一种基于膜蒸馏的双管对置式太阳能海水淡化装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110104716A(43)申请公布日2019.08.09(21)申请号201910390514.5(22)申请日2019.05.10(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人赵志勇郑宏飞赵云胜(51)Int.Cl.C02F1/14(2006.01)C02F1/44(2006.01)C02F103/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图5页(54)发明名称一种基于膜蒸馏的双管对置式太阳能海水淡化装置(57)摘要本发明公开了一种基于膜蒸馏的双管对置式太阳能海水淡化装置，属于太阳能海水淡化技术领域。主要结构包括对置的太阳能真空集热管、隔水透气膜管、冷凝器、热交换器、补水泵、风机、淡水收集箱、密封塞、支撑网。对置的太阳能真空集热管内管吸收太阳能升温，内管与隔水透气膜管间海水受热蒸发，在隔水透气膜管内外蒸气压差的作用下，水蒸气进入隔水透气膜管内；在风机作用下，管内水蒸气被气流带出，经冷凝器凝结成淡水。冷凝器中水蒸气冷凝释放的汽化潜热预热低温海水；热交换器中高温浓海水预热低温空气，进一步提高系统的产水效率。本发明具有结构简单、产水效率高等优点，有利于解决沿海、孤岛等地居民的用水难题。CN110104716ACN110104716A权利要求书1/1页1.一种基于膜蒸馏的双管对置式太阳能海水淡化装置，其主要结构包括太阳能真空集热管(1)、隔水透气膜管(2)、冷凝器(6)、热交换器(12)、补水泵(11)、风机(16)、淡水收集箱(8)、密封塞(18)、支撑网(3)；其中对置的太阳能真空集热管(1)通过水管(19)、风管(20)相连；太阳能真空集热管(1)进水口通过水管(4)与冷凝器(6)相连，太阳能真空集热管(1)出风口通过风管(5)与冷凝器(6)相连；太阳能真空集热管(1)出水口通过水管(17)与热交换器(12)相连，太阳能真空集热管(1)进风口通过风管(15)与风机(16)相连；热交换器(12)通过风管(9)与冷凝器(6)相连、通过风管(14)与风机(16)相连；淡水收集箱(8)经水管(7)与冷凝器(6)相连；低温海水经补水泵(11)进入系统，浓海水经水管(13)排出。2.如权利要求1所述的基于膜蒸馏的双管对置式太阳能海水淡化装置，其特征在于：两太阳能真空集热管(1)以管口相对的方式放置，隔水透气膜管(2)位于太阳能真空集热管(1)内且以相同的方式放置，隔水透气膜管(2)管内气流流动、管外水流流动；水管(19)和风管(20)将对置的太阳能真空集热管(1)及隔水透气膜管(2)相连。2CN110104716A说明书1/3页一种基于膜蒸馏的双管对置式太阳能海水淡化装置所属技术领域[0001]本发明属于太阳能海水淡化技术领域，具体涉及一种利用太阳能真空集热管内空间直接进行膜蒸馏的海水淡化装置。背景技术[0002]地球表面大概70％的面积都被水覆盖，其中人类可以饮用的淡水却很少且分布极不均匀。以中国为例，大部分的淡水分布在长江中下游等地，而在中国的西北与黄土高原等地，淡水紧缺。所以，淡水紧缺已经成为当今世界上主要的环境资源问题之一。[0003]海水淡化技术是解决这一问题的主要手段之一，已成为世界各国主要的研究领域。早期的海水淡化多是利用化石燃料加热蒸馏海水，后来，随着能源与环境问题，利用太阳能进行海水淡化变为了该领域的主流。利用太阳能进行海水淡化，顾名思义，即利用太阳能加热蒸馏海水，例如目前初具成效的太阳能多级闪蒸系统、太阳能多级沸腾蒸馏系统和太阳能压缩蒸馏系统。[0004]目前太阳能海水淡化装置，依然存在很多问题。以传统的太阳能真空集热管为例，将海水在管内加热，通过管道输送到另一装置中进行蒸发，这种方式增大了热阻，同时系统结构复杂，设备投入大，经济效益低，给大规模生产带来了困难。发明内容[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用对置的太阳能真空集热管内空间直接进行膜蒸馏的双管对置式太阳能海水淡化装置。该装置基于膜蒸馏原理，即：隔水透气膜的微孔可形成毛细管效益，阻止液体的通过；液体受热蒸发产生水蒸气，在隔水透气膜两侧水蒸气压差的作用下，水蒸气通过隔水透气膜的微孔到达另一侧。同时装置采用双余热回收：冷凝器中水蒸气冷凝释放的汽化潜热预热低温海水，热交换器中高温浓海水预热低温空气。本装置具有结构简单、产水效率高等优点，适合大规模推广。[0006]本发明为实现以上目的所采用的技术方案是：[0007]一种基于膜蒸馏的双管对置式太阳能海水淡化装置，其主要结构包括太阳能真空集热管、隔水透气膜管、冷凝器、热交换器、补水泵、风机、淡水收集箱、密封塞、支撑网。各部分连接关系为：对置的太阳能真空集热管通过水管(19)、风管(20)