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太阳池是具有一定盐度梯度的盐水池,能够兼作集热器和蓄热器。太阳池具有结构简单,造价低廉的优点,能够长期跨季度蓄热,具有良好的升温蓄热性能,可以在全年内提供性能稳定的低温热源,非常适合应用于盐湖资源的开发工艺。 本文通过开展太阳池模拟实验和盐田实验,得到了太阳池进行升温蓄热的初步规律。实验结果表明:1.太阳池的升温蓄热效应显著,在模拟实验中,太阳池比清水池平均高出10℃以上。在盐田实验中,太阳池能够在平均环境气温为6.9℃时,将底层卤水温度提高到40℃以上。2.温棚能够提高太阳池的表层水温,减弱大风、浮尘等恶劣天气对太阳池的影响,减小UCZ与环境之间的热损,降低太阳池的温度波动幅度。3.盐层对太阳池的升温蓄热性能具有一定的影响,盐层越厚,LCZ的温度越低。4.受环境因素影响,太阳池在冬季运行时只能将卤水温度提高到10-25℃之间,冰层对太阳池在冬季的运行性能有较大的影响。 针对模拟实验和盐田实验的不同,本文采用了不同的运行工质和盐度梯度构建方法,并确定了适用于大型盐田太阳池的池体结构,盐度梯度构建方法等。结合实验结果,对大风、降雨、浊度、冰层和环境温度等对太阳池运行性能的影响进行了分析。对太阳池实际运行中存在的一些问题,文中也提出了相应的改进措施,并重点就太阳池在盐湖资源开发中的应用进行了阐述。 对太阳池在盐湖资源开发中的应用,本文开展了除镁和析锂两个太阳池应用实验。实验结果表明,在利用太阳池进行除镁反应时,宜采用芒硝固体作为添加原料,以提高底层老卤的浓度,使镁盐和钠盐从溶液中析出,降低镁锂比。在析锂实验中,为了提高产率,应将卤水中锂元素最大程度的富集,然后利用逆温度效应进行析锂。由于Li2SO4溶解度较大,存在产率低的问题,需要将析锂后的老卤蒸发浓缩后重新析锂或者配合沉淀法等提锂方法应用。太阳池要根据盐湖资源开发中的具体工艺环节,进行不同的改进与设计,以适应不同的化学反应和析盐过程的需要。 本文通过开展实验研究和理论分析,得到了盐湖卤水利用太阳池进行升温蓄热的规律,初步探索了太阳池在盐湖资源开发中的应用,为今后大规模的推广应用提供了借鉴。本文最后也指出了太阳池目前在盐湖资源开发应用中一些亟待解决的问题。