[发明专利]基于碟式聚光的太阳能风能互补驱动多效含盐水淡化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种盐水淡化装置，具体涉及一种多效含盐水淡化装置，属于太阳能风能互补利用技术领域。

背景技术

安全充足的淡水是人类进步和社会发展的必需条件之一，虽然地球表面70％覆盖着水体，但其中97.5％属于不能被直接饮用的含盐水，对含盐水进行淡化处理是解决淡水危机的有效途径之一。工业化含盐水淡化处理技术主要包括反渗透法、多级闪蒸发、多效蒸馏法等，但是在对含盐水处理过程中所需驱动能主要以化石能源为主，而且需要规模化运行、建造成本大、对维护要求高，释放出大量温室气体，不适合分布式、小型化淡水的制备。

利用缺水地区所拥有的丰富太阳能资源对含盐水淡化的技术可以克服上述工业化含盐水淡化技术所具有的缺点，同时可以实现淡水制备建造成本低、适合于分布式小型化应用。但太阳能含盐水淡化处理技术却无法克服太阳能利用中不可避免的供能间歇问题，考虑同为可再生能源的风能可以与太阳能在供能时间和方式上实现互补驱动，从而改善了可再生能源含盐水淡化装置运行过程中供能间歇的技术瓶颈。

专利申请201610160581.4提出一种风能太阳能海水淡化装置，其利用风能产生电能进而存储在蓄电池内加以利用，使得所收集的风能转化为热能的过程复杂，导致系统能量转化效率不高。专利201310164208.2涉及一种太阳能风能低压海水淡化装置，太阳能和风能用来发电驱动抽气装置为海水蒸发提供低压环境，但系统没有多次回收蒸汽凝结释放的潜热。

发明内容

有鉴于此：本发明提供了一种基于碟式聚光的太阳能风能互补驱动含盐水蒸馏淡化装置，能够实现太阳能制热和风能制热互补蒸馏含盐水淡化，转化过程简单直接，转化效率高；且多次高效吸收水蒸气凝结潜热，高效节能。

所述的基于碟式聚光的太阳能风能互补驱动多效含盐水淡化装置：包括:碟式聚光器、蒸发腔、两个以上冷凝盘、旋转轴和搅拌叶片；

所述蒸发腔底部为装有含盐水的半球玻璃壳，含盐水内混掺有黑色多孔吸光颗粒；所述半球玻璃壳位于碟式聚光器焦斑位置；一端固接有搅拌叶片的旋转轴位于所述蒸发腔内；

所述碟式聚光器由两个以上反射板组成，每个反射板能够绕其自身对称轴线转动，当两个以上反射板依次对接形成盘式结构时作为碟式聚光器反射太阳光；当每个反射板绕其自身对称线转动设定角度后，作为风轮叶片，能够在来流风的驱动下转动，并通过旋转力臂带动所述旋转轴绕其轴线转动，以通过搅拌叶片搅拌蒸发腔底部的含盐水；

所述蒸发腔内搅拌叶片上方沿竖直方向依次设置有两个以上冷凝盘，冷凝盘通过轴承支撑在旋转轴上；每个冷凝盘内均盛有含盐水，通过进水管向所述冷凝盘和蒸发腔底部注含盐水；每个冷凝盘的下表面均设置有与淡水输出管连通的淡水收集槽。

还包括二次抛物聚光器；所述二次抛物聚光器罩在所述半球玻璃壳外部，且二次抛物聚光器的焦斑位于半球玻璃壳处。

每个冷凝盘均设置有一个自动进水开关，所述自动进水开关包括：进水柱塞和浮球，每个冷凝盘上设置有水口作为位于其下方的冷凝盘的进水口；所述进水柱塞的一端与所述进水口配合，能够堵塞或打开进水口，另一端连接浮球；其中位于最下方的冷凝盘的自动进水开关的浮球位于蒸发腔底部含盐水的液面上，其余冷凝盘的自动进水开关的浮球位于其下方的冷凝盘的液面上；进水管设置在蒸发腔内最上方的冷凝盘的上方。

在每两个冷凝盘之间增加冷凝盘管，每个冷凝盘管外对应设置一个淡水收集盘；所述冷凝盘管通过进料管串联在一起，进料管的一端通过设置有水泵的管路与含盐水箱相连，另一端与进水管相连。

有益效果：

(1)本装置通过结构变化可以实现太阳能含盐水蒸馏淡化和风能驱动制热蒸馏淡化的有效切换，充分利用太阳能和风能在供能上的时间互补性，最大程度克服了可再生能源含盐水淡化应用间歇性的缺点，达到了风能和太阳能互补驱动产水的目的。

(2)本装置在对含盐水淡化过程中，直接将太阳能和风能两种低品位能源转化为低品位能源(热能)，没有进行其他高品位能源(比如：电能等)的过渡转化，转化过程简单直接，不存在高能低用的缺陷，转化效率高。

(3)本装置利用受热水蒸气向上浮升特点，沿水蒸气浮升方向布置多个盛水冷凝盘，多次回收水蒸气冷凝时释放的潜热，能够实现水蒸气所含热量分级多次利用，具有鲜明的高效、节能特点。