[发明专利]一种基于树木仿生的海水淡化系统

说明书

本发明公开了一种基于树木仿生的海水淡化系统，主要包括淡水储槽、半球壳收集装置、仿生叶片、仿生树干、支撑杆和仿生树根，半球壳收集装置由半球壳、半圆环体壳和淡水导管组成，半球壳底与环形凹槽通过内外螺纹连接，凹槽底部低于仿生叶片，半球壳收集装置通过支撑杆与仿生树跟顶板外伸端连接固定，半球壳收集装置整体倾斜；仿生叶片由叶片顶盖、仿生叶片亲水纤维膜、支撑板、仿生树干内亲水纤维和底盖组成，仿生树干由纤维膜和塑料管组成，仿生树根由树根周板、顶板、底板、泡沫浮板、吸水海绵组成。本发明相比于现有的海水淡化装置，成本低、可提高能量转化效率、装置结构简单、操作方便、可持续工作，将为海水淡化提供了一种全新的方式。

技术领域

本发明涉及一种基于树木仿生的海水淡化系统，涉及一种亲水纤维对水分的输运和界面蒸发的装置，属于清洁能源应用领域。

背景技术

海洋中水分储备充足，但是由于海水中还有多样盐，使得海水不能直接使用。海水淡化技术可以解决海水无法直接使用的问题，缓解我国淡水资源短缺的问题。从海水中取得淡水的过程为海水淡化。传统方式法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法。但这些方法都会对能源、人力进行消耗，且成本较高。目前有一种提出海水淡化装置(专利号：CN110407271A)利用挤压结构、加热支架、循环结构对海水进行流动循环，在管道内快速蒸发，但这样会使能源消耗加大；还有一种海水淡化装置(专利号：CN110143633A)利用太阳能电池将太阳能转化成电能，但存在结构复杂、成本较高、能量转化效率低的问题；也有一种风能海水淡化系统(专利号：CN108675402A)是将风能转化成电能进行海水淡化，也存在结构复杂、能量转化效率低。

基于大自然的启发，本专利提出一种基于树木仿生的海水淡化系统。采用纳米长纤维束作为类似于植物根系及导管的水分自然输运系统，然后将水分输送到各分支纤维束末端，在各分支纤维末端连接具有高亲水和高吸热能力的中华墨改性亲水纤维，在仿生树系统顶部覆盖具有收集装置，并用水管连接淡水储槽。可最大限度实现光热吸收体与被处理水体的间接接触，即减少单位光吸收体面积的热容量，最终提高了高效光热转化率和加速光热驱动的蒸腾作用。

本专利通过亲水纤维的毛细作用对水分实现反重力运输到蒸发材料界面，使海水在仿生叶片表面进行“蒸腾作用”，从而实现了海水淡化，这种方法整体结构简单、操作方便、节约能源、以及可长时间工作。

发明内容

本发明提出一种基于树木仿生的海水淡化系统，利用纤维的亲水性，将海水纵向运输至叶面，通过水分的蒸发凝结，变成淡水。本发明的系统整体结构简单、操作简单、节约能源以及可长时间连续进行海水淡化。

本发明一种基于树木仿生的海水淡化系统，主要包括淡水储槽、半球壳收集装置、仿生叶片、仿生树干、支撑杆和仿生树根，半球壳收集装置由半球壳、半圆环体壳、淡水导管组成，半球壳底与环形凹槽通过内外螺纹连接，凹槽底部低于仿生叶片，半球壳收集装置通过支撑杆与仿生树跟顶板外伸端连接固定，半球壳收集装置整体倾斜；仿生叶片由叶片顶盖、仿生叶片亲水纤维膜、支撑板、仿生树干内亲水纤维和底盖组成，仿生叶片亲水纤维膜包裹在支撑板外侧，仿生树干上端亲水纤维伸出一段长度，仿生树干亲水纤维与仿生叶片亲水纤维接触.叶片顶盖与底盖将内部纤维夹住，在周围孔通过塑料螺栓螺母固定；仿生树干上端外伸出的纤维膜与仿生叶片的纤维膜接触通过夹紧片夹紧，使得仿生叶片与仿生树干连接，仿生叶片互不遮挡；仿生树干由纤维膜和塑料管组成，仿生树干塑料管下端螺纹与仿生树根顶板螺纹孔配合连接。仿生树根由树根周板、顶板、底板、泡沫浮板、吸水海绵组成，树根周板、顶板、底板互相嵌入组装，通过仿生树根的顶板外伸端将泡沫浮板下压固定使整体漂在水面上。