一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114560523A(43)申请公布日2022.05.31(21)申请号202210355164.0(22)申请日2022.04.01(71)申请人浙江浙能技术研究院有限公司地址311121浙江省杭州市余杭区五常街道余杭塘路2159-1号1幢5楼(72)发明人杨一帆厉宸希沈乐山申震骆周扬祁志福岳子静张雨婷(74)专利代理机构杭州九洲专利事务所有限公司33101专利代理师张羽振(51)Int.Cl.C02F1/14(2006.01)C02F103/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置及方法(57)摘要本发明涉及一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置及方法，多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置包括多级系统、海水循环泵、太阳光圆弧反射罩、海水储罐和淡水储罐。本发明的有益效果是：本发明的多级蒸发冷凝结构有利于热量回收利用，淡水冷凝释放的热量可以传导到下一级结构的海水层以供海水蒸发使用，突破了单级太阳能光热蒸馏器的效率瓶颈；采用了膜蒸馏技术，通过疏水膜分隔了海水和淡水层，避免了水质污染，同时流动的海水带走了海水淡化残留的盐分，避免了积盐现象，提高了系统运行的稳定性；多级太阳能光热蒸馏器的级数可调，操作简单。CN114560523ACN114560523A权利要求书1/1页1.一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，包括：多级系统、海水循环泵(9)、太阳光圆弧反射罩(11)、海水储罐(12)和淡水储罐(13)；其中，多级系统、海水循环泵(9)和海水储罐(12)首尾连接，形成环形回路；多级系统还与淡水储罐(13)连接；太阳光圆弧反射罩(11)包括支架、圆弧罩和反光层，所述反光层面向多级系统。2.根据权利要求1所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，所述多级系统包括：光热转化材料(1)、传热底板(2)、海水层(3)、疏水膜(4)、循环单级蒸馏结构(5)、散热顶盖(6)、紧固件(7)、海水循环管(8)和淡水出水管(10)；其中，循环单级蒸馏结构(5)包括自上而下叠加的疏水膜(4)、海水层(3)、传热底板(2)和淡水层；多级系统中的循环单级蒸馏结构按竖直方向叠加，位于多层系统底层的循环单级蒸馏结构(5)的传热底板(2)上固定有光热转化材料(1)；位于多层系统顶层的循环单级蒸馏结构(5)的海水层上方设有散热顶盖(6)和紧固件(7)；循环单级蒸馏结构(5)的左侧设有海水循环管(8)，循环单级蒸馏结构(5)的右侧设有淡水出水管(10)。3.根据权利要求2所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，所述光热转化材料(1)在太阳光谱范围内的吸光率≥80％，所述光热转化材料(1)的厚度为0.1～2mm。4.根据权利要求2所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，所述传热底板(2)表面具有防腐涂层，所述防腐涂层的厚度为0.1～2mm，所述防腐涂层的热导率大于150W/(m·K)。5.根据权利要求2所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，所述疏水膜(4)的孔径为200～600nm，所述疏水膜(4)的材料为仅允许水蒸气通过的滤膜材料。6.根据权利要求2所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，相邻两个循环单级蒸馏结构(5)之间通过橡胶垫圈与疏水膜(4)密封；所述循环单级蒸馏结构(5)的热导率小于0.05W/(m·K)。7.根据权利要求2所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，所述散热顶盖(6)为铝合金翅片板、辐射制冷盖板或附遮光顶板的金属散热盖板，所述散热顶盖(6)的热导率大于150W/(m·K)。8.一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化方法，由权利要求1至7任一所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置执行，包括：步骤1、海水储罐(12)中的海水经海水循环泵(9)和海水循环管输入至多级系统；步骤2、多层系统底层的循环单级蒸馏结构(5)中的光热转化材料(1)，受光照加热传热底板(2)上的海水层(3)中的海水，产生蒸汽；步骤3、蒸汽透过疏水膜(4)在下一级的循环单级蒸馏结构(5)的底部冷凝成淡水，同时加热该循环单级蒸馏结构(5)中的海水，产生蒸汽；重复该过程，直至蒸汽在顶层的循环单级蒸馏结构(5)上方的散热顶盖(6)处冷凝；步骤4、多级系统中的淡水经淡水出水管(10)输出至淡水储罐(13)。2CN114560523A说明书1/4页一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置及方法技术领域[0001]本发明涉及海水淡化领域，更确切地说，它涉及一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置及方法。背景技术[0002]在海岛或者沿海地区常常面临着淡水资源短缺的问题，靠海而不能吃海，而海水淡化技术可以