[實用新型]一種新型太陽能光熱海水蒸發(fā)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720433722.5
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN207016517U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳志鋼;劉子瀟;張麗莎;朱美芳
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所31233
• 代理人: 宋纓,孫健

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于海水蒸發(fā)的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型太陽能光熱海水蒸發(fā)裝置。

背景技術(shù)

海水占據(jù)了地球表面70％以上的面積，是地球上最豐富的資源之一。然而，相比于豐富的海水資源，地球上淡水只占全部水資源的2.8％，其中還有68.69％的淡水被封存與地球兩極、高原與雪山等地區(qū)的永久冰川中，淡水緊缺成為世界公認(rèn)的最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)之一。克服這一難題最理想的途徑是利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水，為了達到這一目的，人們開發(fā)出了多種海水淡化技術(shù)，包括海水蒸餾、電滲析、反滲透過濾技術(shù)等。這些方法大多需要直接或間接消耗大量化石能源，提高成本并會造成環(huán)境負(fù)擔(dān)。利用太陽能進行海水蒸餾能夠擺脫海水淡化過程中化石能源的消耗，吸引了人們極大的關(guān)注。

早在兩千年之前，古人就利用太陽光直接照射海水制鹽，利用這種方法，太陽光使海水升溫加快蒸發(fā)速度，然而，在這種情況下太陽光將對一定厚度下的所有海水進行均勻加熱，海水升溫不明顯，效果較差。為了提高太陽光的利用率、加快海水蒸發(fā)速度，人們利用光熱納米材料與基體材料相復(fù)合，制備成光熱轉(zhuǎn)換層，平鋪到海水表面，其裝置圖如圖1所示。這種方法能夠?qū)⑻柟飧咝У霓D(zhuǎn)換為熱量，并集中在海水的表面，相對集中的熱量能夠有效地提高光熱轉(zhuǎn)換層的表面溫度，很大程度上增加海水蒸發(fā)速度。但是，這種方法的發(fā)熱層與海水表面有較大面積的接觸，所產(chǎn)生的熱量難以避免的會向海水中散失，從而降低太陽能的利用率；另外，這種方法會使海水中的鹽分在發(fā)熱層的表面析出，覆蓋受光面并堵塞空隙，造成光熱轉(zhuǎn)換層失效。

因此，有必要開發(fā)一種海水蒸發(fā)裝置，避免熱量向海水中散失，同時還能夠帶走海水中所析出的鹽分。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種新型太陽能光熱海水蒸發(fā)裝置，利用太陽能資源實現(xiàn)海水的高效蒸發(fā)，降低成本，提高海水蒸發(fā)效率，避免海水中鹽分析出降低太陽能的轉(zhuǎn)化效率。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種新型太陽能光熱海水蒸發(fā)裝置，包括兩側(cè)等高的水箱、親水性光熱轉(zhuǎn)換織物和濃縮液收集箱，所述親水性光熱轉(zhuǎn)換織物兩側(cè)分別鋪設(shè)于兩側(cè)的水箱上，所述親水性光熱轉(zhuǎn)換織物的兩端分別置于兩側(cè)的水箱中且浸沒于海水面以下，兩側(cè)水箱之間的親水性光熱轉(zhuǎn)換織物呈下凹的弧形，所述親水性光熱轉(zhuǎn)換織物中部為含有光熱轉(zhuǎn)換材料的光熱轉(zhuǎn)換區(qū)，所述濃縮液收集箱對應(yīng)設(shè)置于親水性光熱轉(zhuǎn)換織物中部弧形最低點的下方。

所述親水性光熱轉(zhuǎn)換織物的兩端高點與中間低點的高度差h₁為0<h₁≤10m。

所述兩側(cè)水箱內(nèi)的海水面等高，所述海水面與親水性光熱轉(zhuǎn)換織物(兩端高點的高度差h₂為0<h₂≤10m。

所述親水性光熱轉(zhuǎn)換織物由親水性織物基底和光熱轉(zhuǎn)換材料組成。

所述親水性織物基底為天然纖維、再生纖維素纖維和化學(xué)纖維中的一種或者多種制成的針織織物、機織織物或非織物。

所述天然纖維為棉、麻、絲、毛或者紙漿，所述再生纖維素纖維為Lyocell纖維、Modal纖維、竹纖維、甲殼素纖維或者銅氨纖維，所述化學(xué)纖維為滌綸、氨綸、腈綸、錦綸、維綸或者丙綸。

所述非織物為無紡布。

所述光熱轉(zhuǎn)換材料包括金屬納米顆粒、碳納米材料、有機光熱材料和半導(dǎo)體光熱納米材料中的一種或者多種。

所述金屬納米顆粒為金納米顆粒、鈀納米顆粒、鉑納米顆粒或者鋁納米顆粒，所述碳納米材料為碳黑、碳粉、多孔碳、碳納米管、石墨烯或者富勒烯，所述有機光熱材料為聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚多巴胺、吲哚菁綠或者普魯士藍(lán)，所述半導(dǎo)體光熱納米材料為硫化銅、硒化銅、硫化鉍、硒化鉍、硫化鎢、氧化鎢、二氧化鈦、三氧化二鈦、硫化鐵或者硫化鉬。

有益效果

(1)使用太陽能對海水進行加熱并促進海水蒸發(fā)，無需額外能源消耗，產(chǎn)生的水蒸氣通過冷凝可得含鹽量極低的蒸餾水，滴落的濃縮海水可以用于進一步的海水制鹽工藝，有利于提高制鹽效率、降低成本；

(2)水蒸氣能夠從光熱轉(zhuǎn)換織物的上下兩個表面產(chǎn)生，增加了蒸汽產(chǎn)生的面積，提高蒸汽產(chǎn)生效率；

(3)相比于將光熱轉(zhuǎn)換織物直接鋪到海水表面上用于海水蒸發(fā)，本實用新型能夠?qū)⑻柲芩a(chǎn)熱量集中加熱織物表面的海水，避免了熱量向海水內(nèi)部的縱向流失，能夠大大提高海水蒸發(fā)效率；