[发明专利]一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置及淡化方法

说明书

本发明提供一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置及淡化方法，该装置由荧光聚光器、亲水材料、淡水收集管、冷凝腔、轻质气体、浓海水腔等几部分组成；太阳光从装置上部进入荧光聚光器，经其内部量子点反射沿着水平方向传递，在未涂反射涂层的设定出光口输出聚光器，直接加热设置在出光口附近的亲水材料中的海水，产生蒸发，产生的水蒸气进入到冷凝腔中，在冷凝腔中低摩尔质量的轻质气体作用下，向下运动，并在第一级淡水收集槽中被冷凝成淡水，释放的潜热加热第二级亲水材料中的海水，产生再次蒸发，并重复上述过程，实现能量多级利用。亲水材料中的海水由毛细效应和虹吸效应引入，并在重力作用下实现循环运动，避免了浓盐水中盐的形成。

技术领域

本发明属于太阳能利用技术领域，具体涉及一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置及方法。

背景技术

我国乃至世界许多地方都缺乏淡水，而在许多缺水的地区往往拥有丰富的太阳能和海水(苦咸水)资源，因此利用太阳能进行海水淡化的意义是不言而喻的。

近一百年来，人们为利用太阳能进行海水淡化付出了巨大努力，然而，太阳能海水淡化技术至今仍然不能大规模推广利用。一方面是它的经济性太差，无法与传统的工业化海水淡化系统相媲美。另一方面是现有的太阳能海水淡化技术还存在以下缺点：

(1)系统中各部件严重分离，结构复杂，不利于小规模生产和应用。集热器、储热器、管道及换热器，再到海水淡化器，部件众多而且相互分离。管路复杂会增加换热阻力，系统利用效率低。

(2)聚光装置体积庞大，聚光效率低，且通常需要配备跟踪系统，占地面积大，装置的经济性较差。

(3)海水淡化装置中装有的海水容量较大，热惰性高，降低了蒸发效率，还会对设备造成腐蚀。

(4)海水在蒸发过程中往往没有形成开放流动，随着水蒸气的蒸发，盐浓度升高甚至出现结晶。

(5)正向水蒸气流动方向的限制。热蒸汽通常是自下而上运动，而太阳光通常是在顶部获得，如何改变水蒸汽的流向，从而更好的进行太阳能的利用至关重要。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置及方法，该装置可漂浮在海面上，利用收集的太阳能直接生产淡水，特别适合于小规模和单元化的生产。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置，包括荧光聚光器、红外反射薄膜、量子点、反射涂层、出光口、吸光板、第一级亲水材料、第一级支撑网、第一级淡水收集槽、第二级亲水材料、外壳、隔水板、浮体、浓海水腔、过滤网、吸水体、冷凝腔、淡水收集管、轻质气体、冷凝底板、连通管、第二级淡水收集槽、第二级支撑网、透明玻璃面、海水槽、凸块，其中：

所述荧光聚光器包括红外反射薄膜、量子点、反射涂层、出光口；

所述荧光聚光器与海水淡化装置外壳密封连接，形成独立腔体；

所述荧光聚光器布置在一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置的上面，底部或侧面；

所述冷凝腔中布置有至少一级亲水材料，各级亲水材料从吸水体中将海水提升，利用荧光聚光器出光口的光线照射，产生水蒸气，而各级亲水材料上剩余的浓海水流动至浓海水腔中；

所述冷凝腔内充有摩尔质量小于水蒸气摩尔质量的不凝性的轻质气体，迫使水蒸气向下流动，从上到下的方向遇到淡水收集槽后冷凝产生淡水，而水蒸气的冷凝潜热用来加热紧贴在淡水收集槽底部的下一级亲水材料，产生的水蒸气自上而下继续流动，最终在冷凝底板上冷凝产生淡水，由淡水收集管进行淡水收集；

所述亲水材料均有支撑网进行支撑和固定；

所述冷凝底板的下方是海水，进行水蒸气的冷凝；