[發明專利]水吸附模組、水分離裝置及水分離方法

在審

• 申請號: 202310620635.0
• 申請日: 2023-05-29
• 公開（公告）號: CN116655044A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 王如竹;陳芷薈;杜帥;王紅斌
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28
• 代理公司: 上海熠澗知識產權代理有限公司 31442
• 代理人: 張瑋佳;林高鋒

本發明的實施例屬于淡水生產技術領域，特別涉及一種水吸附模組、水分離裝置及水分離方法，該吸附模組包括：吸附籃、吸附材料，吸附籃繞預設軸線包括：可傳遞熱量的內壁、與內壁相對的外壁，外壁可供水分子通過，內壁和外壁之間隔開，形成材料填充區，內壁繞預設軸線方向，圍成可設置加熱模組的內腔；吸附材料填充于材料填充區內，吸附材料用于吸附空氣中的水分，并對吸附的水分進行存儲；該吸附材料還用于在受到加熱模組的熱量后，通過外壁向材料填充區外釋放水蒸氣。同現有技術相比，通過水吸附模組不但可實現對空氣中水分的吸附，而且，可在水吸附模組被加熱后，通過吸附籃的外壁向材料填充區外釋放水蒸氣，從而為淡水的生產奠定了基礎。

技術領域

本發明的實施例屬于淡水生產技術領域，特別涉及一種水吸附模組、水分離裝置及水分離方法。

背景技術

水是生命之源，但隨著全球氣候變暖、環境污染和人口的不斷增長，目前全球可利用的清潔淡水資源日益緊缺，如何隨時隨地獲取可飲用水逐漸成為該領域的研究熱點。吸附式空氣取水技術能夠利用硅膠、沸石、分子篩、吸濕鹽、金屬有機框架、水凝膠、氣凝膠和復合材料等多種類型的吸附劑從無處不在的空氣中獲取水分，同時可以利用太陽能、工業余熱、光伏、電能等多能源驅動解吸，在全球缺水危機的大背景下具有良好的應用前景。

目前空氣取水領域的研究大多集中在高效吸附劑材料開發和取水裝置設計，但材料層面，金屬有機框架和復合物凝膠等具有優異吸濕性能的材料通常存在合成工藝復雜、原料成本高、單次合成產量小、不宜封裝等問題，難以實現大規模空氣取水。裝置層面，雖然現有大型空氣取水機組能夠實現單日高產水量，但其結構復雜、體積和占地面積大、運行存在噪音、能耗大，不適用于家庭日常用水。

發明內容

本發明實施方式的目的在于設計一種水吸附模組、水分離裝置及水分離方法，不但結構緊湊、能耗低，且可大大減小在生產淡水時，產生的噪音。

為了實現上述目的，本發明的實施例提供了一種水吸附模組，包括：

吸附籃；所述吸附籃繞預設軸線包括：可傳遞熱量的內壁、與所述內壁相對的外壁；其中，所述外壁可供水分子通過，且所述內壁和所述外壁之間隔開，形成材料填充區，所述內壁繞所述預設軸線方向，圍成可設置加熱模組的內腔；

吸附材料，填充于所述材料填充區內；所述吸附材料用于吸附空氣中的水分，并對吸附的水分進行存儲；

其中，所述吸附材料還用于在受到所述加熱模組的熱量后，通過所述外壁向所述材料填充區外釋放水蒸氣。

在一種具體實施方式中，內壁和所述外壁均為分布網孔的網孔板。在一種具體實施方式中，壓蓋相對于吸附籃的一側具有可嵌入材料填充區的壓塊。在一種具體實施方式中，吸附籃沿垂直于預設軸線方向的截面形狀為回字形。

另外，本發明的實施例還提供了一種水分離裝置，所述水分離裝置包括：

殼體；所述殼體具有解吸腔；

如上所述的水吸附模組，可拆卸地設置于所述解吸腔；

頂蓋組件，與所述殼體可拆卸連接，用于打開或封閉所述解吸腔；

加熱模組，設置于所述吸附籃的所述內腔，用于在發熱時，使熱量傳遞至所述水吸附模組的所述吸附材料；

冷凝模組，與所述殼體連接，用于接收所述吸附材料在加熱時產生的水蒸氣，并對水蒸氣進行冷凝，使所述水蒸氣凝結產生淡水。

在一種具體實施方式中，殼壁背離所述解吸腔的一側還設置隔熱層。在一種具體實施方式中，冷凝器包括：冷凝管，冷凝管具有所述進口和所述出口；若干散熱翅片，分布于冷凝管的外壁，用于對進入冷凝管內的水蒸氣的熱量與外界空氣中的冷量進行熱交換，使進入冷凝管內的水蒸氣產生冷凝水。在一種具體實施方式中，冷凝管豎直設置，進口和出口沿豎直方向彼此相互遠離設置。在一種具體實施方式中，各散熱翅片沿豎直方向等距設置于冷凝管上。