[发明专利]一种海水温差能自然循环海水淡化装置及淡化方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及海水淡化技术领域，尤其是指一种海水温差能自然循环海水淡化装置及淡化方法。

背景技术

目前，随着人们对水资源需求的不断扩大，淡水资源缺乏问题逐渐凸显出来，现阶段世界上实现装机应用的海水淡化方法主要分为两大类：一是热处理过程，主要包括多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)；二是膜处理过程，如电渗析(ED)和反渗透(SWRO)。但是这两种方法都是以消耗电能或大量的燃料为代价的，随着能源的日益短缺，则会导致用这两种方法制备的淡水成本居高不下。因此寻求节能高效的造水方法途径势在必行。

海洋温差能储量巨大，是国际社会公认的最具开发潜力的能源之一，海洋温差能是由于太阳的辐射使海水表层与底层形成温差而存储的能量，我国海域辽阔，且大部分处于热带和亚热带区域。大陆海岸线长达18000公里，海洋面积470多万平方公里，海洋能资源十分丰富，海洋温差能运含量约1.5亿kW。海洋温差能是清洁的可持续能源，利用海洋温差能进行海水淡化对缓解当前能源短缺、淡水资源日益匮乏、生态环境恶化的现状起着十分积极的作用。

发明内容

为克服上述现有技术中存有的缺陷，本发明的目的在于提供一种海水温差能自然循环海水淡化装置，该装置利用自然循环作为驱动力，结构简单，节能效果显著。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种海水温差能自然循环海水淡化装置，包括闪蒸罐、冷凝器、储液罐及连接管路，闪蒸罐、冷凝器、储液罐通过连接管路依次连接，闪蒸罐上连接有真空泵，储液罐上连接有水泵，该真空泵及水泵均由供电装置供电，还包括有自然循环连通管，所述闪蒸罐的底部具有开口且该开口通入海水面以下，所述自然循环连通管的上部位于所述闪蒸罐内且下部通入海水面以下，且所述自然循环连通管通入海水面以下的深度大于所述闪蒸罐通入海水面以下的深度。

由于闪蒸罐内设有自然循环连通管，且闪蒸罐的底部具有开口且该开口通入海水面以下，当采用真空泵对闪蒸罐进行抽真空时，可使闪蒸罐内具有一定的真空度，受气压差影响，海水会从闪蒸罐的底部开口进入闪蒸罐内，因自然循环连通管通入海水面以下的深度大于闪蒸罐通入海水面以下的深度，由于深层海水的温度低于表层海水的温度，因而深层海水的密度大于表层海水的密度，受密度差影响，闪蒸罐内的海水会通过自然循环连通管排出，以形成自然循环，即闪蒸罐内海水的补给是利用表层温海水与深层冷海水之间的密度差形成的浮升力来实现，结构简单，充分利用了海水的温差能，节能效果显著；再者，由于采用真空泵对闪蒸罐进行抽真空，使闪蒸罐内具有一定的真空度，因而不需要额外的加热设备对闪蒸罐内的海水进行加热即可完成闪蒸，节省能源。

所述闪蒸罐的顶部为透明聚光罩，所述供电装置为太阳能电池，该太阳能电池位于闪蒸罐内且被放置于海水面上。透明聚光罩将汇聚后的太阳光通过高转化率的太阳能电池转换为电能，即通过聚光光伏技术将太阳能转化为电能，以供给真空泵、水泵使用，实现了装置的自给自足；且由于太阳能电池被密封放置在闪蒸罐内的海水面上，因而太阳能电池的底部会没入闪蒸罐内的海水内，因而可利用海水冷却太阳能电池，这样一方面可以解决太阳能电池的散热的问题，使得太阳能电池运行在最佳工况下，另一方面可以利用太阳能电池的这一部分热量加热闪蒸罐的海水，提高闪蒸罐产气量。

所述储液罐上设有液位计。液位计用于计算显示储液罐内淡水的液位，当储液罐内的淡水达到一定液位时，启动水泵将储液罐内的淡水抽取运输到陆面上，即可根据液位计完成对储液罐内淡水的抽取，实现自动控制。

一种海水温差能自然循环海水淡化方法，包括以下步骤：A.真空泵抽取闪蒸罐内的空气，使得海水进入闪蒸罐内进行闪蒸，获得水蒸气，且进入闪蒸罐内的海水会通过自然循环连通管排出，形成自然循环；B.水蒸气通过连接管路进入冷凝器内冷凝为淡水并储存在储液罐中。

还包括有步骤：透明聚光罩将汇聚后的太阳光通过太阳能电池转换为电能，太阳能电池内的电能供真空泵和水泵使用。

还包括以下步骤：设定储液罐中淡水的输出液位数值，当储液罐中淡水的液位等于或大于该输出液位数值时，启动水泵，收集淡水。

与以往技术相比，本发明所带来的有益效果有：

1.闪蒸罐内海水的补给是利用表层温海水与深层冷海水之间的密度差形成的浮升力来实现，结构简单，充分利用了海水的温差能，节能效果显著；