基于不同类型溶液蒸气压特性的太阳能界面蒸发实验研究

• 作者: 王洁冰 高金彤 徐震原
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 汽液平衡 蒸发 界面蒸发 溶液 太阳能 水处理
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 663-671
• 页数: 8页
• 分类号: TK519
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210916

摘要

太阳能界面蒸发可实现高效太阳能海水淡化和蒸发式污水处理，但目前的研究大多局限于纯水或NaCl溶 液。实际脱盐或废水处理中溶质会与此不同，导致溶液蒸气压变化并影响蒸发性能。本文首先分析了溶液表面蒸气压曲线类型，将其分为上凸型、下凹型和直线型。针对这几种蒸气压曲线进一步选取[EMIM][OTf]、[EMIM][Ac] 和NaCl水溶液作为代表溶液，在不同辐照强度和浓度下进行了实验研究，并与纯水的蒸发作对比。实验结果表明：低浓度下[EMIM][OTf]水溶液展现出了良好的蒸发性能， 主要原因是由于其蒸气压处于上凸区间；当溶液浓度升高或辐照强度提升时，[EMIM][OTf]溶液的蒸发速率提升较NaCl水溶液小，主要原因在于蒸发过程的浓度极化导致气液界面处的[EMIM][OTf]浓度升高，蒸气压相差较小；不同工况下[EMIM][Ac]水溶液的蒸发速率均较慢，纯水的蒸发速率最快，体现了蒸气压对蒸发性能的关键影响，原因是低蒸气压导致高蒸发温度，并带来更多的能量损失。