[發(fā)明專利]一種聚太陽(yáng)光淡化海水的移動(dòng)界面熱解吸汽化方法和裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210475016.9
• 申請(qǐng)日: 2012-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102976425A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 任潔
• 主分類號(hào): C02F1/14
• 分類號(hào): C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以聚太陽(yáng)光為熱源進(jìn)行海水蒸餾淡化的海水表層移動(dòng)式界面熱解吸汽化方法和裝置。

背景技術(shù)

太陽(yáng)光為熱源直接蒸餾海水不用消耗常規(guī)能源、無(wú)污染、所得淡水純度高，自15世紀(jì)起就開(kāi)始受到人們關(guān)注。世界上首個(gè)應(yīng)用型太陽(yáng)光熱蒸餾海水的裝置建成于1874年，迄今已近140年。在過(guò)去的100多年間，國(guó)內(nèi)外逐漸發(fā)展了多種太陽(yáng)光熱蒸餾海水的裝置，如頂棚式、傾斜幕芯式、傾斜盤式、充氣式、單級(jí)或多級(jí)傾斜盤式、回?zé)崾?、球面聚光式、單?jí)或多級(jí)附加集熱器的盤式、自然或強(qiáng)迫循環(huán)式、氣流吸附式、多級(jí)降膜多效回?zé)崾?、多?jí)閃蒸式太陽(yáng)光熱蒸餾器等，但由于它們?cè)诮?jīng)濟(jì)性上尚不及其它一些海水淡化技術(shù)如反滲透法和電廠余熱海水蒸餾法等，故難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

上述的多種太陽(yáng)光熱海水蒸餾器雖然結(jié)構(gòu)各異，但工作原理基本相同，都是直接利用自然太陽(yáng)光為熱源，都是在蒸餾容器內(nèi)的海水全部加熱至沸騰后方能進(jìn)行有效的汽化。而自然太陽(yáng)光屬于低品位熱源，能量強(qiáng)度不高，通常在常壓條件下加熱水時(shí)能達(dá)到的溫度很難超過(guò)70℃，導(dǎo)致產(chǎn)淡水效率偏低。另一方面，由于海水汽化是在蒸餾容器中海水全部沸騰的條件下進(jìn)行，但能被汽化的僅僅是容器內(nèi)全部海水的一部分，因此在整個(gè)汽化過(guò)程中用以維持不參與汽化的海水沸騰的那部分熱能實(shí)質(zhì)上是無(wú)效能。現(xiàn)有太陽(yáng)光熱淡化海水的各種技術(shù)還有一個(gè)共同點(diǎn),就是海水蒸餾都在密閉容器中進(jìn)行，這種蒸餾方式的缺點(diǎn)在于，海水鹽濃度原本就較高，隨著水分蒸發(fā)海水逐漸濃縮,在蒸餾過(guò)程中生成的濃縮鹽水很容易在容器壁上結(jié)垢甚至結(jié)晶析出，不僅對(duì)光輻照加熱過(guò)程有阻礙作用，而且還會(huì)進(jìn)一步加大熱能的無(wú)效損耗。

本發(fā)明采用聚太陽(yáng)光這種高品位熱源作為海水蒸餾淡化的熱源，將太陽(yáng)光匯聚區(qū)域控制在海水表層和空氣接觸的有限界面處，通過(guò)海水表層的連續(xù)移動(dòng)始終保持太陽(yáng)光匯聚區(qū)域?yàn)樽匀缓Ｋ韺诱加?，通過(guò)這些技術(shù)上的創(chuàng)新及集成建立了聚太陽(yáng)光熱淡化海水的海水表層移動(dòng)式界面熱解吸汽化方法和裝置，使移動(dòng)式海水表層和空氣相交界面上的自然海水在太陽(yáng)光匯聚區(qū)域進(jìn)行快速蒸餾而獲取海水淡化水。聚太陽(yáng)光熱淡化海水的海水表層移動(dòng)式界面熱解吸汽化方法和裝置在經(jīng)濟(jì)性上既優(yōu)于其它各種太陽(yáng)能淡化海水的方法也優(yōu)于反滲透法和余熱海水蒸餾法等，可在無(wú)火力電廠和核電廠的任何區(qū)域使用，具有大規(guī)模廣泛推廣應(yīng)用的潛力和前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種以高能量密度聚太陽(yáng)光為熱源、自然海水以吸附狀態(tài)在移動(dòng)式海水表層和空氣接觸的界面上進(jìn)行快速熱解吸汽化獲取海水淡化水的方法及其裝置，以解決現(xiàn)有太陽(yáng)光熱海水淡化技術(shù)中自然太陽(yáng)光能量強(qiáng)度偏低、無(wú)效能耗較高、濃縮海水阻礙汽化過(guò)程以及海水淡化裝置復(fù)雜龐大的問(wèn)題。?

本發(fā)明提供的一種太陽(yáng)光熱海水淡化方法是：自然海水吸附于雙U形循環(huán)運(yùn)行的吸附材料傳送帶上以吸附狀態(tài)進(jìn)入到U形蒸餾冷凝容器，分布于吸水材料表面且與空氣界面相交的表層自然海水通過(guò)太陽(yáng)光匯聚區(qū)域時(shí)在聚太陽(yáng)光直接輻照下被迅速加熱解吸汽化成海水淡化水蒸汽，未被汽化的部分成為濃縮海水并在吸附材料傳送帶上形成濃縮海水區(qū)。隨著吸附材料傳送帶的循環(huán)運(yùn)行，濃縮海水區(qū)隨即被移出太陽(yáng)光匯聚區(qū)域，濃縮海水不能再被輻照加熱解吸汽化，相隨于濃縮海水區(qū)后的吸附于吸水材料表面的自然海水則繼續(xù)被送入太陽(yáng)光匯聚區(qū)域進(jìn)行輻照加熱解吸汽化；留存于吸附材料傳送帶上的濃縮海水被傳送出U形蒸餾冷凝容器外，經(jīng)過(guò)自然海水的稀釋與交換后重新回復(fù)成自然海水，再被送入U(xiǎn)形蒸餾冷凝容器進(jìn)行熱解吸汽化；海水淡化水蒸汽被冷凝成為液態(tài)淡化水經(jīng)收集管流入淡化水池。淡化水蒸汽冷凝成液態(tài)淡水過(guò)程中釋放出的相變熱經(jīng)回收后另行加以利用。

本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)所述的以聚太陽(yáng)光為熱源進(jìn)行海水蒸餾淡化的海水表層移動(dòng)式界面熱解吸汽化方法的海水淡化裝置，其結(jié)構(gòu)為：U形蒸餾冷凝容器，雙U形循環(huán)運(yùn)行吸水材料傳送帶，淡化水收集管，淡化水儲(chǔ)槽，淡化水蒸氣冷凝器和雙軸跟蹤平面透射式聚太陽(yáng)光板。太陽(yáng)光匯聚于雙U形循環(huán)運(yùn)行吸水材料傳送帶和空氣相交的界面上，雙U形吸水材料傳送帶將自然海水送入U(xiǎn)形蒸餾冷凝容器并將熱解吸汽化產(chǎn)生的濃縮海水送離，淡化水蒸汽冷凝器將熱解吸汽化生成的淡化水蒸汽冷凝成液態(tài)淡化水，收集管將液態(tài)淡化水導(dǎo)入淡化水儲(chǔ)槽（附圖未畫出）。

所述U形為視軸垂直平面上的幾何投影，左西右東。

所述U形蒸餾冷凝容器東西兩內(nèi)側(cè)的間距從1米至100米。

所述U形蒸餾冷凝容器半圓形底部的半徑從0.5米至50米。

所述U形蒸餾冷凝容器半圓形底部的截面為頂部為“人”形管道。

所述截面頂部為“人”形管道的水平管徑從0.5米至50米。