多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置包括多级系统、海水循环泵、太阳光圆弧反射罩、海水储罐和淡水储罐。本实用新型专利技术的有益效果是：本实用新型专利技术的多级蒸发冷凝结构有利于热量回收利用，淡水冷凝释放的热量可以传导到下一级结构的海水层以供海水蒸发使用，突破了单级太阳能光热蒸馏器的效率瓶颈；采用了膜蒸馏技术，通过疏水膜分隔了海水和淡水层，避免了水质污染，同时流动的海水带走了海水淡化残留的盐分，避免了积盐现象，提高了系统运行的稳定性；多级太阳能光热蒸馏器的级数可调，操作简单。操作简单。操作简单。

Multistage solar photothermal film distillation seawater desalination device

【技术实现步骤摘要】
多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置


[0001]本技术涉及海水淡化领域，更确切地说，它涉及多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置。

技术介绍

[0002]在海岛或者沿海地区常常面临着淡水资源短缺的问题，靠海而不能吃海，而海水淡化技术可以将海水转化成方便利用的淡水。目前已建成的海水淡化工厂循环采用反渗透技术和低温多效蒸馏技术，满足高能耗需求下大规模使用，可以以较低成本解决淡水问题。但对于某些沿海偏僻城乡、海岛或者海上平台，由于这些技术在小规模条件下的高成本和高能耗，通常无法有效地支持当地的经济生产活动。太阳能蒸馏器技术是利用太阳能实现海水淡化的技术，不需要大量地电力消耗和高昂的成本，结构简单、效率高，是小型淡水获取装置的不二选择，可以满足沿海偏僻城乡、海岛或者海上平台地区居民地淡水需求。
[0003]在传统太阳能蒸馏器里，水蒸气在玻璃内表面上冷凝收集，而释放的冷凝潜热大部分散失到了外界，再加上系统一些不可避免的光学损失和热损失，使得传统的太阳能蒸馏器效率很难超过50％。此外，利用毛细效应汲水的多级太阳能蒸馏器海水淡化效率最高为380％，这相较于传统的太阳能蒸馏器提高了近十倍。然而利用毛细效应汲水的海水淡化工艺无法解决积盐和淡水海水交叉污染问题，因此无法在实际工程项目中持续可靠地进行海水淡化。其次，使用毛细效应进行汲水，对汲水高度和方向都产生了限制，使得蒸馏器尺寸高度需小于毛细汲水高度，受光方向需要接近水平角度，以满足装置呈接近竖直状态，一定程度上降低了系统的太阳能利用效率。
[0004]相关文献有：张学镭,卜跃刚,刘强等在电力科学与工程,2017,33(12):1
‑
8.上刊载的《太阳能海水淡化的新技术发展现状[J]》；Xiao,G.,Wang,X.,Ni,M.等在Applied Energy 103,642
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652(2013).上刊载的《A review on solar stills for brine desalination》；Zhenyuan Xu，Lenan Zhang，Lin Zhao等在Energy&Environmental Science13,830
‑
839(2020).上刊载的《Ultrahigh
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efficiency desalination via a thermally
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localized multistage solar still[J]》

技术实现思路

[0005]本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供了一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，包括：多级系统、海水循环泵、太阳光圆弧反射罩、海水储罐和淡水储罐；
[0006]其中，多级系统、海水循环泵和海水储罐首尾连接，形成环形回路；多级系统还与淡水储罐连接；太阳光圆弧反射罩包括支架、圆弧罩和反光层，所述反光层面向多级系统。
[0007]作为优选，所述多级系统包括：光热转化材料、传热底板、海水层、疏水膜、循环单级蒸馏结构、散热顶盖、紧固件、海水循环管和淡水出水管；
[0008]其中，循环单级蒸馏结构包括自上而下叠加的疏水膜、海水层、传热底板和淡水层；多级系统中的循环单级蒸馏结构按竖直方向叠加，位于多层系统底层的循环单级蒸馏
结构的传热底板上固定有光热转化材料；位于多层系统顶层的循环单级蒸馏结构的海水层上方设有散热顶盖和紧固件；循环单级蒸馏结构的左侧设有海水循环管，循环单级蒸馏结构的右侧设有淡水出水管。
[0009]作为优选，所述光热转化材料在太阳光谱范围内的吸光率≥80％，所述光热转化材料的厚度为0.1～2mm。
[0010]作为优选，所述传热底板表面具有防腐涂层，所述防腐涂层的厚度为0.1～2mm，所述防腐涂层的热导率大于150W/(m
·
K)。
[0011]作为优选，所述疏水膜的孔径为200～600nm，所述疏水膜的材料为仅允许水蒸气通过的滤膜材料。
[0012]作为优选，相邻两个循环单级蒸馏结构之间通过橡胶垫圈与疏水膜密封；所述循环单级蒸馏结构的热导率小于0.05W/(m
·
K)。
[0013]作为优选，所述散热顶盖为铝合金翅片板、辐射制冷盖板或附遮光顶板的金属散热盖板，所述散热顶盖的热导率大于150W/(m
·
K)。
[0014]本技术的有益效果是：
[0015]1、本技术设计了有利于热量回收利用的多级蒸发冷凝结构，淡水冷凝释放的热量可以传导到下一级结构的海水层以供海水蒸发使用，利用了单级蒸馏器无法利用的冷凝潜热，突破了单级太阳能光热蒸馏器的效率瓶颈。
[0016]2、本技术设计了可以自由调节级数的多级太阳能光热蒸馏器，使用者可以根据蒸馏器的实际效率和目标效率调节蒸馏器的级数，操作简单。
[0017]3、本技术设计采用了膜蒸馏技术，通过疏水膜分隔了海水和淡水层，避免了水质污染；同时流动的海水带走了海水淡化残留的盐分，避免了积盐现象，提高了系统运行的稳定性。
附图说明
[0018]图1为本申请提供的一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置的结构示意图；
[0019]图2为本申请提供的一种多级系统的结构示意图；
[0020]图3为本申请提供的一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置的海水淡化原理图；
[0021]图4是本申请提供的另一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置的结构示意图；
[0022]附图标记说明：光热转化材料1、传热底板2、海水层3、疏水膜4、循环单级蒸馏结构5、散热顶盖6、紧固件7、海水循环管8、海水循环泵9、淡水出水管10、太阳光圆弧反射罩11、海水储罐12、淡水储罐13。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例对本技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本技术。应当指出，对于本
的普通人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
[0024]实施例1：
[0025]本申请的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置采用多级式结构，阳光经太阳光圆弧反射罩反射后加热蒸馏器底部的光热转化材料使海水蒸发，透过疏水膜后在膜另一侧冷凝，冷凝释放的潜热由下一级吸收，驱动下一级的海水蒸发，以此类推。这样的多级结构能大幅减少蒸发过程的热量损失，有效提高热利用率和海水淡化效率。
[0026]本申请的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，如图1所示，包括：多级系统、海水循环泵9、太阳光圆弧反射罩11、海水储罐12和淡水储罐13；
[0027]其中，多级系统、海水循环泵9和海水储罐12首尾连接，形成环形回路；多级系统还与淡水储罐13连接。
[0028]太阳光圆弧反射罩11包括支架、圆弧罩和反光层，反光层面向多级系统，支架与圆弧罩应保证在长期使用下不会因户外的雨水天气而锈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，包括：多级系统、海水循环泵(9)、太阳光圆弧反射罩(11)、海水储罐(12)和淡水储罐(13)；其中，多级系统、海水循环泵(9)和海水储罐(12)首尾连接，形成环形回路；多级系统还与淡水储罐(13)连接；太阳光圆弧反射罩(11)包括支架、圆弧罩和反光层，所述反光层面向多级系统。2.根据权利要求1所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，所述多级系统包括：光热转化材料(1)、传热底板(2)、海水层(3)、疏水膜(4)、循环单级蒸馏结构(5)、散热顶盖(6)、紧固件(7)、海水循环管(8)和淡水出水管(10)；其中，循环单级蒸馏结构(5)包括自上而下叠加的疏水膜(4)、海水层(3)、传热底板(2)和淡水层；多级系统中的循环单级蒸馏结构按竖直方向叠加，位于多层系统底层的循环单级蒸馏结构(5)的传热底板(2)上固定有光热转化材料(1)；位于多层系统顶层的循环单级蒸馏结构(5)的海水层上方设有散热顶盖(6)和紧固件(7)；循环单级蒸馏结构(5)的左侧设有海水循环管(8)，循环单级蒸馏结构(5)的右侧设有淡水出水管(10)。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨一帆，厉宸希，沈乐山，申震，骆周扬，祁志福，岳子静，张雨婷，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：