CN103553167B - 一种太阳能蒸发海水淡化装置 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能蒸发海水淡化装置，涉及一种海水淡化装置。以解决现有海水淡化技术投资大、造价高、能耗高、对海水的预处理要求高、严重依赖化石、电力能源以及不利于水蒸气的形成的问题。本发明的疏水薄膜密封覆盖在薄膜骨架上，海水储槽设置在疏水薄膜的下端，海水入水管穿设在疏水薄膜的下部，浓海水排出管穿设在海水储槽的下部，集水槽设置在海水储槽和疏水薄膜的交汇处，集水箱竖直设置在海水储槽内，且集水箱的上端面与集水槽在同一平面上，淡化水出水管穿设在集水箱的下部，所述排气管竖直穿设在疏水薄膜的上端，曝气头设置在海水储槽内，进气管穿设在海水储槽内并与曝气头连接。本发明用于海水淡化。

Description

一种太阳能蒸发海水淡化装置
技术领域
本发明涉及一种海水淡化装置，具体涉及一种太阳能蒸发海水淡化装置。
背景技术
淡水是人类社会赖以生存和发展的基本物质之一，是国民经济和社会可持续发展的关键因素。目前缺水问题已引起全世界范围的广泛关注。海水是目前最大的水资源库，但目前不能直接饮用或利用。目前的海水淡化技术主要包括低温多效、多级闪蒸和反渗透技术。这些技术方法已经在很多地区实现了工业化应用，但都要严重依赖并消耗大量的燃料或电力。据估计，每天生产10,000m3的淡化水，每年需要消耗原油130万吨，由此而引起的是地球的温室效应、空气污染等环境问题和化石能源枯竭的问题。此外，对于无可靠能源供应的海岛地区，淡水供应更加重要。因此，寻求用太阳能来进行海水淡化，必将受到人们的青睐。现有海水淡化技术投资大、造价高、能耗高、对海水的预处理要求高、严重依赖化石、电力能源的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能蒸发海水淡化装置，以解决现有海水淡化技术投资大、造价高、能耗高、对海水的预处理要求高、严重依赖化石、电力能源以及不利于水蒸气的形成的问题。进而提供一种太阳能蒸发海水淡化装置。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
太阳能蒸发海水淡化装置，包括蒸发室、集水系统、排气管和布气系统，所述蒸发室包括薄膜骨架、疏水薄膜、海水储槽、海水入水管和浓海水排出管，疏水薄膜密封覆盖在薄膜骨架上，海水储槽设置在疏水薄膜的下端，海水入水管穿设在疏水薄膜的下部，浓海水排出管穿设在海水储槽的下部，所述集水系统包括集水槽、集水箱和淡化水出水管，集水槽设置在海水储槽和疏水薄膜的交汇处，集水箱竖直设置在海水储槽内，且集水箱的上端面与集水槽在同一平面上，淡化水出水管穿设在集水箱的下部，所述排气管竖直穿设在疏水薄膜的上端，所述布气系统包括进气管和曝气头，曝气头设置在海水储槽内，进气管穿设在海水储槽内并与曝气头连接。
本发明相对于现有技术的有益效果如下：
1、本发明采用太阳能资源实现海水淡化，能耗低，结合气体流动形成的负压对海水曝气，强化了水蒸气的生成，有效的避免了对海水的预处理要求高、严重依赖化石、电力能源的问题。
2、本发明的热效率提高了40-70％，产水率为5-35L/d。
3、本发明重量轻，仅为4-10公斤，便于携带、安装和拆卸。
4、本发明的结构简单，易于实现，生产成本低。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式包括蒸发室、集水系统、排气管1和布气系统，所述蒸发室包括薄膜骨架4、疏水薄膜5、海水储槽8、海水入水管2和浓海水排出管3，疏水薄膜5密封覆盖在薄膜骨架4上，海水储槽8设置在疏水薄膜5的下端，海水入水管2穿设在疏水薄膜5的下部，浓海水排出管3穿设在海水储槽8的下部，所述集水系统包括集水槽6、集水箱7和淡化水出水管12，集水槽6设置在海水储槽8和疏水薄膜5的交汇处，集水箱7竖直设置在海水储槽8内，且集水箱7的上端面与集水槽6在同一平面上，淡化水出水管12穿设在集水箱7的下部，所述排气管1竖直穿设在疏水薄膜5的上端，所述布气系统包括进气管11和曝气头10，曝气头10设置在海水储槽8内，进气管11穿设在海水储槽8内并与曝气头10连接。
具体实施方式二：结合图1说明，本实施方式疏水薄膜5为聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚丙烯薄膜。如此设置本实施方式，目的是保证对蒸发海水的密封，同时上述材料易于取材，成本低廉。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明，本实施方式薄膜骨架4为三角型薄膜骨架。如此设置本实施方式，便于生产制造。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1说明，本实施方式薄膜骨架4为塑料或金属薄膜骨架。如此设置本实施方式，便于根据不同使用条件，选取塑料或金属薄膜骨架，使用更加灵活、人性化。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1说明，本实施方式三角型薄膜骨架与水平面之间的夹角为30°-75°。如此设置本实施方式，便于利用太阳能资源实现海水淡化，强化了水蒸气的生成，提高了装置的热效率和淡水产量。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一或四相同。
本发明在实施过程中，具体情况如下：
本实施方式的薄膜为聚乙烯，安装角度30°，海水储槽容积2m3,有效表面积4m2，排气管高度2m，直径4cm。在北纬10-30°冬季和夏季产水率分别为2-4L/d和5-10L/d。
本实施方式的薄膜为聚乙烯，安装角度45°，海水储槽容积2m3,有效表面积4m2，排气管高度4m，直径4cm。在北纬10-30°冬季和夏季产水率分别为5-10L/d和10-25L/d。
本实施方式的薄膜为聚乙烯，安装角度30°，海水储槽容积2m3,有效表面积4m2，排气管高度5m，直径4cm。在北纬10-30°冬季和夏季产水率分别为4-8L/d和10-20L/d。
本实施方式的薄膜为聚丙烯，安装角度30°，海水储槽容积2m3,有效表面积6m2，排气管高度3m，直径4cm。在北纬10-30°冬季和夏季产水率分别为3-6L/d和7-15L/d。
本实施方式的薄膜为聚丙烯，安装角度60°，海水储槽容积2m3,有效表面积4m2，排气管高度4m，直径4cm。在北纬10-30°冬季和夏季产水率分别为5-10L/d和10-25L/d。
具体实施方式六：结合图1说明，本实施方式排气管1的高度为0.1-5m。如此设置本实施方式，便于根据不同的太阳能蒸发海水规模选用不同高度的排气管1。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一或五相同。
具体实施方式七：结合图1说明，本实施方式排气管1的直径为0.1-10cm。如此设置，便于根据不同的太阳能蒸发海水规模选用不同直径的排气管1。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：结合图1说明，本实施方式集水槽6为塑料、不锈钢或钛合金制成。如此设置，使用方便，易于取材。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：结合图1说明，本实施方式集水箱7为塑料、不锈钢或钛合金制成。如此设置，易于取材。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式八相同。
本发明的工作原理是：
本发明通过太阳光照射蒸发器对蒸发室进行加热，蒸发室内温度升高，海水储槽8内海水蒸发形成水蒸气，由于蒸发室内温度高于外界空气温度，因此蒸发室内水蒸气向上运动，在遇到疏水薄膜5时形成水滴，经疏水薄膜5内侧流到集水槽6内，然后收集到集水箱7内。排气管1排放上升气流，蒸发室内形成负压，底部的布气系统与外界空气联通，外界空气经布气系统的进气管11和曝气头10进入海水储槽8，然后形成气泡，气泡对海水储槽8内的海水起到搅拌作用，有利于水蒸气的形成。收集后的水在集水槽6内充分与海水储槽8内的海水进行热交换。实现蒸发海水淡化。

Claims (9)

1.一种太阳能蒸发海水淡化装置，其特征在于：所述海水淡化装置包括蒸发室、集水系统、排气管(1)和布气系统，所述蒸发室包括薄膜骨架(4)、疏水薄膜(5)、海水储槽(8)、海水入水管(2)和浓海水排出管(3)，疏水薄膜(5)密封覆盖在薄膜骨架(4)上，海水储槽(8)设置在疏水薄膜(5)的下端，海水入水管(2)穿设在疏水薄膜(5)的下部，浓海水排出管(3)穿设在海水储槽(8)的下部，所述集水系统包括集水槽(6)、集水箱(7)和淡化水出水管(12)，集水槽(6)设置在海水储槽(8)和疏水薄膜(5)的交汇处，集水箱(7)竖直设置在海水储槽(8)内，且集水箱(7)的上端面与集水槽(6)在同一平面上，淡化水出水管(12)穿设在集水箱(7)的下部，所述排气管(1)竖直穿设在疏水薄膜(5)的上端，所述布气系统包括进气管(11)和曝气头(10)，曝气头(10)设置在海水储槽(8)内，进气管(11)穿设在海水储槽(8)内并与曝气头(10)连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能蒸发海水淡化装置，其特征在于：所述疏水薄膜(5)为聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚丙烯薄膜。
3.根据权利要求2所述的太阳能蒸发海水淡化装置，其特征在于：所述薄膜骨架(4)为三角型骨架。
4.根据权利要求3所述的太阳能蒸发海水淡化装置，其特征在于：所述薄膜骨架(4)为塑料或金属骨架。
5.根据权利要求4所述的太阳能蒸发海水淡化装置，其特征在于：所述三角型骨架与水平面之间的夹角为30°-75°。
6.根据权利要求5所述的太阳能蒸发海水淡化装置，其特征在于：所述排气管(1)的高度为0.1-5m。
7.根据权利要求6所述的太阳能蒸发海水淡化装置，其特征在于：所述排气管(1)的直径为0.1-10cm。
8.根据权利要求7所述的太阳能蒸发海水淡化装置，其特征在于：所述集水槽(6)为塑料、不锈钢或钛合金制成。
9.根据权利要求8所述的太阳能蒸发海水淡化装置，其特征在于：所述集水箱(7)为塑料、不锈钢或钛合金制成。
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