[發(fā)明專利]一種基于光熱蒸餾材料的太陽能聚光蒸發(fā)裝置及其使用方法

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• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113104919A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 潘慶輝;陳抒旎;帥永;馬丹妮;高文秀
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F9/10
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

1.一種基于光熱蒸餾材料的太陽能聚光蒸發(fā)裝置，其特征在于它包括預處理水箱(1)、聚光蒸發(fā)室(6)和淡水箱(14)；

所述的預處理水箱(1)內的中部設置抽屜式過濾層(2)；

所述的聚光蒸發(fā)室(6)由菲涅爾透鏡(7)、半球形玻璃罩(8)、蒸發(fā)杯(9)、環(huán)形水槽(10)、光熱蒸餾材料(11)及保溫層(12)組成；所述的聚光蒸發(fā)室(6)由上至下依次設置菲涅爾透鏡(7)、半球形玻璃罩(8)及蒸發(fā)杯(9)，且蒸發(fā)杯(9)設置于環(huán)形水槽(10)中部，環(huán)形水槽(10)與半球形玻璃罩(8)邊緣相接觸；

所述的預處理水箱(1)下部通過管道與蒸發(fā)杯(9)下部相連通；所述的蒸發(fā)杯(9)內的水體上漂浮光熱蒸餾材料(11)；所述的環(huán)形水槽(10)通過管道與淡水箱(14)相連通；

所述的預處理水箱(1)的底部位于菲涅爾透鏡(7)焦點所在水平面上。

2.根據權利要求1所述的一種基于光熱蒸餾材料的太陽能聚光蒸發(fā)裝置，其特征在于所述的光熱蒸餾材料(11)為具有光熱蒸餾功能的吸水材料。

3.根據權利要求2所述的一種基于光熱蒸餾材料的太陽能聚光蒸發(fā)裝置，其特征在于所述的光熱蒸餾材料(11)為光熱蒸餾膜、光熱蒸餾水凝膠或光熱蒸餾泡沫。

4.根據權利要求1所述的一種基于光熱蒸餾材料的太陽能聚光蒸發(fā)裝置，其特征在于所述的預處理水箱(1)上設置預處理水龍頭(3)；所述的淡水箱(14)上設置淡水龍頭(15)；所述的預處理水箱(1)下部通過管道與蒸發(fā)杯(9)下部相連通，且管道上設置預處理水閥門(4)；所述的環(huán)形水槽(10)通過管道與淡水箱(14)相連通，且管道上設置淡水閥門(13)；所述的環(huán)形水槽(10)底部設置有水槽支架。

5.根據權利要求1所述的一種基于光熱蒸餾材料的太陽能聚光蒸發(fā)裝置，其特征在于所述的蒸發(fā)杯(9)的外壁及底部包覆保溫層(12)，所述的保溫層(12)從外至內依次為鋁箔、PE及珍珠棉；所述的保溫層(12)厚度為2mm。

6.根據權利要求1所述的一種基于光熱蒸餾材料的太陽能聚光蒸發(fā)裝置，其特征在于所述的預處理水箱(1)下方設置平臺(5)；所述的預處理水箱(1)、聚光蒸發(fā)室(6)和淡水箱(14)設置于移動裝置(16)上。

7.根據權利要求6所述的一種基于光熱蒸餾材料的太陽能聚光蒸發(fā)裝置，其特征在于所述的移動裝置(16)包括支撐底板(17)、隔板(18)和滾輪(19)；所述的預處理水箱(1)、聚光蒸發(fā)室(6)和淡水箱(14)設置于支撐底板(17)上，且聚光蒸發(fā)室(6)和淡水箱(14)之間設置隔板(18)，支撐底板(17)底部設置滾輪(19)。

8.根據權利要求1所述的一種基于光熱蒸餾材料的太陽能聚光蒸發(fā)裝置，其特征在于所述的預處理水箱(1)材質為LDPE；所述的聚光蒸發(fā)室(6)材質為環(huán)保PET塑料；所述的蒸發(fā)杯(9)材質為環(huán)保PET塑料；所述的淡水箱(14)材質為LDPE；所述的菲涅爾透鏡(7)材質為亞克力；所述的半球形玻璃罩(8)材質為石英玻璃；所述的半球形玻璃罩(8)直徑與菲涅爾透鏡(7)直徑相同。

9.根據權利要求1所述的一種基于光熱蒸餾材料的太陽能聚光蒸發(fā)裝置，其特征在于所述的抽屜式過濾層(2)為三層濾芯，由上至下第一層為活性炭顆粒，直徑為1mm～2mm；第二層為亞硫酸鈣顆粒，直徑為4.5mm～5.5mm；第三層為離子交換樹脂，直徑為0.315mm～0.5mm。

10.如權利要求1所述的一種基于光熱蒸餾材料的太陽能聚光蒸發(fā)裝置的使用方法，其特征在于它是按以下步驟進行的：

一、在溫度為5℃～40℃的條件下，自預處理水箱(1)頂部輸入的水經抽屜式過濾層(2)過濾及吸附預處理，進水不連續(xù)，當預處理水箱(1)內抽屜式過濾層(2)下部空間充滿時停止進水，當預處理水箱(1)內抽屜式過濾層(2)下部空間無水時，啟動進水，且單次進水的速率控制在0.0175L/s～0.0185L/s，得到預處理后的水體；

二、預處理后的水體通過管道輸送至蒸發(fā)杯(9)內；

三、照射在菲涅爾透鏡(7)表面的太陽光聚集到蒸發(fā)杯(9)內光熱蒸餾材料(11)上表面，蒸發(fā)杯(9)內的預處理后的水體被光熱蒸餾材料(11)吸收受熱蒸發(fā)，水蒸氣在半球形玻璃罩(8)內表面冷凝受重力滑落至環(huán)形水槽(10)被收集，即完成一種基于光熱蒸餾材料的太陽能聚光蒸發(fā)裝置的使用方法。