[发明专利]一种基于光热蒸馏材料的太阳能聚光蒸发装置及其使用方法

说明书

一种基于光热蒸馏材料的太阳能聚光蒸发装置及其使用方法，它涉及一种太阳能聚光蒸发装置及其使用方法。本发明要解决现有蒸发淡化装置蒸发速率低，且无预处理工序的问题。一种基于光热蒸馏材料的太阳能聚光蒸发装置，它包括预处理水箱、聚光蒸发室和淡水箱；方法：一、自预处理水箱顶部输入的水经抽屉式过滤层过滤及吸附预处理，得到预处理后的水体；二、预处理后的水体通过管道输送至蒸发杯内；三、蒸发杯内的预处理后的水体被光热蒸馏材料吸收受热蒸发，水蒸气在半球形玻璃罩内表面冷凝受重力滑落至水槽被收集。本发明用于基于光热蒸馏材料的太阳能聚光蒸发装置及其使用。

技术领域

本发明涉及一种太阳能聚光蒸发装置及其使用方法。

背景技术

人类可利用的淡水资源仅占全球水资源的0.26％，缺水问题限制着许多地区的发展。蒸馏淡化自然水体，如海水，是缓解水资源短缺问题的有效方式，但传统自然水体淡化方式能耗大，并且产生巨大的温室气体排放量。此外，一些地区无法为大规模的传统自然水体淡化提供充足电力。利用可再生、绿色无污染、来源丰富的太阳能进行自然水体蒸馏淡化是一种清洁高效的净水措施。

目前的蒸发淡化装置一般将水体直接作为吸收太阳光热的物质进行加热，由于水体升温较慢，因而存在蒸发速率低的问题。其蒸发室普遍采用太阳光直接照射的方式接收光热，随着太阳高度角的变化，装置的整体的蒸发量会受到影响；进一步有装置通过光的反射等原理增加反射镜面使水面吸收的光热增加，而大量反射镜面同时增加了装置的复杂性，且蒸发率上升水平仍较低。此外，目前的蒸发淡化装置大多无预处理工序，并未对水进行分级处理，在低蒸发效率(无光照)时甚至无法对水进行初步处理，难以满足基本用水要求。若水源过于浑浊，蒸发室中易沉积污染物，不利于整体系统运行效率和净化性能的提高。

发明内容

本发明要解决现有蒸发淡化装置蒸发速率低，且无预处理工序的问题，进而提供一种基于光热蒸馏材料的太阳能聚光蒸发装置及其使用方法。

一种基于光热蒸馏材料的太阳能聚光蒸发装置，它包括预处理水箱、聚光蒸发室和淡水箱；

所述的预处理水箱内的中部设置抽屉式过滤层；

所述的聚光蒸发室由菲涅尔透镜、半球形玻璃罩、蒸发杯、环形水槽、光热蒸馏材料及保温层组成；所述的聚光蒸发室由上至下依次设置菲涅尔透镜、半球形玻璃罩及蒸发杯，且蒸发杯设置于环形水槽中部，环形水槽与半球形玻璃罩边缘相接触；

所述的预处理水箱下部通过管道与蒸发杯下部相连通；所述的蒸发杯内的水体上漂浮光热蒸馏材料；所述的环形水槽通过管道与淡水箱相连通；

所述的预处理水箱的底部位于菲涅尔透镜焦点所在水平面上。

一种基于光热蒸馏材料的太阳能聚光蒸发装置的使用方法，它是按以下步骤进行的：

一、在温度为5℃～40℃的条件下，自预处理水箱顶部输入的水经抽屉式过滤层过滤及吸附预处理，进水不连续，当预处理水箱内抽屉式过滤层下部空间充满时停止进水，当预处理水箱内抽屉式过滤层下部空间无水时，启动进水，且单次进水的速率控制在0.0175L/s～0.0185L/s，得到预处理后的水体；

二、预处理后的水体通过管道输送至蒸发杯内；

三、照射在菲涅尔透镜表面的太阳光聚集到蒸发杯内光热蒸馏材料上表面，蒸发杯内的预处理后的水体被光热蒸馏材料吸收受热蒸发，水蒸气在半球形玻璃罩内表面冷凝受重力滑落至环形水槽被收集，即完成一种基于光热蒸馏材料的太阳能聚光蒸发装置的使用方法。

本发明的有益效果是：

本发明将过滤吸附预处理技术、聚光蒸发技术和光热蒸馏材料技术相结合，提出一种基于光热蒸馏材料的太阳能聚光蒸发装置。抽屉式过滤层将输入的水进行预处理，延长了光热蒸馏材料的使用寿命和净水效率，采用菲涅尔透镜聚集更多的太阳光提高太阳能利用率，采用光热蒸馏材料吸收更多太阳热量，可增加蒸发速率，降低处理成本。