[實(shí)用新型]空氣增濕溶液吸濕太陽能淡水制取裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320055657.9
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN203095658U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳瑤;張小松;殷勇高
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)常州研究院
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F1/16;C02F1/04;E03B3/28;F24J2/05;C02F103/08
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 徐琳淞

本實(shí)用新型涉及一種空氣加濕、溶液吸濕與太陽能、廢熱綜合利用的淡水提取技術(shù)，屬于海水淡化及可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域。

淡水資源的缺乏已經(jīng)成為全世界范圍內(nèi)亟待解決的問題，一些沿海地區(qū)人均水資源占有量極低，處于極度缺水狀態(tài)。發(fā)展海水淡化技術(shù)能夠在很大程度上緩解淡水資源短缺的危機(jī)，一些較成熟的技術(shù)已經(jīng)給社會的發(fā)展帶來了巨大利益。

現(xiàn)有的海水淡化技術(shù)主要有蒸餾法、膜法、結(jié)晶法、溶劑萃取法和離子交換法等。其中蒸餾法和膜法兩類方法應(yīng)用最為廣泛，是目前為止淡化累積產(chǎn)量最多的兩類方法。蒸餾法分為多級閃蒸法、多效蒸發(fā)法和壓汽蒸餾法，該類方法需要消耗大量的能源，因此通常需要與火力發(fā)電站聯(lián)合建設(shè)與運(yùn)行，適合于大型和超大型海水淡化設(shè)備；膜法海水淡化技術(shù)主要分為反滲透法和電滲析法，該類方法對膜的制造工藝要求高、水處理技術(shù)較復(fù)雜、對電能的依賴程度也較高，出于成本考慮，這類淡化技術(shù)也只適用于大規(guī)模的應(yīng)用。

常規(guī)海水淡化方式普遍存在的問題是以較大的能源換取了較少的水源，將太陽能應(yīng)用于海水淡化領(lǐng)域，在一定程度上可以解決能源與水資源之間的矛盾，是近些年海水淡化技術(shù)的重要研究趨勢之一。太陽能技術(shù)應(yīng)用到海水淡化領(lǐng)域主要有兩種方式：一種是用太陽能間接利用技術(shù)，太陽能作為輔助能源與其它海水淡化方法相結(jié)合，以削弱這些方法所受熱能和電能的限制；另一種是太陽能直接利用技術(shù)，太陽輻射能直接加熱蒸發(fā)海水，水蒸汽冷凝后得到淡水。兩種方式中太陽能直接利用技術(shù)所需設(shè)備較少、操作較簡單、對其它熱能和電能的依賴程度較小，因此在中小型規(guī)模的海水淡化過程中應(yīng)用更為廣泛。但是，太陽能直接利用海水淡化技術(shù)多以太陽能蒸餾器為基礎(chǔ)，其淡水獲取過程存在著蒸發(fā)時間長、凝結(jié)速度慢、回?zé)嵝Ч畹葐栴}。

對于缺水的島嶼、電力不足的沿海非城鎮(zhèn)地區(qū)、內(nèi)陸偏遠(yuǎn)的苦咸水地區(qū)來說，淡水需求量并不是特別大而且較分散。這些地區(qū)一般能源和電力較缺乏，基礎(chǔ)設(shè)施差，不適于建立應(yīng)用蒸餾法和膜法的大型海水淡化設(shè)備，而應(yīng)用設(shè)備簡單的太陽能直接利用技術(shù)時又存在淡水制取量太小、速度太慢等問題。類似的情況也出現(xiàn)在船舶的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸途中所進(jìn)行的海水淡化過程中。因此，開發(fā)太陽能直接利用的中小型海水淡化設(shè)備，提高其制取淡水的效率，具有一定的經(jīng)濟(jì)和實(shí)用價值。

對于缺水的島嶼、電力不足的沿海非城鎮(zhèn)地區(qū)、內(nèi)陸偏遠(yuǎn)的苦咸水地區(qū)來說，淡水需求量并不是特別大而且較分散。這些地區(qū)一般能源和電力較缺乏，基礎(chǔ)設(shè)施差，不適于建立應(yīng)用蒸餾法和膜法的大型海水淡化設(shè)備，而應(yīng)用設(shè)備簡單的太陽能直接利用技術(shù)時又存在淡水制取量太小、速度太慢等問題。類似的情況也出現(xiàn)在船舶的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸途中所進(jìn)行的海水淡化過程中。因此，開發(fā)太陽能直接利用的中小型海水淡化設(shè)備，提高其制取淡水的效率，具有一定的經(jīng)濟(jì)和實(shí)用價值。

技術(shù)問題：本實(shí)用新型的目的是提供一種利用太陽能、工業(yè)余熱或生活廢熱等中低位熱源的，以空氣和吸濕溶液為載體的中小型淡水制取及海水淡化裝置,以解決缺水的島嶼、電力不足的沿海非城鎮(zhèn)地區(qū)、內(nèi)陸偏遠(yuǎn)的苦咸水地區(qū)以及船舶中淡水制取問題。

技術(shù)方案：本實(shí)用新型的空氣增濕溶液吸濕太陽能淡水制取裝置，主要由蒸發(fā)加濕器、溶液吸濕器、蒸發(fā)器和冷凝器組成，包括海水循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、溶液循環(huán)系統(tǒng)及蒸汽循環(huán)冷凝系統(tǒng)。海水循環(huán)系統(tǒng)中，蒸發(fā)加濕器中的噴淋管路進(jìn)口通過流量調(diào)節(jié)閥與增壓循環(huán)水泵的出口相連接，蒸發(fā)加濕器的海水出口與冷凝器的冷卻盤管進(jìn)口相連接，冷凝器的冷卻水盤管出口連接至海水儲存器的進(jìn)口，海水儲存器的出口與增壓循環(huán)泵的進(jìn)口相連接；空氣循環(huán)系統(tǒng)中，風(fēng)道依次連接第一風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)加濕器、進(jìn)氣風(fēng)閥與溶液吸濕器；溶液循環(huán)泵帶動溶液循環(huán)，溶液吸濕器的溶液出口經(jīng)過溶液預(yù)熱器后與蒸發(fā)器底部的溶液進(jìn)口相通，蒸發(fā)器的溶液出口與溶液循環(huán)泵的進(jìn)口相連，溶液循環(huán)泵的出口連接溶液冷卻器的進(jìn)口，溶液冷卻器的出口與溶液吸濕器的進(jìn)口相連；第二風(fēng)機(jī)通過風(fēng)道連接蒸發(fā)器、冷凝器帶動蒸汽循環(huán)，蒸發(fā)器的頂部裝有太陽能集熱板，蒸汽在冷凝器中冷凝成凝結(jié)水后排入淡水儲存器。實(shí)現(xiàn)太陽能、工業(yè)余熱或生活廢熱等中低位熱源在海水淡化設(shè)備中的高效利用，同時結(jié)合蒸發(fā)冷卻、溶液吸濕再生技術(shù)以降低裝置的能耗，提高淡水的制取效率。

上述技術(shù)方案所述的冷凝器中冷卻盤管所使用的冷卻水為蒸發(fā)加濕器制取的冷卻海水，經(jīng)冷凝器加熱后的海水儲存在海水儲存器中，隨后熱海水繼續(xù)輸送至蒸發(fā)加濕器中對干空氣進(jìn)行加濕。

上述技術(shù)方案所述的冷凝器的蒸汽出口設(shè)置收水器，收水器的形式可以為紙質(zhì)、有機(jī)或金屬波紋板、也可以為靜電裝置、或者是由聚丙烯網(wǎng)組成的回收冷凝水裝置。