[发明专利]一种鼓泡式太阳能海水淡化装置及其海水淡化方法

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化技术，具体来说是一种鼓泡式太阳能海水淡化装置及其海水淡化方法。

背景技术

随着淡水资源的短缺，海水淡化技术日益受到各个国家的重视，目前许多国家已经将海水淡化作为解决淡水资源短缺问题的关键技术。

海水淡化就是将海水中的盐分和水分分离的过程,最终得到淡水和浓缩盐水,主要的传统海水淡化方法有蒸馏法、反渗透法、电渗析法、冷冻法、水合物法和溶剂萃取法等。其中反渗透法利用半透膜中分子晶格空隙对水及盐类溶解度的差异而将其分离；蒸馏法是利用海水中各组分的沸点不同从而实现水与盐组分的分离。目前蒸馏法已经实现工业化生产，但是传统的蒸馏法耗能高，经济效益低且存在海水淡化装置结构复杂，操作运行困难，海水腐蚀较大和换热效率低等问题。反渗透法以其设备结构简单，易于维护等优点已经逐渐取代蒸馏法成为目前海水淡化市场最广泛的应用技术。

鼓泡式太阳能海水淡化技术是以太阳能为能量，利用增湿除湿原理进行海水淡化的一门技术。其基本思想为利用空气通入热海水中形成气泡,在气泡上升的过程中吸收海水的热量和蒸发出的水蒸气,即为增湿过程；收集水蒸气，冷凝以获得淡水，即为除湿过程。但目前的鼓泡式太阳能海水淡化技术还存在较多缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、安装方便、淡化效果好的鼓泡式太阳能海水淡化装置。同时，本发明还提供了一种基于鼓泡式太阳能海水淡化装置的海水淡化方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种鼓泡式太阳能海水淡化装置，包括太阳能集热器、蒸发室、鼓泡器、鼓风机、冷凝室、淡水箱、冷却箱、蓄电池和太阳能光伏板；所述太阳能光伏板与蓄电池连接，此蓄电池与鼓风机连接，所述太阳能集热器通过热水泵与蒸发室连接，所述蒸发室上端与冷凝室的蒸汽入口连通；所述冷凝室的出水口与淡水箱连通，所述冷凝室的出气口通过鼓风机与鼓泡器连接，所述鼓泡器安装于蒸发室的底面；所述冷却箱通过换热管与冷凝室连接；

所述冷凝室内具有冷凝腔，所述冷凝腔设有多张换热板，相邻两张换热板的一端分别固定于冷凝室的两边内壁以使冷凝腔形成反复弯曲的冷凝通道，所述换热管的一端插入冷凝通道，且所述换热管的侧壁紧贴的换热板的侧面。

优选的，所述冷凝室的底面的水平高度自冷凝室的蒸汽入口沿冷凝室的出水口方向逐渐降低。

优选的，所述蒸发室和冷凝室一体成型，所述淡水箱安装于冷凝室的下方。

优选的，所述淡水箱通过抽屉式结构安装于冷凝室的下方。

优选的，所述蒸发室、冷凝室和淡水箱安装于一起呈长方体状。

优选的，所述的鼓泡式太阳能海水淡化装置还包括控制器，所述太阳能集热器包括多根集热管和保温水箱，多根集热管均与保温水箱连接，所述保温水箱通过热水泵与蒸发室连接；所述保湿水箱内设有温度计和液位计，此温度计和液位计均与控制器连接；所述控制器与热水泵连接。

优选的，所述蒸发室设有换水机构，所述换水机构包括浮球液位开关和继电器，所述浮球液位开关安装于蒸发室的侧壁，所述浮球液位开关通过继电器与控制器连接。

优选的，所述鼓泡器包括至少10组的鼓泡头，所有的鼓泡头均均匀的安装于蒸发室的底面，且所有的鼓泡头均与鼓风机连接。

一种基于上述的鼓泡式太阳能海水淡化装置的海水淡化方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)收集的海水直接注入于太阳能集热器，太阳能集热器直接对海水进行加热，以令海水升温至85℃～90℃；

2)热水泵将在太阳能集热器中已经完成升温的海水抽到蒸发室内，此时鼓风机驱动，以使鼓泡器在蒸发室的海水底部产生气泡，此气泡自蒸发室的海水底部上升溢出蒸发室的海水水面而形成蒸汽，此蒸汽再依次经过蒸发室的上端出口及冷凝室的蒸汽入口后进入冷凝室的冷凝腔内；

3)进入冷凝腔的蒸汽通过换热管与冷却箱进行热交换，蒸汽迅速降温，则蒸汽中的淡水与气体分离，分离出来的淡水从冷凝室的出水口流入淡水箱，而分离出来的气体被鼓风机从冷凝室的出气口抽出再次送至鼓泡器。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

1、本发明主要采用太阳能集热器、蒸发室、鼓泡器、冷凝室、淡水箱、冷却箱、蓄电池和太阳能光伏板，其中冷凝室中的冷凝腔利用换热板形成冷凝通道，这提高了蒸汽的除湿效果，即提高了水气分离的效果，从而提高了海水淡化的效果。