一种太阳能远红外海水快速淡化系统及其应用技术方案

本发明专利技术提供了一种太阳能远红外海水快速淡化系统，包括太阳能电源、抽水泵、导管、一级多层预热管、二级加热池、冷凝管和蓄水池；所述一级多层预热管内部由陶瓷管组成，陶瓷管外层套有第一远红外加热套；所述二级加热池的底部设置有第二远红外加热套。本发明专利技术将远红外加热套设备用于一级多层预热管和二级加热池，得到的太阳能远红外海水快速淡化系统结构简单，可大幅提高海水淡化效率，工作环境不受限制，且安全稳定，可以满足不同地域不同海水淡化工程的需求，同时易于实现大型太阳能海水淡化工程，市场广泛。

A Solar Far Infrared Seawater Fast Desalination System and Its Application

The invention provides a solar far-infrared seawater rapid desalination system, which includes solar power supply, pumps, conduits, first-level multi-layer preheaters, second-level heating pools, condensation pipes and storage pools; the inner part of the first-level multi-layer preheater pipe is composed of ceramic pipes, and the outer layer of the ceramic pipes is coated with the first far-infrared heating sleeve; the bottom of the second-level heating pool is provided with a second far-infrared heating sleeve. The far-infrared heating set device is used in the first-level multi-layer preheating pipe and the second-level heating pool. The solar far-infrared seawater rapid desalination system obtained has simple structure, can greatly improve the efficiency of seawater desalination, the working environment is unrestricted, and is safe and stable. It can meet the needs of different seawater desalination projects in different regions, and is easy to realize large-scale solar seawater desalination projects. The field is extensive.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能远红外海水快速淡化系统及其应用
本专利技术涉及太阳能海水淡化
，尤其涉及一种太阳能远红外海水快速淡化系统及其应用。
技术介绍
现如今淡水资源匮乏已成为全球性问题，且严重制约着社会、经济快速发展。联合国数据显示到2030年，如果缺水问题无法得到有效解决，全球半数以上人口将会处于严重缺水的环境中。目前我国约有360个县级以上的城市存在缺水问题。解决淡水资源短缺的问题，最有效的途径就是海水淡化处理，然而传统的海水淡化系统会导致大量化石燃料的消耗，加重能源危机及环境污染。太阳能作为一种良好的可再生绿色能源，将其应用到海水淡化系统中，是解决水资源短缺和能源危机的有效措施。常规的太阳能海水淡化技术，即光热供热或光伏发电的方式进行的海水淡化处理，传热效率低下，能源利用率差，初期投入成本过高，淡化系统稳定性较差。而一些新型的海水淡化技术则所需成本更高，系统内部结构复杂、效率低下，且淡化海水量太低，持续生产淡水能力低下，只适用于少量的海水淡化处理，难以实现技术的市场化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种太阳能远红外海水快速淡化系统及其应用。本专利技术提供的太阳能远红外海水快速淡化系统结构简单，可大幅提高海水淡化效率，可以满足不同地域不同海水淡化工程的需求。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种太阳能远红外海水快速淡化系统，包括抽水泵；与所述抽水泵出口连通的一级多层预热管；所述一级多层预热管包括5～10根加热管，所述加热管包括陶瓷管和套在所述陶瓷管外层的第一远红外加热套；与所述一级多层预热管出口连通的二级加热池；所述加热池的底部设置有第二远红外加热套；与所述二级加热池出口连通的冷凝管；与所述冷凝管出口连通的蓄水池；所述第一远红外加热套和第二远红外加热套分别和太阳能电源连接；所述抽水泵、一级多层预热管、二级加热池和冷凝管通过导管连通。优选地，所述第一远红外加热套和第二远红外加热套独立地具有夹芯结构，所述夹芯结构的外层为绝缘隔热层，中间层为芳纶-碳纳米管纸，内层为绝缘导热层。优选地，所述的绝缘隔热层为硅酸铝纤维纸；所述的绝缘导热层为聚酰亚胺导热膜。优选地，所述的芳纶-碳纳米管纸按如下方法制备：(1)将十二烷基苯磺酸钠、芳纶短切纤维和水混合，得到芳纶短切纤维浆料；(2)将聚氧化乙烯、芳纶浆粕纤维和水混合，得到芳纶浆粕纤维浆料；(3)将十二烷基硫酸钠、碳纳米管和水混合，得到碳纳米管分散液；(4)将所述步骤(3)得到的碳纳米管分散液、所述步骤(1)得到的芳纶短切纤维浆料、所述步骤(2)得到的芳纶浆粕纤维浆料和纸力增强剂混合，得到混合浆料；(5)将所述步骤(4)得到的混合浆料抽滤成型，将所得湿纸页依次进行干燥和热压，得到芳纶-碳纳米管纸。所述步骤(1)～(3)没有时间顺序的限制。优选地，所述的十二烷基苯磺酸钠和芳纶短切纤维的质量比为0.01～0.05:1。优选地，所述的聚氧化乙烯和芳纶浆粕纤维的质量比为0.01～0.05:1。优选地，所述的十二烷基硫酸钠和碳纳米管的质量比为0.01～0.05:1。优选地，所述的混合浆料中碳纳米管与芳纶短切纤维和芳纶浆粕纤维的总质量的比为1：2～4。优选地，所述的纸力增强剂为聚丙烯酰胺，添加量为所述的混合浆料中碳纳米管、芳纶短切纤维和芳纶浆粕纤维总质量的0.3～0.8％。本专利技术还提供了上述技术方案所述太阳能远红外海水快速淡化系统的应用，包括以下步骤：系统在应用时，所述抽水泵将海水由导管抽至一级多层预热管；一级多层预热管的第一远红外加热套将海水加热至70～100℃；经过加热的海水再经导管流至二级加热池，二级加热池的第二远红外加热套再将海水加热至110～120℃，海水在二级加热池中蒸发，水蒸气经冷凝管液化后进入蓄水池；所述第一远红外加热套和第二远红外加热套分别由太阳能电源供电。本专利技术提供了一种太阳能远红外海水快速淡化系统，包括太阳能电源、抽水泵、导管、一级多层预热管、二级加热池、冷凝管和蓄水池；所述一级多层预热管内部由陶瓷管组成，陶瓷管外层套有第一远红外加热套；所述二级加热池的底部设置有第二远红外加热套。本专利技术将远红外加热套设备用于一级多层预热管和二级加热池，得到的太阳能远红外海水快速淡化系统结构简单，可大幅提高海水淡化效率，工作环境不受限制，且安全稳定，可以满足不同地域不同海水淡化工程的需求，同时易于实现大型太阳能海水淡化工程，市场广泛。附图说明图1为本专利技术的太阳能远红外海水快速淡化系统结构示意图；图2为本专利技术的一级多层预热管单个加热管的剖面结构示意图；图3为本专利技术的远红外加热套剖面结构示意图；其中，1为抽水泵，2为一级多层预热管，3为二级加热池，4为第二远红外加热套，5为冷凝管，6为陶瓷管，7为第一远红外加热套，8为绝缘隔热层，9为芳纶-碳纳米管纸，10为绝缘导热层。具体实施方式本专利技术提供了一种太阳能远红外海水快速淡化系统，结构如图1所示，包括抽水泵；与所述抽水泵出口连通的一级多层预热管；所述一级多层预热管包括5～10根加热管，所述加热管包括陶瓷管和套在所述陶瓷管外层的第一远红外加热套；与所述一级多层预热管出口连通的二级加热池；所述加热池的底部设置有第二远红外加热套；与所述二级加热池出口连通的冷凝管；与所述冷凝管出口连通的蓄水池；所述第一远红外加热套和第二远红外加热套分别和太阳能电源连接；所述抽水泵、一级多层预热管、二级加热池和冷凝管通过导管连通。本专利技术所述的太阳能远红外海水淡化系统包括抽水泵，本专利技术对所述抽水泵没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的抽水泵即可。本专利技术所述的太阳能远红外海水淡化系统包括与所述抽水泵出口连通的一级多层预热管，所述一级多层预热管包括5～10根加热管，所述加热管包括陶瓷管和套在所述陶瓷管外层的第一远红外加热套，结构如图2所示。在本专利技术中，所述陶瓷管的长度优选为300～1500mm，内径优选为10～30mm，外径优选为20～40mm。本专利技术所述的太阳能远红外海水淡化系统包括与所述一级多层预热管出口连通的二级加热池，所述加热池的底部设置有第二远红外加热套。在本专利技术中，所述加热池优选由不锈钢材料制成。在本专利技术中，所述第一远红外加热套和第二远红外加热套优选独立地具有夹芯结构，所述夹芯结构的外层优选为绝缘隔热层，中间层优选为芳纶-碳纳米管纸，内层优选为绝缘导热层，结构如图3所示。本专利技术所述第一远红外加热套和第二远红外加热套分别和太阳能电源连接，本专利技术对太阳能电源没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的太阳能电源即可。在本专利技术中，所述的绝缘隔热层优选为硅酸铝纤维纸；所述的绝缘导热层优选为聚酰亚胺导热膜。本专利技术对绝缘隔热层和绝缘导热层的来源没有特殊的要求，采用普通市售产品即可。在本专利技术中，所述第一远红外加热套的绝缘隔热层的厚度优选为2～5mm、芳纶-碳纳米管纸的厚度优选为0.05～0.3mm、绝缘导热层的厚度优选为0.01～0.05mm；所述第二远红外加热套的绝缘隔热层的厚度优选为2～5mm、芳纶-碳纳米管纸的厚度优选为0.05～0.3mm、绝缘导热层的厚度优选为0.01～0.05mm。在本专利技术中，所述的芳纶-碳纳米管纸优选按如下方法制备：(1)将十二烷基苯磺酸钠、芳纶短切纤维和水混合，得到芳纶短切纤维浆料；(2)将聚氧化乙烯、芳纶浆粕本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能远红外海水快速淡化系统，其特征在于，包括抽水泵；与所述抽水泵出口连通的一级多层预热管；所述一级多层预热管包括5～10根加热管，所述加热管包括陶瓷管和套在所述陶瓷管外层的第一远红外加热套；与所述一级多层预热管出口连通的二级加热池；所述加热池的底部设置有第二远红外加热套；与所述二级加热池出口连通的冷凝管；与所述冷凝管出口连通的蓄水池；所述第一远红外加热套和第二远红外加热套分别和太阳能电源连接；所述抽水泵、一级多层预热管、二级加热池和冷凝管通过导管连通。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能远红外海水快速淡化系统，其特征在于，包括抽水泵；与所述抽水泵出口连通的一级多层预热管；所述一级多层预热管包括5～10根加热管，所述加热管包括陶瓷管和套在所述陶瓷管外层的第一远红外加热套；与所述一级多层预热管出口连通的二级加热池；所述加热池的底部设置有第二远红外加热套；与所述二级加热池出口连通的冷凝管；与所述冷凝管出口连通的蓄水池；所述第一远红外加热套和第二远红外加热套分别和太阳能电源连接；所述抽水泵、一级多层预热管、二级加热池和冷凝管通过导管连通。2.根据权利要求1所述的太阳能远红外海水快速淡化系统，其特征在于，所述第一远红外加热套和第二远红外加热套独立地具有夹芯结构，所述夹芯结构的外层为绝缘隔热层，中间层为芳纶-碳纳米管纸，内层为绝缘导热层。3.根据权利要求2所述的太阳能远红外海水快速淡化系统，其特征在于，所述的绝缘隔热层为硅酸铝纤维纸；所述的绝缘导热层为聚酰亚胺导热膜。4.根据权利要求2所述的太阳能远红外海水快速淡化系统，其特征在于，所述的芳纶-碳纳米管纸按如下方法制备：(1)将十二烷基苯磺酸钠、芳纶短切纤维和水混合，得到芳纶短切纤维浆料；(2)将聚氧化乙烯、芳纶浆粕纤维和水混合，得到芳纶浆粕纤维浆料；(3)将十二烷基硫酸钠、碳纳米管和水混合，得到碳纳米管分散液；(4)将所述步骤(3)得到的碳纳米管分散液、所述步骤(1)得到的芳纶短切纤维浆料、所述步骤(2)得到的芳纶浆粕纤维浆料和纸力增强剂混合，得到混合浆料；(5)将所述步骤(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓刚，郑典模，蔡满园，聂艳艳，陈珑，潘鹤政，
申请(专利权)人：江西克莱威纳米碳材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36