[发明专利]一种高效太阳能海水淡化装置

权利要求书

1.一种高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，该装置包括具有线聚焦功能的碟式聚光器(1)、带有真空夹层的圆柱型蒸汽发生器(2)、具有核壳双层结构的纳米粒子(3)和套管式换热器(4)，其中：碟式聚光器(1)的聚焦轴与圆柱型蒸汽发生器(2)的中心轴重合；圆柱型蒸汽发生器(2)内部容纳待处理海水，纳米粒子(3)散布于圆柱型蒸汽发生器(2)内的海水中；套管式换热器(4)具有套管和内管，套管式换热器(4)的套管侧壁的上部具有海水入口，套管侧壁的下部具有海水出口，该海水出口通过密封管道与圆柱型蒸汽发生器(2)侧壁的底部连通；套管式换热器(4)的内管上端连通于圆柱型蒸汽发生器(2)的顶部，下端开口作为淡水出口。

2.根据权利要求1所述的高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述碟式聚光器(1)用于收集光照辐射并将其聚焦于圆柱型蒸汽发生器(2)内含有纳米粒子的待处理海水中。

3.根据权利要求2所述的高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述碟式聚光器(1)还包括光照辐射追踪系统，以提高日平均效率。

4.根据权利要求1所述的高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述圆柱型蒸汽发生器(2)为玻璃套管结构，夹层经过真空处理，中心轴与碟式聚焦器(1)的聚焦轴重合，圆柱型蒸汽发生器(2)内部容纳待处理海水，海水中散布有纳米粒子(3)，在聚焦光照辐射条件下实现高效加热，快速产生蒸汽。

5.根据权利要求1所述的高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述纳米粒子(3)散布在待处理海水内部，用于在聚焦光照辐射条件下通过表面等离子共振作用实现对粒子周围液体的快速加热。

6.根据权利要求5所述的高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述纳米粒子(3)具有核壳双层结构，由金属颗粒(11)和包裹在外面的陶瓷减反层(12)构成。

7.根据权利要求6所述的高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述金属颗粒(11)为Au、Ag、Ni、Cr或Co，所述包裹在外面的陶瓷减反层(12)为Al₂O₃、SiO₂、MgO或TiO₂。

8.根据权利要求1所述的高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述纳米粒子(3)尺寸为100～120nm，能有效吸收光照辐射并减小反射。

9.根据权利要求1所述的高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述套管式换热器(4)用于海水与蒸汽之间的热交换，同时实现对海水的预热处理和对蒸汽的冷凝处理。

10.根据权利要求1所述的高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，在初始状态时，圆柱型蒸汽发生器(2)内的海水处于环境温度，海水内部散布有纳米粒子(3)；装置开始运行时，光照辐射经碟式聚光器(1)形成线聚焦，加热位于碟式聚光器(1)聚焦轴的圆柱型蒸汽发生器(2)，圆柱型蒸汽发生器(2)中散布于海水中的纳米粒子(3)在接受到聚焦辐射后，对海水进行局部加热并在数秒钟迅速即可形成蒸汽；蒸汽产生后流经套管式换热器(4)的内管与套管侧的海水进行热交换，冷凝成为淡水，套管侧海水经过预热后温度上升，进入圆柱型蒸汽发生器(2)。

11.根据权利要求10所述的高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，在装置运行过程中，调节海水供给流量以保证圆柱型蒸汽发生器(2)内的液位稳定。