[发明专利]一种用于太阳能光热蒸发海水淡化的圆筒型蒸馏器及方法在审

专利信息
申请号: 202010392617.8 申请日: 2020-05-11
公开(公告)号: CN111439804A 公开(公告)日: 2020-07-24
发明(设计)人: 骆周扬;申震;刘春红;祁志福;彭浩;蒋书涵;陈友顺 申请(专利权)人: 浙江浙能技术研究院有限公司;浙江浙能乐清发电有限责任公司
主分类号: C02F1/14 分类号: C02F1/14;C02F103/08
代理公司: 杭州九洲专利事务所有限公司 33101 代理人: 张羽振
地址: 311121 浙江省杭州市余*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 太阳能 光热 蒸发 海水 淡化 圆筒 蒸馏器 方法
【说明书】:

发明涉及用于太阳能光热蒸发海水淡化的圆筒型蒸馏器,包括隔热材料、光热转化材料、海水流动槽、玻璃圆弧罩、圆弧淡水收集槽和单元组合支架;玻璃圆弧罩与圆弧淡水收集槽连接组成圆筒型蒸馏器外壳,并呈倾斜放置于单元组合支架上,每个圆筒型蒸馏器单元在单元组合支架上并联连接。本发明的有益效果是:本发明由玻璃圆弧罩和圆弧淡水收集槽组成圆筒型蒸馏器,圆筒型蒸馏器内设置了海水流动槽,在隔热材料保温的蒸馏器中,光热转化材料受光照加热海水流动槽中的海水蒸发,蒸汽通过玻璃圆弧罩与环境进行热交换冷凝成淡水,汇集至圆弧淡水收集槽进行收集,实现大面积太阳能光热蒸发海水淡化,获得更高的太阳能利用率。

技术领域

本发明涉及海水淡化、光热蒸发领域,尤其涉及一种用于太阳能光热蒸发海水淡化的圆 筒型蒸馏器及方法。

背景技术

太阳能海水淡化热法技术主要利用太阳能的光热资源,加热海水发生相变蒸发后,通过 冷凝收集得到淡水。光-热太阳能海水淡化技术具有效率高、成本低廉且维护简单等优势,是 目前主流的太阳能海水淡化技术。热法太阳能海水淡化根据蒸发和冷凝方式不同可以分为太 阳能辅助的多效蒸发、多级闪蒸、热泵海淡、膜蒸馏、加湿除湿和太阳能蒸馏器,其中太阳 能蒸馏器占地面积小,较为独立,可满足单元化分布式的小型海水淡化应用需求。太阳能蒸 馏器按能量转化和物料变化可以分为三个部分:光-热转化部分、蒸发部分和冷凝部分,分别 对应能量和物料从“光”到“热”,“海水”到“蒸汽”和“蒸汽”到“淡水”的转化。传统 太阳能蒸馏器为集成式的太阳能蒸馏器,阳光穿过玻璃被海水和基底吸收,海水蒸发后在玻 璃内壁冷凝流至收集槽得到淡水,这些光-热转化、蒸发和冷凝过程均在一个容器中实现。虽 然太阳能蒸馏器结构简单易于制作,但是由于冷凝结构在不同光照角度时对光热材料的遮挡、 水面和玻璃表面对光的反射、大体积水体和蒸馏器的热损失等等因素的影响,产水效率较低, 因此需要对上述影响因素进行针对性的优化改进。

相关文献有:张学镭,卜跃刚,刘强等在电力科学与工程,2017,33(12):1-8.上刊载的 《太阳能海水淡化的新技术发展现状[J]》;Xiao,G.,Wang,X.,Ni,M.等在AppliedEnergy 103,642–652(2013).上刊载的《A review on solar stills for brinedesalination》。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种用于太阳能光热蒸发海水淡化的圆筒 型蒸馏器及方法。

这种用于太阳能光热蒸发海水淡化的圆筒型蒸馏器,包括隔热材料、光热转化材料、海 水流动槽、玻璃圆弧罩、圆弧淡水收集槽和单元组合支架;玻璃圆弧罩与圆弧淡水收集槽连 接组成圆筒型蒸馏器外壳,并呈倾斜放置于单元组合支架上,每个圆筒型蒸馏器单元在单元 组合支架上并联连接;海水流动槽通过流动槽支架固定在圆筒型蒸馏器内,海水流动槽内的 海水上覆盖隔热材料和光热转化材料。

作为优选:隔热材料包括热导系数≤0.1W/(m·K)的聚苯乙烯、聚氨酯疏水白色泡沫或 气溶胶;隔热材料覆盖在除玻璃圆弧罩以外的蒸馏器外表面以及蒸馏器内部的光热转化材料 与海水之间;隔热材料的厚度为1-6cm,其中为增加太阳光利用面积,圆筒型蒸馏器单元之 间的隔热材料厚度可适当减少。

作为优选:光热转化材料包括吸光率≥80%的单层或多层黑色染色纤维布,活性炭、石墨 烯、碳纳米管等碳基材料沉积布,纳米金、纳米银等等离子体沉积布,碳基材料掺混凝胶; 光热转化材料部分区域下端穿过隔热材料与海水接触,通过纤维布毛细作用汲取海水。

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