[發明專利]一種基于界面加熱的全天候海水淡化裝置及方法

在審

• 申請號: 202110056613.7
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112811495A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 徐剛;沈聰;朱艷青;李育堅
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F1/04;C02F103/08
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;莫瑤江

1.一種基于界面加熱的全天候海水淡化裝置，其特征在于：包括浮箱(4)、淡水回收模組、光-電界面加熱模組和波浪能發電模組；

淡水回收模組包括集水槽(2)和斜式透明冷凝面(1)，斜式透明冷凝面(1)設置在浮箱(4)頂部，與浮箱(4)構成封閉空間，集水槽(2)設置在浮箱(4)內部，并與斜式透明冷凝面(1)底部相接；

光-電界面加熱模組包括導電吸光層(5)和隔熱支撐體(6)，導電吸光層(5)設置在隔熱支撐體(6)上，浮箱(4)底部開有供海水進入箱體內的通孔(8)，隔熱支撐體(6)漂浮于浮箱(4)中的海水表面；

波浪能發電模組包括蓄電池組(11)和波浪能發電裝置(15)，蓄電池組(11)設置在浮箱(4)內部，波浪能發電裝置(15)設置在浮箱(4)外側，導電吸光層(5)、蓄電池組(11)、波浪能發電裝置(15)之間電連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于界面加熱的全天候海水淡化裝置，其特征在于：所述波浪能發電模組還包括浮子(14)、中心管(16)和阻尼器(17)，浮子(14)分布在浮箱(4)外側，通過中心管(16)與其下方的阻尼器(17)連接，波浪能發電裝置(15)固定于浮子(14)上方，波浪能發電裝置(15)中的氣輪機與中心管(16)連接。

3.根據權利要求1所述的一種基于界面加熱的全天候海水淡化裝置，其特征在于：所述斜式透明冷凝面(1)材料為玻璃、石英或透明塑料，光學透過率在可見光至近紅外波段≥90％。

4.根據權利要求1所述的一種基于界面加熱的全天候海水淡化裝置，其特征在于：所述斜式透明冷凝面(1)內側涂有防霧透明涂層，外側涂有自清潔透明涂層。

5.根據權利要求4所述的一種基于界面加熱的全天候海水淡化裝置，其特征在于：所述防霧透明涂層為超疏水涂層、超親水涂層或超親水、超疏水相間涂層；所述自清潔透明涂層為超疏水涂層。

6.根據權利要求1所述的一種基于界面加熱的全天候海水淡化裝置，其特征在于：所述導電吸光層(5)的制備方法為：

將高吸水性纖維浸泡在氧化石墨烯分散液中，得到導電纖維，將導電纖維在高溫下碳化后成膜，得到導電吸光層(5)；

或者，將高吸水性纖維在高溫下碳化后，緊密包裹在銅網上得到導電吸光層(5)；

或者，將炭粉、石墨烯、碳納米管沉積在纖維素濾紙上，將纖維素濾紙包裹在銅網上得到導電吸光層(5)。

7.根據權利要求1所述的一種基于界面加熱的全天候海水淡化裝置，其特征在于：所述隔熱支撐體(6)材料為聚苯乙烯泡沫、脲醛泡沫、聚氯酯泡沫、聚氨酯泡沫或酚醛樹脂泡沫，其上均勻分布孔道(7)，且孔道(7)中填充高吸水纖維。

8.根據權利要求1所述的一種基于界面加熱的全天候海水淡化裝置，其特征在于：所述浮箱(4)內壁設有風扇(9)和氣流單向孔(10)，風扇(9)與蓄電池組(11)電連接。

9.根據權利要求8所述的一種基于界面加熱的全天候海水淡化裝置，其特征在于：所述淡水回收模組還包括設置在浮箱(4)外側的蓄水箱(18)，二者之間通過水管相連接。

10.一種基于界面加熱的全天候海水淡化方法，基于權利要求1-9之一所述的全天候海水淡化裝置實現，其特征在于：包括：

太陽輻照透過斜式透明冷凝面(1)加熱導電吸光層(5)；

波浪能發電裝置(15)向導電吸光層(5)供電，加熱導電吸光層(5)，同時，多余的電量儲存在蓄電池組(11)中；

在太陽光輻照強度≤500W m^-2時，蓄電池組(11)為導電吸光層(5)供電，在太陽光輻照強度≥500W m^-2時，蓄電池組(11)停止為導電吸光層(5)供電；

海水經導電吸光層(5)蒸發，在斜式透明冷凝面(1)上快速凝結并流入集水槽(2)，收集集水槽(2)的冷凝水，實現全天候海水淡化。