一种基于界面蒸发的太阳能海水淡化装置

本技术属于海水淡化，更具体地说，是涉及一种基于界面蒸发的太阳能海水淡化装置。

背景技术：

1、随着地球人口的不断增加，人均可用水量在不断减少，据预测，到2025年，全世界人口将增加至83亿，生活在水源紧张和经常缺水国家的人口将增加到30亿。我国淡水资源境况不容乐观，人均水资源占有量仅为世界人均的四分之三左右。随着人们消费方式的改变、生活水平的提高、农业灌溉的发展等问题，全世界的水资源使用量日益增多，为了应对淡水资源日益短缺的问题，越来越多的科研人员研究如何从丰富的海水资源中获取清洁水，以缓解淡水资源短缺问题。

2、太阳能界面蒸发技术相比于传统的海水淡化技术，设备简单，价格低廉，而且不需要消耗化石能源，绿色环保，近年来被认为是替代传统海水淡化技术中最有前途的技术之一。太阳能界面蒸发技术虽然耗能小，但相较于其他技术，产水量较少，由于太阳能界面蒸发技术的产水量与蒸发速率正相关，因此诸多学者将研究重点放在了如何合成具有高蒸发速率的光热转换材料上，而对太阳能界面蒸发装置的改进没有起到足够的重视，导致现有的太阳能界面蒸发装置的产水效率较低，对此设计了一种基于界面蒸发的太阳能海水淡化装置，用于提高产水效率。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于界面蒸发的太阳能海水淡化装置，通过真空泵制造低压环境降低水分蒸发条件，使用抛物型聚光器将太阳光聚集在界面蒸发器上，运用界面蒸发技术，减少热损失，提高太阳能利用率，加快水分蒸发，提高海水淡化效率。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种基于界面蒸发的太阳能海水淡化装置，包括太阳能界面蒸发装置、加压冷凝装置、输水装置和储水装置；

3、所述太阳能界面蒸发装置包括抛物型聚光器、透明盖板、真空泵、隔热泡沫板、输水棉芯、吸光蒸发膜、蒸发水箱、第一液位指示器；抛物型聚光器为碗状结构，碗口超上，透明盖板盖在碗口上，蒸发水箱与抛物型聚光器的底部连接，第一液位指示器与蒸发水箱连接，吸光蒸发膜设置在蒸发水箱的顶部，吸光蒸发膜的下面连接隔热泡沫板和输水棉芯；抛物型聚光器将太阳光汇聚在吸光蒸发膜上，吸光蒸发膜将太阳能转换成热量来蒸发水，输水棉芯为吸光蒸发膜供水，真空泵对抛物型聚光器抽气，使抛物型聚光器的气体压强降低；

4、所述加压冷凝装置包括水蒸气输送管道、加压风机、冷凝管、海水储存箱、海水补水管道、第一开关，水蒸气输送管道与抛物型聚光器联通，加压风机串联安装在水蒸气输送管道上，水蒸气输送管道与冷凝管联通，冷凝管设置在海水储水箱内，冷凝管的输出端延伸出海水储存箱后连接储水装置；海水储存箱上连接海水补水管道，第一开关串联连接在海水补水管道上；

5、所述储水装置包括淡水储存箱、第二开关、第二液位指示器、淡水出水管道；淡水储存箱与冷凝管的输出端联通，淡水出水管道与淡水储存箱联通，第二开关串联连接在淡水出水管道上，第二液位指示器安装在淡水储存箱上；

6、所述输水装置包括海水输水管道、第三开关、水泵、废水排出管道、第四开关、废水箱，海水输水管道的一端联通蒸发水箱，另一端联通海水储存箱，水泵和第三开关串联连接在海水输水管道上，废水排出管道与蒸发水箱联通，废水排出管道一端联通蒸发水箱，另一端联通废水箱，第四开关串联连接在废水排出管道上。

7、优选地，所述透明盖板为透明亚克力板或透明玻璃所制成的平板结构。

8、优选地，所述隔热泡沫板为聚乙烯泡沫或聚氨酯泡沫材质。

9、优选地，所述输水棉芯为脱脂棉，填充在隔热泡沫板的通孔处。

10、优选地，所述吸光蒸发膜为可吸收太阳光的碳基多孔材料。

11、优选地，所述冷凝管为铜管且呈螺旋结构。

12、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型通过真空泵制造相对低压环境，降低了水分蒸发条件，使用抛物型聚光器将太阳光聚集在界面蒸发器上，同时运用界面蒸发器，提高了太阳光的吸收效果，加快水分蒸发，然后运用加压风机将水蒸气加压并送入冷凝管中与海水储存箱中的海水进行换热，提高了冷凝效率，整体增加了淡水产量。

技术特征：

1.一种基于界面蒸发的太阳能海水淡化装置，其特征在于，包括太阳能界面蒸发装置、加压冷凝装置、输水装置和储水装置；

2.根据权利要求1所述的一种基于界面蒸发的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述透明盖板为透明亚克力板或透明玻璃所制成的平板结构。

3.根据权利要求1所述的一种基于界面蒸发的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述隔热泡沫板由聚乙烯泡沫或聚氨酯泡沫材质制成。

4.根据权利要求1所述的一种基于界面蒸发的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述输水棉芯为脱脂棉，填充在隔热泡沫板的通孔处。

5.根据权利要求1所述的一种基于界面蒸发的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述吸光蒸发膜由碳基多孔材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种基于界面蒸发的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述冷凝管为铜管且呈螺旋结构。

技术总结
本技术公开了一种基于界面蒸发的太阳能海水淡化装置，涉及海水淡化技术领域。包括太阳能界面蒸发装置、加压冷凝装置、输水装置和储水装置，所述太阳能界面蒸发装置利用太阳能使海水蒸发形成水蒸气，所述加压冷凝装置将水蒸气冷凝成水并送入淡水储存箱内储存，所述输水装置输将海水输入蒸发水箱及海水储存箱内，并将废水输入废水箱中，输水储水装置储存淡化后的海水。本技术通过真空泵制造低压环境降低蒸发条件，运用界面蒸发技术，提高太阳能利用率，加快海水蒸发成为水蒸气，使用加压风机降低冷凝条件，利用冷凝管将水蒸气进行冷凝并与海水进行换热，提高了海水淡化效率。

技术研发人员：刘忠宝,孙巍铭,马艳飞
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：20230525
技术公布日：2024/3/17