景,一些地方政府和民间也积极投入风电事业。 目前,全国累计安装小型风力发电机近20万台,用作解决西部无电地区农牧民生产生活用电发挥了重要用用。 在广东、福建、浙江、辽宁、内蒙、新疆等地已建成26个风电场,单机容量从200千瓦到1300千瓦多种规格,总装机容量近40万千瓦。 在装备方面,我国已具备了研制从100瓦l 千瓦的10多种小型风力发电机的能力,自主开发的200-300千瓦级风电机组国产化率已超过90%,600千瓦机组样机国产化程度已达80%。 我国近期目标是到2005年,并网风力发电装机容量要达到 120万千瓦。 尽管我国近几年风力发电增长很快,年增长都在50%左右,但无论是装备制造水平,还是总装机容量与欧美一些发达国相比仍存在较大差距,与邻国印度也存在明显差距。 我国风力发电装机容量仅占全国电力装机的0.11%,可见我国风力发电潜力何等巨大!广东风力资源极为丰富,已建起了汕头南澳岛等风电场。 深圳有条件也应该在风力发电方面迈出坚实的一步。 地热能的利用人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。 但真正认识地热资源并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪中叶。 地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类,而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下:1、2O0~400℃直接发电及综合利用; 2、150~200℃双循环发电,制冷,工业干燥,工业热加工; 3、10O~15O℃双循环发电,供暖,制冷,工业干燥,脱水加工,回收盐类,罐头食品; 4、50~100℃供暖,温室,家庭用热水,工业干燥; 5、20~50℃沐浴,水产养殖,饲养牲畜,土壤加温,脱水加工; 现在许多国家为了提高地热利用率,而采用梯级开发和综合利用的办法,如热电联产联供,热电冷三联产,先供暖后养殖等。 近年来,国外对地热能的非电力利用,也就是直接利用,十分重视。 因为进行地热发电,热效率低,温度要求高。 所谓热效率低。 就是说,由于地热类型的不同,所采用的汽轮机类型的不同,热效率一般只有6.4~18.6%,大部分的热量白白地消耗掉。 所谓温度要求高,就是说,利用地热能发电,对地下热水或蒸汽的温度要求,一般都要在150℃以上;否则,将严重地影响其经济性。 而地热能的直接利用,不但能量的损耗要小得多,并且对地下热水的温度要求也低得多,从 15~180℃这样宽的温度范围均可利用。 在全部地热资源中,这类中、低温地热资源是十分丰富的,远比高温地热资源大得多。 但是,地热能的直接利用也有其局限性,由于受载热介质—热水输送距离的制约,一般来说,热源不宜离用热的城镇或居民点过远;不然,投资多,损耗大,经济性差,是划不来的。 目前地热能的直接利用发展十分迅速,已广泛地应用于工业加工、民用采暖和空调、洗浴、医疗、农业温室、农田灌溉、土壤加温、水产养殖、畜禽饲养等各个方面,收到了良好的经济技术效益,节约了能源。 地热能的直接利用,技术要求较低,所需设备也较为简易。 在直接利用地热的系统中,尽管有时因地热流中的盐和泥沙的含量很低而可以对地热加以直接利用,但通常都是用泵将地热流抽上来,通过热交换器变成热气和热液后再使用。 这些系统都是最简单的,使用的是常规的现成部件。 地热能直接利用中所用的热源温度大部分都在40℃以上。 如果利用热泵技术,温度为20℃或低于20℃的热液源也可以被当作一种热源来使用(例如美国、加拿大、法国、瑞典及其他国家的做法)。 热泵的工作原理与家用电冰箱相同,只不过电冰箱实际上是单向输热泵,而地热热泵则可双向输热。 冬季,它从地球提取热量,然后提供给住宅或大楼(供热模式);夏季,它从住宅或大楼提取热量,然后又提供给地球蓄存起来(空调模式)。 不管是哪一种循环,水都是加热并蓄存起来,发挥了一个独立热水加热器的全部的或部分的功能。 由于电流只能用来传热,不能用来产生热,因此地热泵将可以提供比自身消耗的能量高3~4倍的能量。 它可以在很宽的地球温度范围内使用。 在美国,地热泵系统每年以 20%的增长速度发展,而且未来还将以两位数的良好增长势头继续发展。 据美国能源信息管理局预测,到2030年地热泵将为供暖、散热和水加热提供高达68Mt油当量的能量。 对于地热发电来说,如果地热资源的温度足够高,利用它的好方式就是发电。 发出的电既可供给公共电网,也可为当地的工业加工提供动力。 正常情况下,它被用于基本负荷发电,只在特殊情况下,才用于峰值负荷发电。 其理由,一是对峰值负荷的控制比较困难,再就是容器的结垢和腐蚀问题,一旦容器和涡轮机内的液体不满和让空气进入,就会出现结垢和腐蚀问题。 总结上述,地热能利用在以下四方面起重要作用。 1.地热发电地热发电是地热利用的最重要方式。 高温地热流体应首先应用于发电。 地热发电和火力发电的原理是一样的,都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能,然后带动发电机发电。 所不同的是,地热发电不象火力发电那样要备有庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地热能。 地热发电的过程,就是把地下热能首先转变为机械能,然后再把机械能转变为电能的过程。 要利用地下热能,首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。 目前能够被地热电站利用的载热体,主要是地下的天然蒸汽和热水。 按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同,可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。 (1)蒸汽型地热发电蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引人汽轮发电机组发电,但在引人发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。 这种发电方式最为简单,但干蒸汽地热资源十分有限,且多存于较深的地层,开采技术难度大,故发展受到限制(参考《资源》栏目有关文章)。 主要有背压式和凝汽式两种发电系统。 (2)热水型地热发电热水型地热发电是地热发电的主要方式。 目前热水型地热电站有两种循环系统:a、闪蒸系统。 当高压热水从热水井中抽至地面,于压力降低部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽,蒸汽送至汽轮机做功;而分离后的热水可继续利用后排出,当然最好是再回注人地层。 b、双循环系统。 地热水首先流经热交换 器,将地热能传给另一种低沸点的工作流体,使之沸腾而产生蒸汽。 蒸汽进人汽轮机做功后进人凝汽器,再通过热交换器而完成发电循环。 地热水则从热交换器回注人地层。 这种系统特别适合于含盐量大、腐蚀性强和不凝结气体含量高的地热资源。 发展双循环系统的关键技术是开发高效 的热交换器。 地热发电的前景是取决于如何开发利用地热储量大的干热岩资源。 其关键技术是能否将深井打人热岩层中。 美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫科学试验室正在对这一系统进行远景试验。 2.地热供暖将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。 因为这种利用方式简单、经济性好,倍受各国重视,特别是位于高寒地区的西方国家,其中冰岛开发利用得最好。 该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统,现今这一供热系统已发展得非常完善,每小时可从地下抽取7740t80℃的热水,供全市11万居民使用。 由于没有高耸的烟囱,冰岛首都已被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。 此外利用地热给工厂供热,如用作干燥谷物和食品的热源, 用作硅藻土生产、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产过程的热源也是大有前途的。 目前世界上最大两家地热应用工厂就是冰岛的硅藻土厂和新西兰的纸桨加工厂。 我国利用地热供暖和供热水发展也非常迅速,在京津地区已成为地热利用中最普遍的方式。 3.地热务农地热在农业中的应用范围十分广阔。 如利用温度适宜的地热水灌溉农田,可使农作物早熟增产;利用地热水养鱼,在28℃水温下可加速鱼的育肥,提高鱼的出产率;利用地热建造温室,育秧、种菜和养花;利用地热给沼气池加温,提高沼气的产量 等。 将地热能直接用于农业在我国日益广泛,北京、天津、西藏和云南等地都建有面积大小不等的地热温室。 各地还利用地热大 力发展养殖业,如培养菌种、养殖非洲鲫鱼、鳗鱼、罗非鱼、罗氏沼虾等。 4.地热行医地热在医疗领域的应用有诱人的前景,目前热矿水就被视为一种宝贵的资源,世界各国都很珍惜。 由于地热水从很深的地下提取到地面,除温度较高外,常含有一些特殊的化学元素,从而使它具有一定的医疗效果。 如合碳酸的矿泉水供饮用,可调节胃酸、平衡人体酸碱度;含铁矿泉水饮用后,可治疗缺铁贫血症; 氢泉、硫水氢泉洗浴可治疗神经衰弱和关节炎、皮肤病等。 由于温泉的医疗作用及伴随温泉出现的特殊的地质、地貌条 件,使温泉常常成为旅游胜地,吸弓怕批疗养者和旅游者。 在日本就有1500多个温泉疗养院,每年吸引1亿人到这些疗养院休养。 我国利用地热治疗疾病历史悠久,含有各种矿物元素的温泉众多,因此充分发挥地热的行医作用,发展温泉疗养行业是大有可为的。 海水盐差发电 科学研究证明,两种含盐量不同的海水在同一容器中,会由于盐类离子的扩散而产生化学电位差能。 同时,利用一定的转换方式,可以使这种化学电位差能转换成为电能。 近年来迅速发展的海洋盐差发电技术,就是利用这种原理采工作的。 当两种不同盐度的海水被一层只能通过水分而不能通过盐分的半透膜相分割的时候,两边的海水就会产生一种渗透压,促使水从浓度低的一侧通过这层膜向浓度高的一则渗透,使浓度高的一侧水位升高,直到履两侧的含盐浓度相等。 有人通过理论计算,江河入海处的海水渗透压可以相当于240米高的水位落差。 位干亚洲西部的死海,盐度要高出一般海水的7-8倍,渗透压可以达到500个大气压,相当于5000米高的大坝水头。 为了探索海水盐差发电的效果,以色列一位名叫洛布的科学家在死海与约旦河交汇的地方进行实验,利用渗透压原理设计而成的压力延滞渗透能转换装置,取得了令人满意的成果。 美国俄勒冈大学的科学家利用渗透原理,研制出了一种新型的渗透压式盐差能发电系统。 这种系统把发电机组安装在水深为228米以上的海床上,河流的淡水从管道输送到发电机组。 安装在排出口前端的半透股只能通过淡水,不能通过海水。 若将发电机组安装在海面228米以下的地方,海水的静压力就会超过渗透压。 这时就会发生相反的过程,淡水向反向输送。 由于排出的淡水密度比周围海水小,因而上浮混合,而在底部保持稳定的盐度差。 这种发电系统是一种很有发展前途的渗透压式盐差能发电系统。 现在,人们正在研究开发一种新型的蒸气压式盐差能发电系统。 在同样的温度下,淡水比海水蒸发得快。 因此,海水一边的蒸气压力要比淡水一边低得多,于是,在空室内,水蒸气会很快从淡水上方流向海水上方。 只要装上涡轮,就可以利用盐差能进行工作。 利用蒸气压式盐差能发电不需要处理海水,也不用担心生物附着和污染。 除此之外,人们还采用机械一化学式盐差能发电系统和渗析式盐差能发电系统等方式来获得电能。 经过实验,也都有着诱人的发展前景。 据科学家分析,全世界海洋内储藏的盐差能总输出功率可以达到35亿千瓦之多。 而且,大部分海水在循环中会得到不断的更新和补充,因此,它的能量是多么巨大!Top

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