[發明專利]一種適應于島礁或海洋平臺的太陽光聚能海水淡化裝置

在審

• 申請號: 202111392486.4
• 申請日: 2021-11-23
• 公開（公告）號: CN113979586A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 尹小林;郭智瀟;趙海洋
• 申請（專利權）人: 長沙紫宸科技開發有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F1/04;C02F1/14;F24S20/00;F24S23/30;F24S23/70;C02F103/08
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 趙靜華;寧星耀

一種適應于島礁或海洋平臺的太陽光聚能海水淡化裝置，主要包括光熱汽化裝置、設于光熱汽化裝置周圍的聚光機構和聚能機構、以及與光熱汽化裝置蒸汽出口連通的換熱凝水裝置，換熱凝水裝置引入海水并導入到光熱汽化裝置內，聚光機構將太陽光聚焦至聚能機構和/或光熱汽化裝置內的海水區域，聚能機構將聚焦的太陽光匯聚至光熱汽化裝置內的海水區域，光熱汽化裝置的蒸汽出口與換熱凝水裝置連通。本發明采用一級及以上的聚光機構和聚能機構，利用聚焦的80℃～700℃光熱能直接加熱海水，盡可能地減少了熱交換的過程，從而避免了熱交換過程中造成大量的能量損耗，極大提升了海水淡化效率，設備結構更加簡單緊湊。

技術領域

本發明涉及海水淡化技術領域，具體涉及一種適應于島礁或海洋平臺的太陽光聚能海水淡化裝置。

背景技術

我國海洋資源極為豐富，海洋、島礁資源的開發對我國的發展具有重大意義，但由于海洋平臺、船只、島礁上可利用的空間極為有限，難以攜帶和儲存大量淡水，這嚴重制約了我國對海洋、島礁資源的勘探及開發，而海水淡化技術是解決上述淡水資源缺乏的重要方式。

目前，國內較為成熟的海水淡化技術主要包括反滲透技術、低溫多效蒸餾技術、多級閃蒸技術和電滲析技術，但這些技術目前均存在一定的缺陷，傳統的海水淡化方式通常對燃料、電力等資源具有極高的依賴性，并且通常設備結構復雜，體積龐大，海水淡化成本高，容易產生污染，不適用于海洋平臺、船只、島礁等場所。

隨著海水淡化技術的發展，由于太陽能具有儲量無限、完全清潔的優勢，太陽能海水淡化技術成為新能源和新水源研究與應用的主要方向之一。目前太陽能海水淡化主要分為兩大類，一類太陽能海水淡化裝置是將海水灌入蒸餾裝置中，將裝置直接暴曬在自然光中，海水受熱蒸發，水蒸氣向上通過冷凝機構凝結成淡水水滴，以此得到淡水；但這種海水淡化裝置存在較為明顯的缺陷，其一，這種海水淡化裝置的受熱面通常僅為裝置上部，太陽光僅能照射到海水的表面，吸熱面積較極為有限，造成了太陽光的利用率低下，海水淡化效率低的現狀；其二，淡水產量的提高必須通過增加設備處置規模，增加投資的方式進行。另一類太陽能海水淡化裝置則通過蓄熱材料將太陽能蓄積起來，再由其他方式將蓄積的熱量傳遞給海水使海水受熱蒸發，完成海水的淡化；這種方式需要通過蓄熱材料直接或間接地與海水進行熱交換從而加熱海水，熱交換過程難以避免地產生較大的能量損失，同時也存在設備結構復雜，海水淡化效率低下的問題。

CN103214051公開了一種太陽能集熱裝置，通過設置集熱管擴大海水的受熱面積，加快海水蒸發；CN104291405公開了一種太陽能海水淡化裝置，利用隔熱材料設置保溫絕熱層，避免裝置內的熱量散失，進而維持較高的蒸汽產生效率；CN110498465公開了一種聚光海水淡化裝置及海水淡化方法，利用聚光件對太陽光聚焦，照射至半球形的太陽能集熱罩上，以提高太陽光的利用效率；CN112960720公開了另一種聚光式海水淡化裝置，將海水盛放于透明的盛水容器中，太陽光照射并穿透容器，再通過光反射件將太陽光反射回盛水容器，通過兩次太陽光照射提高海水受熱蒸發效率。雖然這些專利技術為太陽能海水淡化的發展提供了多種解決方案，對太陽能海水淡化的效率有所提升，但這些專利技術聚集太陽光的能力較差，仍需進行多次熱交換加熱海水，對海水淡化效率提升作用較為有限，而且設備結構也相對復雜，不適用于海洋平臺、島礁等環境相對復雜，空間較為有限的場所。鑒于此，迫切需要開發一種投資低、設備占地小、操作簡易、運行穩定的太陽能海水淡化方法及裝備系統。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種效率高、操作便捷、運行穩定的適應于島礁或海洋平臺的太陽光聚能海水淡化裝置。