[发明专利]一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置及方法

权利要求书

1.一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，包括：多级系统、海水循环泵(9)、太阳光圆弧反射罩(11)、海水储罐(12)和淡水储罐(13)；

其中，多级系统、海水循环泵(9)和海水储罐(12)首尾连接，形成环形回路；多级系统还与淡水储罐(13)连接；太阳光圆弧反射罩(11)包括支架、圆弧罩和反光层，所述反光层面向多级系统。

2.根据权利要求1所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，所述多级系统包括：光热转化材料(1)、传热底板(2)、海水层(3)、疏水膜(4)、循环单级蒸馏结构(5)、散热顶盖(6)、紧固件(7)、海水循环管(8)和淡水出水管(10)；

其中，循环单级蒸馏结构(5)包括自上而下叠加的疏水膜(4)、海水层(3)、传热底板(2)和淡水层；多级系统中的循环单级蒸馏结构按竖直方向叠加，位于多层系统底层的循环单级蒸馏结构(5)的传热底板(2)上固定有光热转化材料(1)；位于多层系统顶层的循环单级蒸馏结构(5)的海水层上方设有散热顶盖(6)和紧固件(7)；循环单级蒸馏结构(5)的左侧设有海水循环管(8)，循环单级蒸馏结构(5)的右侧设有淡水出水管(10)。

3.根据权利要求2所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，所述光热转化材料(1)在太阳光谱范围内的吸光率≥80％，所述光热转化材料(1)的厚度为0.1～2mm。

4.根据权利要求2所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，所述传热底板(2)表面具有防腐涂层，所述防腐涂层的厚度为0.1～2mm，所述防腐涂层的热导率大于150W/(m·K)。

5.根据权利要求2所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，所述疏水膜(4)的孔径为200～600nm，所述疏水膜(4)的材料为仅允许水蒸气通过的滤膜材料。

6.根据权利要求2所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，相邻两个循环单级蒸馏结构(5)之间通过橡胶垫圈与疏水膜(4)密封；所述循环单级蒸馏结构(5)的热导率小于0.05W/(m·K)。

7.根据权利要求2所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置，其特征在于，所述散热顶盖(6)为铝合金翅片板、辐射制冷盖板或附遮光顶板的金属散热盖板，所述散热顶盖(6)的热导率大于150W/(m·K)。

8.一种多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化方法，由权利要求1至7任一所述的多级太阳能光热膜蒸馏海水淡化装置执行，包括：

步骤1、海水储罐(12)中的海水经海水循环泵(9)和海水循环管输入至多级系统；

步骤2、多层系统底层的循环单级蒸馏结构(5)中的光热转化材料(1)，受光照加热传热底板(2)上的海水层(3)中的海水，产生蒸汽；

步骤3、蒸汽透过疏水膜(4)在下一级的循环单级蒸馏结构(5)的底部冷凝成淡水，同时加热该循环单级蒸馏结构(5)中的海水，产生蒸汽；重复该过程，直至蒸汽在顶层的循环单级蒸馏结构(5)上方的散热顶盖(6)处冷凝；

步骤4、多级系统中的淡水经淡水出水管(10)输出至淡水储罐(13)。