[发明专利]一种利用碳纳米管吸收太阳能淡化海水的方法与装置

权利要求书

1.一种利用碳纳米管吸收太阳能淡化海水的方法，其包括以下步骤：

1)提供装填碳纳米管的吸光板；

2)使载气在吸光板中与装填的碳纳米管接触，从而提高载气的温度；

3)在减压的条件下，使温度得到提高的载气以鼓泡的方式与海水储槽上层的海水接触，以便产生闪蒸作用，从而使载气从该上层海水中带走水蒸汽，同时上层海水被浓缩，且温度被升高；

4)使携带有水蒸汽的载气与海水储槽的下层海水进行热交换，以使载气携带的水蒸汽冷凝成水，再排出冷凝得到的水，从而得到淡水。

2.权利要求1的方法，其中载气与上层海水接触的步骤在布置于海水储槽中的气泡分布板上进行，该气泡分布板将海水储槽分为上层海水和下层海水。

3.权利要求1的方法，其还包括使被浓缩和温度升高的上层海水与下层海水接触并产生对流的步骤，以使浓度升高的上层海水下沉，而下层海水则上升，从整体上使海水产生循环。

4.权利要求1或2的方法，其还包括随着淡化海水的进行，补充海水至海水储槽中的步骤，以及将海水储槽底部的浓海水排出的步骤。

5.权利要求1或2的方法，其还包括使分离了水蒸汽的载气返回至太阳能吸光板中，以便重新与其中的碳纳米管接触的步骤。

6.权利要求1或2的方法，其中所述的碳纳米管选自聚团状碳纳米管、阵列式碳纳米管、或它们的组合，其中所述聚团状碳纳米管纯度大于97％，比表面积大于290m²/g，所述阵列式碳纳米管纯度为大于99.5％，碳纳米管的比表面积大于500m²/g。

7.权利要求1或2的方法，其中所述载气选自氢气、氦气或它们的组合。

8.一种利用碳纳米管吸收太阳能淡化海水的装置，该装置包括在整体上密封的外壳中从上至下依次设置的太阳能吸光板(15)、海水储槽(5)和淡水储槽(8)，以及设置在该淡化海水的装置外的抽真空装置(9)；整个装置在运行中处于减压状态下；其中：

1)在太阳能吸光板(15)内装填有碳纳米管吸光材料；

2)在海水储槽(5)中还设置有水蒸汽冷凝器(4)。

9.权利要求8的方法，其中所述太阳能吸光板(15)由从上至下依次设置的高透光性真空钢化玻璃(34)、隔热板框(35)和保温隔热材料层组成，碳纳米管吸光材料填充在由该钢化玻璃、隔热板框和保温隔热材料层围成的碳纳米管填充区(32)中。

10.权利要求8或9的方法，其中在海水储槽(5)的上部设置气泡分布板(14)，用于使受热后的载气与上层海水热交换。

11.权利要求10的装置，其还包括在所述装置内部的以下部件：

1)在海水储槽(5)的上部、气泡分布板(14)之下还设置有浓海水下行换热器(3)，在浓海水下行换热器(3)下设置导流板(12)；

2)分别连接进入太阳能吸光板(15)的载气进入管线(16)和载气排出管线(17)，所述管线(16)和(17)之间设有鼓风机(13)，在鼓风机(13)之前还任选地设有载气换热器(11)，以及

3)用于将海水加入海水储槽(5)中的海水进口(7)及排出浓海水的海水出口(10)，和用于从淡水储槽(8)排出淡水的淡水出口(19)。

12.权利要求8或9的装置，其中设置在该淡化海水的装置外的抽真空装置(9)是与淡水出口(19)相连的U型管连通器。

13.权利要求8或9的装置，在海水储槽(5)的海水进口(7)与水蒸汽冷凝器(4)的冷凝水出口之间设置有冷凝水换热器(6)。

14.权利要求8或9的装置，其特征在于：多个所述装置串联连接运转，所述多个所述装置包括3-5个。

15.权利要求8或9的装置，其特征在于：太阳能海水淡化装置中所用的保温隔热层的材料选自高发泡聚乙烯、聚氨酯、橡塑海绵、低容重闭孔泡沫玻璃、多孔保温砖中的任一种或其组合；海水储槽(5)和淡水储槽(5)的内壁材料为塑料、陶瓷、搪瓷、玻璃、水泥、玻璃纤维中的任一种或其组合；其中冷凝器或换热器中的换热壁面材料为镍合金、不锈钢、石英、高分子换热材料中的任一种或其组合，所述高分子换热材料选自高温尼龙聚酰胺HTN、聚丙烯PP、聚酞酰胺PPA和聚苯硫醚PPS。