[发明专利]一种非接触型无电耗太阳能膜净水装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触型无电耗太阳能膜净水装置。

背景技术

我国是一个缺水国家，全国有 300多个城市缺水，110个城市严重缺水，14个沿海开放城市中有9个严重缺水。在我国的西北干旱地区，可供利用的淡水资源更加有限。此外我国沿海有人居住的岛屿有几千个，更多具有国防意义的东南沿海诸岛屿，其淡水资源短缺，只能靠积聚雨水和用船从陆地运水来解决饮用水问题，成本很高，遇到恶劣天气，供水还经常得不到保障。在我国的西北干旱地区，虽然淡水资源严重缺乏却蕴含丰富的地下苦咸水或苦咸水湖。沿海地区具有丰富的海水资源。由此可见，研究开发并推广经济有效的海水（苦咸水）淡化技术具有十分重要的现实意义，是解决目前中国沿海地区水资源危机，解决我国华北西部和西北某些苦咸水地区淡水资源紧缺、解决我国沿海许多岛屿居民的生活用水、解决海岛驻守部队淡水供给以及使无人岛变为有人岛等问题的最现实可行的根本举措。

目前，传统的海水（苦咸水）淡化技术主要有电渗析法、反渗透法和蒸馏法，其中，电渗析法、反渗透法投资及运行成本高，再且西北地区及海岛电能限制，制约上述技术在此区域的应用。而蒸馏利用可充分利用上述区域的重要资源太阳能，并且在蒸馏技术的基础上，增加膜净化技术可得到高质量水质，即膜蒸馏。膜蒸馏（MD）是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，它以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔（如应用在高盐水净化中，水以水蒸气形式透过膜孔），从而实现分离的目的。与其他常用分离过程相比，膜蒸馏具有分离效率高、操作条件温和、对膜与原料液间相互作用及膜的机械性能要求不高、能够处理反渗透等不能处理的高盐水等优点。

我国华北西部、西北和岛屿居民的生活用水水质要求的提高，需提供一种生产高质量水的装置，同时要求投资及运行费用低廉，且无需依赖电能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非接触型无电耗太阳能膜净水装置。

本发明提出的一种非接触型无电耗太阳能膜净水装置，是由采集太阳能的太阳能集热器、进行蒸汽过滤的高密度复合膜过滤器、无动力自然风冷却器三部分组成。

本发明提出的一种非接触型无电耗太阳能膜净水装置，为直接加热型太阳能，由太阳能集热器1、高分子保温材料层2、储水蒸发室3、膜过滤室4、高密度复合膜组件5、自然风排气装置6、空气冷凝室7、净水出水管8、海水或苦咸水进水管9和浓水排水管10组成；其中：膜过滤室4位于储水蒸发室3上方，储水蒸发室3和膜过滤室4四周设有高分子保温材料层2，储水蒸发室3与膜过滤室4通过高密度复合膜组件5连通，膜过滤室4一侧为空气冷凝室7，空气冷凝室7与膜过滤室4实现蒸汽连通，太阳能集热器1与储水蒸发室3底部直接连接，空气冷凝室7顶部与自然风排气装置6连接，底部一侧设有净水出水管8；储水蒸发室3一侧上部设有海水或苦咸水进水管9，一侧下部设有浓水排水管10；储水蒸发室3内的海水或苦咸水升温后，产生的蒸汽通过密度复合膜组件5进行过滤，空气冷凝室7内进行蒸汽冷凝，冷源来自自然空气，通过自然风排气装置6，进行自然风冷凝；海水或苦咸水从储水蒸发室3进水管9加入，浓水从储水蒸发室3排水管10排放，淡水从空气冷凝室7净水出水管8产出。

本发明提出的一种非接触型无电耗太阳能膜净水装置，为间接加热型太阳能，由太阳能集热器1、高分子保温材料层2、储水蒸发室3、膜过滤室4、高密度复合膜组件5、自然风排气装置6、空气冷凝室7、净水出水管8、海水或苦咸水进水管9、浓水排水管10、热水管11、冷水管12和热交换器13组成；其中：膜过滤室4位于储水蒸发室3上方，储水蒸发室3和膜过滤室4四周设有高分子保温材料层2，储水蒸发室3与膜过滤室4通过高密度复合膜组件5连通，膜过滤室4一侧为空气冷凝室7，空气冷凝室7与膜过滤室4实现蒸汽连通，储水蒸发室3内设有热交换器13，所述太阳能集热器1上部通过热水管11连接热交换器13上部，太阳能集热器1下部通过冷水管12连接热交换器13下部，空气冷凝室7顶部与自然风排气装置6连接，底部一侧设有净水出水管8；储水蒸发室3一侧上部设有海水或苦咸水进水管9，一侧下部设有浓水排水管10；储水蒸发室3内的海水或苦咸水升温后，产生的蒸汽通过密度复合膜组件5进行过滤，空气冷凝室7内进行蒸汽冷凝，冷源来自自然空气，通过自然风排气装置6，进行自然风冷凝；海水或苦咸水从储水蒸发室3进水管9加入，浓水从储水蒸发室3排水管10排放，淡水从空气冷凝室7净水出水管8产出。

本发明中，所述太阳能集热器1采用管式集热器或板式集热器。