[实用新型]液固流化床吸收太阳能进行海水淡化的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及利用固体颗粒直接吸收太阳能作为热源进行海水淡化的系统和方法，属于太阳能海水淡化领域。

背景技术

目前工业化应用最为广泛的海水淡化技术包括多级闪蒸法、多效蒸发法和反渗透法。这些方法都要消耗大量的燃料和电力资源。利用可再生能源-太阳能进行海水淡化，可以避免大量燃料和电力资源消耗带来的能源和环境问题。

实用新型内容

本专利要解决的问题是：提供一种高效利用太阳能的方法来进行海水淡化，以解决现阶段海水淡化成本高、效率低的问题，降低对环境的污染，提高对太阳能的利用能力。现阶段的太阳能海水淡化主要利用的是表面式吸热，这样的吸热方式热损失大，吸收表面与海水的热交换效率低。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：本海水淡化系统包括括液固流化床、太阳能聚光装置、预热器、泵、气液分离器、压缩机、过滤器、淡水储液罐、海水储液罐。液固流化床由壳体和位于其中的液固两相吸热介质组成；壳体上部具有石英玻璃窗口；壳体分成下部空间和上部空间，液固两相吸热介质位于下部空间；壳体底部设置有与下部空间相通的海水进口和浓海水出口，壳体上部由下而上依次设置有与上部空间相通的溢出口和蒸汽出口。海水储液罐经过过滤器与预热器的冷端进口相连，预热器的冷端出口经过泵与液固流化床的海水进口相连；液固流化床的蒸汽出口与气液分离器入口相连，气液分离器的气相出口经过压缩机与预热器的热端进口相连，预热器的热端出口与淡水储液罐相连，气液分离器的液相出口与泵的输入端相连，液固流化床的溢出口与泵的输入端相连。

液固流化床吸收太阳能进行海水淡化系统的运行过程为：海水经过过滤器后进入系统，先由预热器进行预热，再由泵被打入液固流化床中，与液固流化床内的固体颗粒混合形成液固流化状态，聚焦后的太阳辐射透过石英窗口照射到液固流化床内，液固流化床内的固体颗粒吸收入射太阳辐射，同时流化的固体颗粒又将热量传递给海水，海水受热蒸发形成水蒸气；经气液分离器分离出来的水蒸气经过压缩机增压进入预热器预热海水，经冷凝后成为淡水进入淡水储液罐；经气液分离器分离出来的海水再次进入泵的入口进入循环；当液固流化床内的海水过多时，海水会从溢出口再次进入泵入口进入循环当系统运行一段时间过后，液固流化床下部的浓海水排出口会打开，以排出浓海水，降低液固流化床内海水的浓度。

海水由泵打入液固流化床中与内部的固体颗粒形成流态化运动。液固流化床内，大量被流化的固体颗粒表面构成了有效吸收太阳辐射的受热面。固体颗粒被太阳辐射加热温度升高，同时通过液固间的相间运动将热量传递给周围的海水，致使在其表面的海水蒸发。液固流化床内固体颗粒与海水之间的换热系数远高于表面式换热器的对流换热系数，另外由于颗粒群具有较大的比表面积，液固之间的换热面积较大。因此颗粒可快速有效地将太阳辐射传递给海水，极大的加快了海水蒸发过程。

蒸汽从液固流化床出来后经过加压再进入预热器预热海水，这样可以提高换热效率，以便于水蒸气完全冷凝下来得到淡水。

液固流化床壳体采用内部表面光滑的不锈钢材料制成，其外部由石棉保温层包裹，上部的石英玻璃即壳体的上部空间密封又能够使太阳辐射透射过去直接照射到固体颗粒上。

液固流化床吸收太阳能进行海水淡化系统中在溢出口以及浓海水排出口都安有隔网，以防止颗粒排除液固流化床外，且隔网的孔隙大小由颗粒的尺寸而定。

本实用新型利用固体颗粒作为太阳能的主要吸收介质，高效吸收太阳能，并将吸收的太阳辐射热能快速地传递给海水，致使海水蒸发产生水蒸气，水蒸气再冷凝过后得到淡水。本实用新型吸收太阳能的方式属于腔式吸收，相比于表面式吸收（如管式吸热器），其吸收过程中的热损失较小，吸收温度高。

附图说明

图1是本实用新型的一种液固流化床吸收太阳能进行海水淡化装置的系统结构图；

图2是液固流化床的结构示意图；

图中标号名称：1-太阳能聚光装置，2-液固流化床，3-气液分离器，4-压缩机，5-泵，6-淡水储液罐，7-预热器，8-过滤器，9-海水储液罐，10-石英玻璃窗口，11-蒸汽出口，12-溢出口滤网，13-溢出口，14-固体颗粒，15-壳体，16-浓海水出口滤网，17-浓海水出口，18-海水进口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例作详细说明。本实例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。