[發明專利]一種多級太陽能光熱膜蒸餾海水淡化裝置及方法

在審

• 申請號: 202210355164.0
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號: CN114560523A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 楊一帆;厲宸希;沈樂山;申震;駱周揚;祁志福;岳子靜;張雨婷
• 申請（專利權）人: 浙江浙能技術研究院有限公司
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

1.一種多級太陽能光熱膜蒸餾海水淡化裝置，其特征在于，包括：多級系統、海水循環泵(9)、太陽光圓弧反射罩(11)、海水儲罐(12)和淡水儲罐(13)；

其中，多級系統、海水循環泵(9)和海水儲罐(12)首尾連接，形成環形回路；多級系統還與淡水儲罐(13)連接；太陽光圓弧反射罩(11)包括支架、圓弧罩和反光層，所述反光層面向多級系統。

2.根據權利要求1所述的多級太陽能光熱膜蒸餾海水淡化裝置，其特征在于，所述多級系統包括：光熱轉化材料(1)、傳熱底板(2)、海水層(3)、疏水膜(4)、循環單級蒸餾結構(5)、散熱頂蓋(6)、緊固件(7)、海水循環管(8)和淡水出水管(10)；

其中，循環單級蒸餾結構(5)包括自上而下疊加的疏水膜(4)、海水層(3)、傳熱底板(2)和淡水層；多級系統中的循環單級蒸餾結構按豎直方向疊加，位于多層系統底層的循環單級蒸餾結構(5)的傳熱底板(2)上固定有光熱轉化材料(1)；位于多層系統頂層的循環單級蒸餾結構(5)的海水層上方設有散熱頂蓋(6)和緊固件(7)；循環單級蒸餾結構(5)的左側設有海水循環管(8)，循環單級蒸餾結構(5)的右側設有淡水出水管(10)。

3.根據權利要求2所述的多級太陽能光熱膜蒸餾海水淡化裝置，其特征在于，所述光熱轉化材料(1)在太陽光譜范圍內的吸光率≥80％，所述光熱轉化材料(1)的厚度為0.1～2mm。

4.根據權利要求2所述的多級太陽能光熱膜蒸餾海水淡化裝置，其特征在于，所述傳熱底板(2)表面具有防腐涂層，所述防腐涂層的厚度為0.1～2mm，所述防腐涂層的熱導率大于150W/(m·K)。

5.根據權利要求2所述的多級太陽能光熱膜蒸餾海水淡化裝置，其特征在于，所述疏水膜(4)的孔徑為200～600nm，所述疏水膜(4)的材料為僅允許水蒸氣通過的濾膜材料。

6.根據權利要求2所述的多級太陽能光熱膜蒸餾海水淡化裝置，其特征在于，相鄰兩個循環單級蒸餾結構(5)之間通過橡膠墊圈與疏水膜(4)密封；所述循環單級蒸餾結構(5)的熱導率小于0.05W/(m·K)。

7.根據權利要求2所述的多級太陽能光熱膜蒸餾海水淡化裝置，其特征在于，所述散熱頂蓋(6)為鋁合金翅片板、輻射制冷蓋板或附遮光頂板的金屬散熱蓋板，所述散熱頂蓋(6)的熱導率大于150W/(m·K)。

8.一種多級太陽能光熱膜蒸餾海水淡化方法，由權利要求1至7任一所述的多級太陽能光熱膜蒸餾海水淡化裝置執行，包括：

步驟1、海水儲罐(12)中的海水經海水循環泵(9)和海水循環管輸入至多級系統；

步驟2、多層系統底層的循環單級蒸餾結構(5)中的光熱轉化材料(1)，受光照加熱傳熱底板(2)上的海水層(3)中的海水，產生蒸汽；

步驟3、蒸汽透過疏水膜(4)在下一級的循環單級蒸餾結構(5)的底部冷凝成淡水，同時加熱該循環單級蒸餾結構(5)中的海水，產生蒸汽；重復該過程，直至蒸汽在頂層的循環單級蒸餾結構(5)上方的散熱頂蓋(6)處冷凝；

步驟4、多級系統中的淡水經淡水出水管(10)輸出至淡水儲罐(13)。