[實用新型]一種基于膜法蒸餾的槽式太陽能海水淡化裝置

有效

• 申請號: 201721506727.2
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN207632539U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 杜小澤;趙玨榛;栗永利;楊立軍;席新銘
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: C02F1/08
• 分類號: C02F1/08;C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

本實用新型公開了屬于海水淡化領域的一種基于膜法蒸餾的槽式太陽能海水淡化裝置。針對當前主流太陽能海水淡化技術(如太陽能多效蒸發、太陽能多級閃蒸、太陽能反滲透等)存在投資高、太陽能熱利用率不高、系統裝置效率低等局限性，本實用新型中海水蒸餾所需熱能來自槽式聚光反射鏡發射的太陽能。太陽能反射聚焦到膜組件中的圓弧形集熱管上，對管內流動的海水加熱。集熱管中海水被加熱之后，膜組件中疏水蒸餾膜兩側由于存在溫差形成了蒸汽壓差。由于膜兩側壓差的作用，海水中的水分將以蒸汽形式透過疏水膜孔隙，在疏水膜另一側通道內形成水蒸汽流。最后將水蒸汽冷凝即可得到液態淡水，收集于淡水罐中。

技術領域

本實用新型屬于海水淡化領域，具體涉及一種基于膜法蒸餾的槽式太陽能海水淡化裝置。

背景技術

海水淡化技術從本質上是借助特定的裝置和設備，通過一定的物理過程、化學過程或者物理化學過程，將海水中的鹽分和水分分離的技術。具體操作既有從海水中取出淡水，也可以脫出海水中的鹽分以獲取淡水。現如今，熱法和膜法二種技術已成為海水淡化技術的二個重要主流技術方法，多級閃蒸、低溫多效蒸餾和壓氣蒸餾法是熱法海水淡化的三大主要方法。多級閃蒸技術雖然技術成熟可靠且不需要海水預處理，但對系統的操作溫度要求較高，能源消耗很大、工藝程序復雜、設備投資較大。低溫多效蒸餾有操作溫度低，預處理簡單的優點，但是設備結構復雜，投資較大。而壓氣蒸餾法的電能消耗高，成本也非常大。膜法海水淡化的三大主要方法分別是反滲透、電滲析和膜蒸餾。反滲透法有分離效果好、適用范圍廣、設備簡單等優點，但是膜組件易損壞，運營費用高，而電滲析的能耗太高、效果不佳。膜蒸餾具有截留率高、操作溫度低，設備結構簡單，能夠處理高濃度廢水等優點。

世界能源危機和水資源匱乏日趨嚴重，海水淡化技術成為當前研究的熱點，但利用常規能源進行海水淡化不僅投資費用高，而且，加重能源短缺，同時。因此，利用可再生清潔能源，如太陽能等實現海水淡化必將成為海水淡化技術發展的重要方向。

同時當前主流太陽能海水淡化技術(如太陽能多效蒸發、太陽能多級閃蒸、太陽能反滲透等)存在投資高、太陽能熱利用率不高、污染物排放嚴重、系統裝置效率低等局限性，且面臨滲透膜法能耗高、產水品質低的不足等問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有海水淡化中存在的問題，提供了一種基于膜法蒸餾的槽式太陽能海水淡化裝置，其特征在于，包括：集熱凈化裝置、冷凝器、淡水收集罐、海水閥門、循環泵、膨脹機和發電機；其中集熱凈化裝置包括膜組件；冷凝器的海水入口通過管道與自然海水相通；冷凝器的海水出口通過海水閥門和循環泵連接至集熱凈化裝置中膜組件下方左側的海水入口管路，膜組件下方右側的濃海水出口與膨脹機的進水閥連接，膨脹機的出水閥與外界相連，發電機與膨脹機相連，循環泵的電力輸入與發電機的電力輸出和外部電網相連；膜組件上方左側的淡水蒸汽出口管與冷凝器中冷卻盤管的入口相連。

所述集熱凈化裝置包括：膜組件、槽式拋物面反射鏡、兩根接收器支架、小發射鏡支撐架、大發射鏡支撐架和發射鏡支撐軸，其中小發射鏡支撐架和大發射鏡支撐架相互平行設置于水平地面上，發射鏡支撐軸的兩端分別與小發射鏡支撐架的頂部和大發射鏡支撐架的頂部連接，槽式拋物面反射鏡安裝于發射鏡支撐軸上，槽式拋物面反射鏡繞著發射鏡支撐軸旋轉；兩根接收器支架的上下兩端分別與發射鏡支撐軸和膜組件連接；其中膜組件中圓弧形集熱管的圓弧側面向槽式拋物面反射鏡。

優選地，所述小發射鏡支撐架的高度＜所述大發射鏡支撐架的高度。

所述膜組件包括：水蒸汽管道、疏水蒸餾膜、圓弧形集熱管、淡水蒸汽出口管、海水入口管路和濃海水出口，其中疏水蒸餾膜安裝于膜組件中，將膜組件分為上方的水蒸汽管道和下方的圓弧形集熱管兩部分；水蒸汽管道是截面為凹槽形或者弧形的合金管，圓弧形集熱管是截面為弧形或D形的雙層管，其中圓弧形集熱管的內管為金屬管，管內走海水；外管為玻璃管，外管與內管之間抽真空；水蒸汽管道和圓弧形集熱管的管壁固接，兩端對齊，海水入口管路和濃海水出口分別安裝與圓弧形集熱管的左右兩端外，淡水蒸汽出口管安裝于水蒸汽管道的左端外，與海水入口管路位于膜組件同側。