CN103910398A - 液固流化床吸收太阳能进行海水淡化的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液固流化床吸收太阳能进行海水淡化的系统及方法，属于太阳能海水淡化技术领域。该系统包括：太阳能聚光装置、液固流化床、泵、压缩机、预热器、过滤器、气液分离器、储液罐。太阳能聚光装置将太阳光聚焦后直接照射到液固流化床内，利用固体颗粒来吸收太阳热辐射，加热液固流化床内的海水，液固流化床内产生的水蒸气经过压缩后，压力和温度升高，进入预热器去预热即将进入液固流化床中的海水并且冷凝下来得到淡水。本发明系统在常压下运行，系统利用液固流化床中具有高吸收率的固体颗粒吸收太阳热辐射，同时利用液固流化床内液固之间的高效换热，提高海水的蒸发效率。

Description

液固流化床吸收太阳能进行海水淡化的系统及方法
技术领域
本发明涉及利用固体颗粒直接吸收太阳能作为热源进行海水淡化的系统和方法，属于太阳能海水淡化领域。
背景技术
目前工业化应用最为广泛的海水淡化技术包括多级闪蒸法、多效蒸发法和反渗透法。这些方法都要消耗大量的燃料和电力资源。利用可再生能源-太阳能进行海水淡化，可以避免大量燃料和电力资源消耗带来的能源和环境问题。
发明内容
本专利要解决的问题是：提供一种高效利用太阳能的方法来进行海水淡化，以解决现阶段海水淡化成本高、效率低的问题，降低对环境的污染，提高对太阳能的利用能力。现阶段的太阳能海水淡化主要利用的是表面式吸热，这样的吸热方式热损失大，吸收表面与海水的热交换效率低。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：本海水淡化系统包括括液固流化床、太阳能聚光装置、预热器、泵、气液分离器、压缩机、过滤器、淡水储液罐、海水储液罐。液固流化床由壳体和位于其中的液固两相吸热介质组成；壳体上部具有石英玻璃窗口；壳体分成下部空间和上部空间，液固两相吸热介质位于下部空间；壳体底部设置有与下部空间相通的海水进口和浓海水出口，壳体上部由下而上依次设置有与上部空间相通的溢出口和蒸汽出口。海水储液罐经过过滤器与预热器的冷端进口相连，预热器的冷端出口经过泵与液固流化床的海水进口相连；液固流化床的蒸汽出口与气液分离器入口相连，气液分离器的气相出口经过压缩机与预热器的热端进口相连，预热器的热端出口与淡水储液罐相连，气液分离器的液相出口与泵的输入端相连，液固流化床的溢出口与泵的输入端相连。
液固流化床吸收太阳能进行海水淡化系统的运行过程为：海水经过过滤器后进入系统，先由预热器进行预热，再由泵被打入液固流化床中，与液固流化床内的固体颗粒混合形成液固流化状态，聚焦后的太阳辐射透过石英窗口照射到液固流化床内，液固流化床内的固体颗粒吸收入射太阳辐射，同时流化的固体颗粒又将热量传递给海水，海水受热蒸发形成水蒸气；经气液分离器分离出来的水蒸气经过压缩机增压进入预热器预热海水，经冷凝后成为淡水进入淡水储液罐；经气液分离器分离出来的海水再次进入泵的入口进入循环；当液固流化床内的海水过多时，海水会从溢出口再次进入泵入口进入循环当系统运行一段时间过后，液固流化床下部的浓海水排出口会打开，以排出浓海水，降低液固流化床内海水的浓度。
海水由泵打入液固流化床中与内部的固体颗粒形成流态化运动。液固流化床内，大量被流化的固体颗粒表面构成了有效吸收太阳辐射的受热面。固体颗粒被太阳辐射加热温度升高，同时通过液固间的相间运动将热量传递给周围的海水，致使在其表面的海水蒸发。液固流化床内固体颗粒与海水之间的换热系数远高于表面式换热器的对流换热系数，另外由于颗粒群具有较大的比表面积，液固之间的换热面积较大。因此颗粒可快速有效地将太阳辐射传递给海水，极大的加快了海水蒸发过程。
蒸汽从液固流化床出来后经过加压再进入预热器预热海水，这样可以提高换热效率，以便于水蒸气完全冷凝下来得到淡水。
液固流化床壳体采用内部表面光滑的不锈钢材料制成，其外部由石棉保温层包裹，上部的石英玻璃即壳体的上部空间密封又能够使太阳辐射透射过去直接照射到固体颗粒上。
液固流化床吸收太阳能进行海水淡化系统中在溢出口以及浓海水排出口都安有隔网，以防止颗粒排除液固流化床外，且隔网的孔隙大小由颗粒的尺寸而定。
本发明利用固体颗粒作为太阳能的主要吸收介质，高效吸收太阳能，并将吸收的太阳辐射热能快速地传递给海水，致使海水蒸发产生水蒸气，水蒸气再冷凝过后得到淡水。本发明吸收太阳能的方式属于腔式吸收，相比于表面式吸收（如管式吸热器），其吸收过程中的热损失较小，吸收温度高。
附图说明
图1是本发明的一种液固流化床吸收太阳能进行海水淡化装置的系统结构图；
图2是液固流化床的结构示意图；
图中标号名称：1-太阳能聚光装置，2-液固流化床，3-气液分离器，4-压缩机，5-泵，6-淡水储液罐，7-预热器，8-过滤器，9-海水储液罐，10-石英玻璃窗口，11-蒸汽出口，12-溢出口滤网，13-溢出口，14-固体颗粒，15-壳体，16-浓海水出口滤网，17-浓海水出口，18-海水进口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例作详细说明。本实例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明提出的一种利用液固流化床吸收太阳能进行海水淡化装置，如图1所示。本实施例包括：液固流化床2、太阳能聚光装置1、预热器7、泵5，压缩机4，气液分离器3，淡水储液罐6，海水储液罐9以及过滤器8。预热器的热端输出端输出淡水，预热器的冷段进口端加入海水。
太阳能聚光装置为太阳能提供装置，而且提供的经过聚焦过后的是高强度的太阳辐射。
液固流化床包括壳体、固体颗粒、石英玻璃窗口、溢出口、浓海水出口、蒸汽出口、海水进口组成。其中固体颗粒可以采用直径在0.3mm-6mm的黑色陶瓷颗粒，壳体采用不锈钢制成，外部由石棉保温层包裹。液固流化床上部装有一个压力计以便于监控液固流化床内部的压力。
液固流化床的溢出口与泵的进口相连，以便于将溢出的海水重新打入液固流化床中，溢出口与泵之间可以装有一个流速计，以便于监控溢出海水的流量。
泵的前端也可以装有一个流速计，以便于监控海水进入系统的流量。
本实例通过以下方式进行工作：海水经过过滤器8后进入预热器7预热，再由泵5打入液固流化床2中，海水与床内颗粒形成液固流化，液固两相吸收太阳能聚光装置1所产生的高强度太阳辐射照射之后产生水蒸气，水蒸气经过气液分离器，分离出的液相利用导管导到泵的前端重新打入液固流化床，气相经过压缩机5压缩后进入预热器7预热从过滤器中进入的海水，并且冷凝下来得到淡水。

Claims (4)

1.一种液固流化床吸收太阳能进行海水淡化的系统，其特征在于:包括液固流化床（2）、太阳能聚光装置（1）、预热器（7）、泵（5）、气液分离器（3）、压缩机（4）、过滤器（8）、淡水储液罐（6）、海水储液罐（9）；
液固流化床（2）由壳体（15）和位于其中的液固两相吸热介质组成；壳体（15）上部具有石英玻璃窗口（10）；壳体（15）分成下部空间和上部空间，液固两相吸热介质位于下部空间；壳体（15）底部设置有与下部空间相通的海水进口（18）和浓海水出口（17），壳体（15）上部由下而上依次设置有与上部空间相通的溢出口（13）和蒸汽出口（11）；
海水储液罐（9）经过过滤器（8）与预热器（7）的冷端进口相连，预热器（7）的冷端出口经过泵（5）与液固流化床（2）的海水进口（18）相连；液固流化床（2）的蒸汽出口（11）与气液分离器（3）入口相连，气液分离器（3）的气相出口经过压缩机（4）与预热器（7）的热端进口相连，预热器（7）的热端出口与淡水储液罐（6）相连，气液分离器（3）的液相出口与泵（5）的输入端相连，液固流化床（2）的溢出口（13）与泵（5）的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的液固流化床吸收太阳能进行海水淡化的系统，其特征在于：所述液固流化床壳体（15）采用内部表面光滑的不锈钢材料制成，其外部由石棉保温层包裹。
3.根据权利要求1所述的液固流化床吸收太阳能进行海水淡化的系统，其特征在于：所述的溢出口（13）以及浓海水出口（17）处均安有隔网。
4.根据权利要求1所述的液固流化床吸收太阳能进行海水淡化系统的海水淡化方法，其特征在于包括以下过程：海水经过过滤器（8）后进入系统，先由预热器（7）进行预热，再由泵（5）被打入液固流化床（2）中，与液固流化床（2）内的固体颗粒（14）混合形成液固流化状态，聚焦后的太阳辐射透过石英窗口（10）照射到液固流化床（2）内，液固流化床（2）内的固体颗粒吸收入射太阳辐射，同时流化的固体颗粒又将热量传递给海水，海水受热蒸发形成水蒸气；
从气液分离器（3）气相出口出来的水蒸气经过压缩机（4）增压进入预热器（7）预热海水，经冷凝后成为淡水进入淡水储液罐（6）；
从气液分离器（3）液相出口出来的海水再次经过泵（5）的入口进入循环；
当液固流化床（2）内的海水过多时，海水会从溢出口（13）再次进入泵（5）入口进入循环；
当系统运行一段时间过后，液固流化床（2）下部的浓海水排出口(17)会打开，以排出浓海水，降低液固流化床(2)内海水的浓度。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113233531A (zh) * 2021-04-14 2021-08-10 李逸笑 一种罐式太阳能海水淡化器
CN114294845A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 浙江高晟光热发电技术研究院有限公司 一种阶梯式固体颗粒吸热器

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2758657Y (zh) * 2004-11-30 2006-02-15 张耀明 腔式太阳能接收器
CN1757607A (zh) * 2004-10-09 2006-04-12 曾涛 二元封闭式能量循环海水淡化方法及装置
JP2006181516A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Sanyo Electric Co Ltd 太陽光発電利用の真水生成装置
CN101122422A (zh) * 2007-05-10 2008-02-13 中国科学院电工研究所 用于太阳能塔式热发电的流化床高温吸热器及其“吸热—储热”双流化床系统
CN102311149A (zh) * 2010-05-31 2012-01-11 张文知 机械压汽蒸馏全自然能海水和苦咸水淡化方法及其装置
CN102344178A (zh) * 2011-07-29 2012-02-08 北京工业大学 一种带蒸汽再热的热力蒸汽压缩蒸发脱盐系统与方法
CN102432132A (zh) * 2011-11-11 2012-05-02 沈阳创达技术交易市场有限公司 海水脱盐淡化方法
CN102966496A (zh) * 2011-09-02 2013-03-13 沈兴财 太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法
CN103423887A (zh) * 2013-08-05 2013-12-04 中国科学院电工研究所 太阳能热发电用流化床空气吸热器
CN203890083U (zh) * 2014-03-28 2014-10-22 南京航空航天大学 液固流化床吸收太阳能进行海水淡化的系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1757607A (zh) * 2004-10-09 2006-04-12 曾涛 二元封闭式能量循环海水淡化方法及装置
CN2758657Y (zh) * 2004-11-30 2006-02-15 张耀明 腔式太阳能接收器
JP2006181516A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Sanyo Electric Co Ltd 太陽光発電利用の真水生成装置
CN101122422A (zh) * 2007-05-10 2008-02-13 中国科学院电工研究所 用于太阳能塔式热发电的流化床高温吸热器及其“吸热—储热”双流化床系统
CN102311149A (zh) * 2010-05-31 2012-01-11 张文知 机械压汽蒸馏全自然能海水和苦咸水淡化方法及其装置
CN102344178A (zh) * 2011-07-29 2012-02-08 北京工业大学 一种带蒸汽再热的热力蒸汽压缩蒸发脱盐系统与方法
CN102966496A (zh) * 2011-09-02 2013-03-13 沈兴财 太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法
CN102432132A (zh) * 2011-11-11 2012-05-02 沈阳创达技术交易市场有限公司 海水脱盐淡化方法
CN103423887A (zh) * 2013-08-05 2013-12-04 中国科学院电工研究所 太阳能热发电用流化床空气吸热器
CN203890083U (zh) * 2014-03-28 2014-10-22 南京航空航天大学 液固流化床吸收太阳能进行海水淡化的系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113233531A (zh) * 2021-04-14 2021-08-10 李逸笑 一种罐式太阳能海水淡化器
CN113233531B (zh) * 2021-04-14 2023-09-12 李逸笑 一种罐式太阳能海水淡化器
CN114294845A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 浙江高晟光热发电技术研究院有限公司 一种阶梯式固体颗粒吸热器
CN114294845B (zh) * 2021-12-31 2023-10-03 浙江高晟光热发电技术研究院有限公司 一种阶梯式固体颗粒吸热器

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