[发明专利]一种吸附式空气取水实验装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种吸附式空气取水实验装置，包括从上往下依次连接且内腔相互连通的吸附床壳、空气缓冲通道、冷凝器、排气集水盒和集水瓶；吸附床壳的顶部入口处设有风机，吸附床壳的内腔设有吸附床，在吸附床内部均匀分布地设有吸附床换热盘管；储热水箱通过吸附床热水环路与吸附床换热盘管相连通，储冷水箱通过吸附床冷却水环路与吸附床换热盘管相连通，冷凝器内腔中设有冷凝翅片式换热器，冷凝翅片式换热器通过冷凝水环路与储冷水箱相连通；储热水箱内部设有热水换热盘管和电加热装置，储冷水箱内设有低温水换热盘管。本发明同时还提供了利用一种吸附式空气取水实验装置的使用方法用以持续地从空气中再生取水。

技术领域

本发明涉及空气取水技术领域，具体涉及一种吸附式空气取水实验装置。

背景技术

随着淡水资源短缺形势不断严峻，取水技术层出不穷。现有的取水技术广泛专注于地表水的开发和利用，但是，地表水资源在空间上的分布极不均匀，而且随着工、农业的快速发展和污染问题的持续加剧，地表的淡水资源难以满足人民生产和生活的需要。因此，寻求新的水源和深入开发新的取水技术是目前该领域的焦点。

空气的含水量巨大，据统计约为地表江河水总量的6倍。由于大气水循环的存在，空气中的淡水资源可视为源源不断。此外，从空气中取出的水的洁净度主要取决于空气的洁净度。空气取水技术常采用直接冷凝法和仿生集雾法。但前者的制冷功耗非常大，而且在露点温度低于4.5℃的环境下难以实现取水；后者虽无需额外耗能，但取水量小，需要大面积的集水材料才能保证取水量，而且对取水环境要求高。Peters等在《The InternationalJournal of Life Cycle Assessment》(《全生命周期国际评估期刊》)上发表的《Environmental assessment of air to water machines—triangulation to managescope uncertainty》(2013,18(5):1149-1157)；Park等在《Nature》(《自然》)期刊上发表的《Condensation on slippery asymmetric bumps》(2016,531(7592),78-82)。

吸附式空气取水技术利用吸附剂的吸放湿特性，有效提高了被处理空气的水蒸气分压力，可实现低露点环境下的取水，还能利用太阳能和工业废热等低品位热能实现吸附剂的再生，是一种绿色高效的空气取水方式。Peeters等在《Environmental Science:WaterResearchTechnology》(《环境科学：水研究与技术》)期刊上发表的Energy performanceand climate dependency of technologies for fresh water production fromatmospheric water vapour(2020,6,2016-2034)；Feng等在《Cell Reports PhysicalScience》(《物理学细胞研究》)期刊上发表的A regulation strategy of sorbentstepwise position for boosting atmospheric water harvesting in arid area(2021)。