[发明专利]一种光热蒸汽转化装置及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及太阳能转化技术领域，尤其涉及一种光热蒸汽转化装置及其制备方法和应用。本发明提供了一种光热蒸汽转化装置，包括包裹有棉织物的泡沫隔热层和光热转化层；光热转化层包括棉织物层、位于所述棉织物层上表面的炭黑涂层和位于所述棉织物层下表面的疏水涂层；所述疏水涂层与包裹有棉织物的泡沫隔热层接触；所述疏水涂层的材料为聚偏氟乙烯共聚六氟丙烯和十七氟癸基三乙氧基硅烷的混合物。所述光热蒸汽转化装置中的疏水涂层和棉织物层可以构造粗糙度梯度和疏水‑亲水梯度，使所述光热蒸汽转化装置具有单向导水功能和隔热功能；使供水速率和吸收太阳能后水的蒸发量相匹配，降低热损耗，提高体系的利用率。

技术领域

本发明涉及太阳能转化技术领域，尤其涉及一种光热蒸汽转化装置及其制备方法和应用。

背景技术

传统的太阳能蒸馏方法是通过对整个水体进行加热的方式实现光学和热学的转换，但是由于光学损耗和热学损耗较大致使其太阳能蒸汽转化效率仅能达到30％～50％，在很大程度上限制了该项技术的进一步利用和发展。因此，光热蒸汽转化装置应运而生，由于其不消耗常规能源、无污染和所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们的重视。光热蒸汽转化通过加热气液蒸发界面处的水而非加热整个水体，从根本上消除了传统太阳能蒸馏技术能量转化率低的缺点，使太阳能蒸汽转化效率得到大幅度提高(80％)，大大降低了运行操作成本，使水净化成本更低更便捷。

申请号为201611045097.3的中国专利公开了一种可重复使用的还原氧化石墨烯基光热转化薄膜及其制备方法，其是首先在室温条件下，采用交联剂在搅拌和超声的作用下链接氧化石墨烯薄片，然后将混合后的分散液减压抽滤到混合纤维素滤膜上，再将制得的氧化石墨烯/混合纤维素薄膜在微波辅助下使用还原剂快速还原得到环氧氧化石墨烯基双层光热转化薄膜。蒸汽化性能测试表明，还原氧化石墨烯基双层光热转化薄膜在1kW/m²的光照下实现了60％的蒸汽化转化效率。循环测试结果表明，还原氧化石墨烯基双层光热转化薄膜在30次重复实验后仍保持了稳定的性能。所述光热转化薄膜可以直接将太阳能转化成蒸汽能，光热转化效率高，应用前景广阔，制备工艺简单，价格低廉，具有优异的机械稳定性和可重复使用性。

申请号为201210475016.9的中国专利公开了一种以聚太阳光为热源进行海水蒸馏淡化的海水表层移动式界面热解吸汽化方法及装置：通过吸水材料传送带的循环运行使处于吸附状态的自然海水移过太阳光汇聚的高能量密度区域并被迅速加热解吸汽化成海水淡化水蒸汽，其经冷凝成为海水淡化水；浓缩海水回复成自然海水后重新参与热解吸汽化。可实现海水淡化水的连续生产。同时还公开了海水淡化装置的结构包括U型蒸馏冷凝容器，双U型吸水材料传送带，淡化水收集管，淡化水储槽，淡化水蒸汽冷凝器和双轴跟踪平面透射式聚太阳光板。实现了基于热解吸机理的海水常压汽化，大幅度提高了太阳光热的利用效率、降低了海水淡化过程的能耗，投资成本低，便于广泛推广应用。

但是，上述装置的光热转化效率仍需进一步提升，能耗需进一步降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光热蒸汽转化装置及其制备方法和应用。所述光热蒸汽转化装置的光热转化效率高，不需要太阳光以外的额外能耗。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种光热蒸汽转化装置，包括包裹有棉织物的泡沫隔热层和光热转化层；

所述光热转化层包括棉织物层、位于所述棉织物层上表面的炭黑涂层和位于所述棉织物层下表面的疏水涂层；

所述疏水涂层与包裹有棉织物的泡沫隔热层接触；

所述疏水涂层的材料为聚偏氟乙烯共聚六氟丙烯和十七氟癸基三乙氧基硅烷的混合物。

优选的，所述聚偏氟乙烯共聚六氟丙烯和十七氟癸基三乙氧基硅烷的复合物中聚偏氟乙烯共聚六氟丙烯和十七氟癸基三乙氧基硅烷的质量比为(2～4)：(0～2)；

且所述十七氟癸基三乙氧基硅烷的质量不为0。