[實(shí)用新型]用于太陽(yáng)能光熱蒸發(fā)海水淡化的多級(jí)梯型蒸餾器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020766308.8
• 申請(qǐng)日: 2020-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN212292886U
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 駱周揚(yáng);申震;劉春紅;祁志福;高強(qiáng)生;王莞玨;蔣狄希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江浙能技術(shù)研究院有限公司;浙江浙能樂(lè)清發(fā)電有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C02F1/14
• 分類號(hào): C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本實(shí)用新型涉及用于太陽(yáng)能光熱蒸發(fā)海水淡化的多級(jí)梯型蒸餾器，包括隔熱材料、光熱轉(zhuǎn)化材料、多級(jí)蒸發(fā)冷凝室、玻璃蓋板和透明蓄熱材料；第一級(jí)蒸發(fā)冷凝室底部的海水上方鋪設(shè)有在隔熱材料和光熱轉(zhuǎn)化材料；梯型的蒸發(fā)冷凝室豎向由傾斜的玻璃蓋板分隔形成多級(jí)蒸發(fā)冷凝室；玻璃蓋板上下端分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口。本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的梯型蒸餾器由傾斜的玻璃蓋板分隔出多級(jí)蒸發(fā)冷凝室，光熱轉(zhuǎn)化材料受光照加熱海水蒸發(fā)，蒸汽通過(guò)傾斜的玻璃蓋板進(jìn)行熱交換冷凝成淡水收集，冷凝潛熱加熱上一級(jí)海水再次蒸發(fā)得到蒸汽，在上一級(jí)玻璃蓋板進(jìn)行熱交換冷凝成淡水收集，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能光熱多級(jí)蒸發(fā)海水淡化，獲得更高的太陽(yáng)能利用效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及海水淡化、光熱蒸發(fā)領(lǐng)域，尤其包括一種用于太陽(yáng)能光熱蒸發(fā)海水淡化的多級(jí)梯型蒸餾器。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能海水淡化熱法技術(shù)主要利用太陽(yáng)能的光熱資源，加熱海水發(fā)生相變蒸發(fā)后，通過(guò)冷凝收集得到淡水。光-熱太陽(yáng)能海水淡化技術(shù)具有效率高、成本低廉且維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，是目前主流的太陽(yáng)能海水淡化技術(shù)。熱法太陽(yáng)能海水淡化根據(jù)蒸發(fā)和冷凝方式不同可以分為太陽(yáng)能輔助的多效蒸發(fā)、多級(jí)閃蒸、熱泵海淡、膜蒸餾、加濕除濕和太陽(yáng)能蒸餾器，其中太陽(yáng)能蒸餾器占地面積小，較為獨(dú)立，可滿足單元化分布式的小型海水淡化應(yīng)用需求。太陽(yáng)能蒸餾器按能量轉(zhuǎn)化和物料變化可以分為三個(gè)部分：光-熱轉(zhuǎn)化部分、蒸發(fā)部分和冷凝部分，分別對(duì)應(yīng)能量和物料從“光”到“熱”，“海水”到“蒸汽”和“蒸汽”到“淡水”的轉(zhuǎn)化。傳統(tǒng)太陽(yáng)能蒸餾器為集成式的太陽(yáng)能蒸餾器，陽(yáng)光穿過(guò)玻璃被海水和基底吸收，海水蒸發(fā)后在玻璃內(nèi)壁冷凝流至收集槽得到淡水，這些光-熱轉(zhuǎn)化、蒸發(fā)和冷凝過(guò)程均在一個(gè)容器中實(shí)現(xiàn)。雖然太陽(yáng)能蒸餾器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于制作，但是由于冷凝水對(duì)光吸收的影響、水面和玻璃表面對(duì)光的反射、大體積水體和蒸餾器的熱損失等等因素的影響，產(chǎn)水效率較低，需要對(duì)上述影響因素進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化改進(jìn)。

相關(guān)文獻(xiàn)有：張學(xué)鐳,卜躍剛,劉強(qiáng)等在電力科學(xué)與工程,2017,33(12):1-8.上刊載的《太陽(yáng)能海水淡化的新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]》；Xiao,G.,Wang,X.,Ni,M.等在AppliedEnergy 103,642–652(2013).上刊載的《A review on solar stills for brinedesalination》；Xu, Z.,Zhang,L.,Zhao,L.等在EnergyEnvironmental Science 13,830–839(2020).上刊載的《Ultrahigh-efficiency desalination via a thermally-localized multistage solar still》。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于太陽(yáng)能光熱蒸發(fā)海水淡化的多級(jí)梯型蒸餾器。

這種用于太陽(yáng)能光熱蒸發(fā)海水淡化的多級(jí)梯型蒸餾器，包括隔熱材料、光熱轉(zhuǎn)化材料、多級(jí)蒸發(fā)冷凝室、玻璃蓋板和透明蓄熱材料；第一級(jí)蒸發(fā)冷凝室底部的海水上方鋪設(shè)有隔熱材料和光熱轉(zhuǎn)化材料；梯型的蒸發(fā)冷凝室豎向由傾斜的玻璃蓋板分隔形成多級(jí)蒸發(fā)冷凝室；玻璃蓋板上下端分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，玻璃蓋板下端還設(shè)有冷凝淡水收集槽；第一級(jí)蒸發(fā)冷凝室底部設(shè)有進(jìn)出水口。光熱轉(zhuǎn)化材料受光照加熱海水蒸發(fā)，蒸汽通過(guò)傾斜的玻璃蓋板進(jìn)行熱交換冷凝成淡水收集，上一級(jí)蒸發(fā)冷凝室中的海水利用冷凝潛熱加熱再次蒸發(fā)得到蒸汽，在該級(jí)蒸發(fā)冷凝室頂部的玻璃蓋板進(jìn)行熱交換冷凝成淡水收集，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能光熱多級(jí)蒸發(fā)海水淡化。(文中提到的上一級(jí)描述的是方位上的上下級(jí))

作為優(yōu)選：隔熱材料包括熱導(dǎo)系數(shù)≤0.1W/(m·K)的聚苯乙烯、聚氨酯疏水白色泡沫或氣溶膠；隔熱材料覆蓋在除玻璃蓋板以外的蒸餾器外表面以及蒸餾器內(nèi)部的光熱轉(zhuǎn)化材料與海水之間；隔熱材料的厚度為1-6cm。

作為優(yōu)選：光熱轉(zhuǎn)化材料包括吸光率≥80％的單層或多層黑色染色纖維布，活性炭、石墨烯、碳納米管等碳基材料沉積布，納米金、納米銀等等離子體沉積布，碳基材料摻混凝膠；光熱轉(zhuǎn)化材料部分區(qū)域下端穿過(guò)隔熱材料與海水接觸，通過(guò)纖維布毛細(xì)作用汲取海水。