[实用新型]一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置

说明书

本实用新型公开了一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置,利用太阳能这种清洁绿色的能源对海水进行高效的淡化。整个海水淡化装置由海水槽、海水入口管、卡托、凹面反光板、亲水纳米纤维、淡水回收导管、淡水收集槽、盖板、套子等部分组成，集中成一个容器状装置。利用具有亲水性的纳米纤维将海水槽内的水引到纳米纤维顶部，应用太阳能聚光技术将太阳光汇聚在纳米纤维顶部使海水中的水新型快速蒸发，水蒸气上升至盖板发生液化，并沿盖板下流，最终由淡水回收导管引出收集。本实用新型根据煤油灯灯芯的工作原理，利用凹面反射版聚光原理将太阳光照集中于一点对海水进行高效快速蒸发，可以降低海水淡化成本、提高整体效率并且清洁无污染。

技术领域

本实用新型涉及海水淡化，特别是利用清洁太阳能，属于太阳能高效利用领域。

背景技术

随着世界经济的快速发展和全球人口激增，世界能源与淡水的消耗与日俱增，从而导致能源短缺、淡水资源匮乏、生态危机日益严峻。加之化石燃料的过度使用，环境污染给人们的生活带来了巨大的危害。海水淡化的方法有很多，如蒸馏法、反渗透法、冷冻法以及太阳能法等等。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原理如同海水受热蒸发形成云。反渗透法通常又称超过滤法，是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。反渗透法的最大优点是节能，它的能耗仅为蒸馏法的1/40。冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。上述方法的能量消耗和成本都相对较高。

太阳能是一种清洁绿色的能源，取之不尽用之不竭。传统太阳能利用主要有光伏和光热两种。光伏技术发展成熟应用广泛，但太阳能光伏电池在生产过程中对环境的损耗较大，是高能耗、高污染的生产流程。相比之下，太阳能光热利用是清洁生产过程，基本采用物理手段进行光电能量转换，对环境危害极小。顾名思义，太阳能光热利用技术就是利用太阳能聚光集热系统把来自太阳的光能集中起来，对导热介质进行加热，转换成热能进行存储利用。但由于储热效率低，发展不成熟，尚未大规模应用。近来，越来越多的关注重点是开发太阳能利用的新方法，如海水淡化、光化学反应、太阳能灭菌等等。

人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置是盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。目前，太阳能海水淡化大致分为热法和膜法。

公开号为CN105776386A的专利《一种太阳能海水淡化器》，提出通过采用利用太阳能使海水中的水分得到蒸发，冷凝之后回收利用。但该专利较为简易，没有对太阳光加以充分利用，太阳能浪费较多。

煤油灯为电灯普及之前的主要照明工具，以煤油作为燃料其结构是下面是个油壶，上面是灯盏，灯盏上是个灯芯柱，灯芯柱上有个齿轮可以通过把手转动。连接上下的就是“灯芯”了，它是由棉织物织成。煤油是灌在最下面的油壶里的，之所以煤油可以到达上部的灯芯头部，是通过灯芯编织物的细小的空隙往上供应的。

实用新型内容

本实用新型目的是根据油灯灯芯的工作原理，提出一种聚焦灯芯高效太阳能海水淡化装置及方法，应用模拟油灯灯芯的亲水性纳米纤维将海水引至一点，再利用凹面反射镜聚光原理将太阳光照集中该点对海水进行快速蒸发，将水蒸气液化后集中回收，实现高效海水淡化。此方法只利用低品位的太阳能作为动力，装置结构简单，有效提高海水蒸发效率、降低成本。