槽式技术进行水处理 光热利用的新市场
发布者：本网记者Crystal | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 6689查看 | 2014-03-03 11:03:00
美国一家利用槽式集热技术进行热法海水淡化的公司WaterFX此前成功地在加州Panoche供水区建成了一个太阳能脱盐示范项目，系统采用了反射膜技术供应商Skyfuel的槽式集热系统。该项目为利用太阳能进行水处理开辟了新空间。
CSPPLAZA光热发电网报道：加州当前正在遭遇百年一遇的重大旱情，上述太阳能脱盐项目的成功示范显得十分及时。其可以被用于处理农业生产中的废水，该项目刚刚完成了测试，在最后的六个月内，农业生产中被严重污染的废水中的硒和其它有毒矿物元素被完全过滤掉，处理后的水再次被应用于加州干旱的地区帮助农业生产。
图：WaterFX创始人Mandell（右）
该示范项目采用的是WaterFX设计的Aqua4槽式太阳能模块，这种技术利用低温多效蒸馏（MED）法进行海水淡化或废水处理。单个Aqua4槽式集热模块的集热功率为480kW，长度115米，宽6米。该槽式反射镜系统由Skyfuel供应，采用了其反射膜技术，带跟踪系统。
WaterFX在完成该项示范后，开始推进商业化应用规模的太阳能水处理系统，计划到2014年底实现商业化项目的运作，达到每分钟处理45加仑废水，即日处理能力200万加仑（约7600立方米）的目标，后端通过一套完整的精馏系统实现。
全系统设计由这种完整的精馏系统，两个槽式太阳能集热单元构成，单个槽式集热单元的热功率输出为480kW，并配置储热系统，以实现24小时的日蒸汽输出。
自定义储热设计
在已经建成的首个示范项目中没有配置储热系统，但WaterFX创始人和董事会主席Aaron Mandell表示，第二阶段的项目将配置储热系统。储热系统设计的温度区间在165摄氏度~235摄氏度，可按需设计。其将采用一种特殊的储热介质，通过在其中内置管式换热器换热储热。系统高度模块化，在运输和安装方面都十分方便，具备较高成本经济效益。
位于科罗拉多州的Skyfuel是反射膜槽式集热器的推崇者，其与NREL有紧密的合作研发关系，也因此获得了不少创新性奖项。Skyfuel设计和制造槽式集热器用于光热发电和太阳能中高温热利用领域，在废水处理和海水淡化领域也可以采用这种灵活的带跟踪系统的槽式集热器。
供应商关系
WaterFX和Skyfuel达成合作是基于ATSI的帮助，ATSI是一家EPC公司，其帮助Skyfuel从各种各样的太阳能技术供应商的竞争中胜出成为WaterFX的槽式集热器供应商。
Mandell表示，“他们此前并不了解Skyfuel这家公司，但经过此次招标，最终发现Skyfuel的产品综合性能是最好的。”Skyfuel公司商务发展经理Bill Hargett则称，WaterFX和Skyfuel的合作是令人兴奋的战略性联盟合作。
WaterFX是一家轻资产型的技术性公司，基本所有组件都通过外购，除了从Skyfuel采购槽式集热器外，其它一些设备如锅炉、膨胀水箱、氮存储罐、管道和泵、仪表等设备都通过外购获得。
技术经济性
Skyfuel称他们的系统成本比大规模光热电站采用的槽式集热系统成本要低20%，部分原因是因为其不需在项目地建设集热器的组装工厂，这种小的简单项目也无需任何复杂的特殊设备进行施工。
在如热法海水淡化这样的热利用领域，Skyfuel的SkyTrough槽式集热器仅仅被用于将水加热产生蒸汽，这与GlassPoint利用槽式集热技术辅助石油萃取类似，不需要耗资建设发电系统。但真正节约成本的原因是其光场集热技术的创新，其宣称采用Skyfuel的反射膜技术比传统的玻璃反射镜技术更节约成本。Skyfuel的SkyTrough槽式集热器配置了集成跟踪、控制和驱动系统OnSun集成系统。
虽然Skyfuel一直对外宣称采用其集热技术的成本较玻璃反射镜大幅削减，但目前尚无实际案例予以证明。包括其耐候性、使用寿命等等也还没有充分证据，行业内对反射膜技术仍心存疑虑，毕竟玻璃反射镜目前仍在光热发电行业占绝对控制地位。
海水淡化副产品
热法海水淡化是光热发电技术的理想应用市场，相对于膜法海水淡化，其处理盐水的能力更强，采用热法MED技术淡化处理100加仑水，仅有7加仑的浓盐水排出，浓盐水中富集了多种金属元素，可以被再处理提取金属矿物质。
Mandell此前是水处理公司Oasys公司的创始人，他表示，“我们最终可以获得类似于盐的固态混合物，从中我们又可以分离和精炼出有价值的物质。我们实际上可以把这种副产品作为我们的收益源，通过出售从中提取的硒、硼等高价值元素获得收益。”
50%的运行成本
Skyfuel作为设备供应商并不像WaterFX一样忙于寻找潜在客户，事实上他们也不缺客户，在加州当前的干旱地区，对太阳能热法脱盐技术的兴趣正在提升。
Panoche供水区示范项目的总运行成本在初期大约为450美元/亩尺（1亩尺相当于1英亩地1英尺深的水量，1亩尺≈1234立方米），而当前正在加州建设的北美最大的Carlsbad海水淡化厂的整体运行成本为约900美元/亩尺，从中可见太阳能海水淡化厂的运行成本是利用传统能源的海水淡化厂的一半左右。这主要得益于太阳能淡化项目投运后不需增加能源成本投入。
“我们与多个供水区进行了沟通，也和一些用水大户、农业生产、大型工厂等潜在客户进行了接触，认为市场空间十分大。加州沿海经济发达地区的土地成本较高，但在广大内陆地区，土地的利用不是什么问题，而这里也正是需要淡化脱盐技术的地区。我们可以看到这里有巨大的市场空间。”Mandell如是认为。
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