CN105253938B - 一种太阳能海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种太阳能海水淡化装置，包括真空泵、进水泵、太阳能接收池和低温多级蒸馏系统；太阳能接收池的出水口连接低温多级蒸馏系统；太阳能接收池包括多级串联的水池；水池使用镀膜的真空玻璃板构成顶棚；水池中设置有拦截过滤布；低温多级蒸馏系统包括多级串联的低温多效真空舱室；舱室内水平设置有蒸发冷凝换热板，其末端连接真空泵，其两端与舱室底部密封形成密封腔室；每两个舱室的连接面的下部开设有通水孔；前一级舱室的顶部与后一级的密封腔室底部连接有蒸汽管；密封腔室的底部开设有淡水流出口；真空泵使后级舱室的真空度低于前级舱室。实现降低造水成本、提高造水效率的技术效果。

Description

一种太阳能海水淡化装置

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，尤其涉及一种以太阳能为资源淡化海水的一种太阳能海水淡化装置。

背景技术

海水淡化技术是指获取海水，通过脱除海水中大部分盐类，使处理后的海水达到生活和生产用水标准的一种水处理技术。现有的海水淡化技术种类很多，包括“热法”、“膜法”和太阳能法；热法主要包括多效蒸馏、多级闪蒸、压气蒸馏等技术，膜法主要包括反渗透和电渗析等方法。

热法和膜法是目前符合规模生产的常用海水淡化方法，但目前热法和膜法的海水淡化技术的造水成本均在5元/吨左右，每吨水造价较高，不利于工业化推广。

太阳能法的基本原理是收集太阳能使海水温度上升加速表面海水蒸发，产生的水蒸气经过冷凝成为蒸馏水后收集形成淡水使用。现阶段，在太阳能海水淡化中，通常采用真空玻璃管作为集热器收集太阳能，集热器与储水箱和首效蒸馏器构成一个封闭的水循环；集热器接收太阳光后传入首效蒸馏器中。集热器将海水水温加热到90度左右，回水温度在70度以上，利用这20度的温差将原料海水温度从常温加热到70度以上，这使得原料海水升温温差大，终温温度不高，直接导致海水淡化水量下降，造水效率低下，为获得大的造水量，就相应要做成大型基地，这使得太阳能海水淡化的项目成本高而难以推广。并且，真空玻璃管采用架空的镀层真空玻璃管作为采光材料，内层管比外层管小，使得一部分太阳光直接穿过两个相邻的内管之间的间隙而浪费掉；玻璃管为圆形，太阳能入射角度变化大，使得部分光能被反射而浪费掉；为了尽可能多的收集太阳能，需要采用较多的真空玻璃管，也增加了太阳能海水淡化的成本。

发明内容

本发明提供了一种太阳能海水淡化装置，解决现有太阳能海水淡化技术中海水淡化造水效率低下、造水成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

提出一种太阳能海水淡化装置，包括真空泵、进水泵、太阳能接收池低温多级蒸馏系统；所述进水泵通过进水管路连接所述太阳能接收池的入水口；所述太阳能接收池的出水口连接所述低温多级蒸馏系统；所述太阳能接收池包括多级串联的水池；水池的池顶使用镀膜的平面真空玻璃板构成顶棚；水池中设置有多个拦截过滤布；且前级水池高于后级水池；所述低温多级蒸馏系统包括多级串联的低温多效真空舱室；低温多效真空舱室内水平设置有蒸发冷凝换热板，且蒸发冷凝换热板的末端连接管道穿过舱室连接于所述真空泵上，依靠所述真空泵的抽真空达到后级低温多效真空舱室的真空度高于前级低温多效真空舱室的真空度；所述蒸发冷凝换热板的两端与所述低温多效真空舱室的底部密封形成密封腔室；每两个低温多效真空舱室的连接面的下部开设有通水孔；相邻两级低温多效真空舱室中，前一级的顶部与后一级的密封腔室底部连接有蒸汽管；密封腔室的底部还开设有淡水流出口。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本申请实施例提出的太阳能海水淡化装置中，太阳能接收池由多级串联的水池组成，每个水池的顶棚为镀膜的平面真空玻璃，真空玻璃透光性能好而且隔热，并防止红外线反射，能够有效采光并阻隔热量流失，且真空玻璃相比现有技术中使用的真空玻璃管的成本低、集热面积大，能降低制造成本；而这种水池的设计增大了集热量后，就可以增大水流量，也就能够提高造水量。海水从前级水池向后级水池流动过程中开始升温，升温过程中开始结垢，一部分沉淀在池底，一部分被拦截过滤布拦截，拦截过滤布还能够拦截海水中的杂质；可见，该太阳能接收池结构简单，能够有效收集太阳能，并能省去其他海水淡化技术中对海水进行粗滤、精滤甚至微滤的预处理工序，也省去了其他海水淡化技术中为防止海水结垢增加化学药剂的步骤，有效收集太阳能还简化了工序，有利于提高造水效率，降低造水成本。

太阳能集热后的海水进入低温多级蒸馏系统中作为海水淡化的水源后，相比于现有技术，能够提升淡化效率，也就能提高造水量和造水效率。

初始海水被升温后，作为海水淡化的水源进入低温多级蒸馏系统中被降压而沸点降低产生一部分蒸汽，蒸汽进入下一级密封腔室内蒸发冷凝换热板的下方，海水进入下一级更低压力的低温多效真空舱室继续产生一部分蒸汽，同时换热板下方的蒸汽对其进行加热增加一部分蒸汽量，而蒸发冷凝换热板下方的蒸汽本身被冷凝生成淡水；接着舱室内的海水又进入其下一级更高真空度的低温多效真空舱室蒸发一部分，而蒸汽进入下一级密封腔室的蒸发冷凝换热板下方对上方的海水加热增加一部分蒸发量，蒸汽自身冷凝生成淡水，接着重复上述过程，逐次产生淡化水。可见，本系统的特点是初效较低，越往后效率越高。这种蒸发方式为浸润蒸发，不会出现时湿时干而集中结垢现象，并且有效的利用了蒸汽冷凝后散发的热量，经合理设计，即使中型淡化基地也能获得较高的淡化效数。

高温的海水进入低温多级蒸馏系统中后，由于后一级舱室的真空度大于前一级舱室的真空度，则后一级的海水沸点低于前一级海水沸点，使得海水水温逐级下降，使得海水结垢难度增大，所以可以提高海水进入低温多效真空舱室的温度使各级温差加大，提高淡化效率。

低温多效真空舱室中，蒸汽与上方的海水均处于大容器内，不存在降压的影响，因此不存在产生的蒸汽因水压降低而重新冷凝的现象，也不存在蒸汽因降压而无法冷凝的现象。

进一步的，所述蒸发冷凝换热板为一排连续W字形的折线结构板；该蒸发冷凝换热板的设计，在相同容积下，增大了传热面积，有效提高了传热效率；海水中产生的蒸汽能够及时离开蒸发冷凝换热板，蒸发冷凝换热板下方的蒸汽冷凝后的水珠沿着W字结构下斜面能够及时离开换热板，保持了蒸发冷凝换热板的高效换热能力；所述蒸发冷凝换热板的前端和末端均设置密封隔板，末端的密封隔板高度高于蒸发冷凝换热板的高度，确保蒸发冷凝换热板全浸没于海水中。

进一步的，所述多级串联的低温多效真空舱室为一整体舱室通过隔板分隔而成，所述通水孔开设于隔板的下部；所述各级低温多效真空舱室中的蒸发冷凝换热板为设置多个隔板形成多级的整体结构。使用隔板分隔整体形成多级的方法能够降低装置生产难度和降低制造成本。

进一步的，所述低温多级蒸馏系统中，从第二级低温多效真空舱室开始设置所述蒸发冷凝换热板。第一级低温多效真空舱室能够缓存被太阳能接收池升温的海水，并使海水在第一级低压状态下降低沸点产生足够的蒸汽进入第二级低温多效真空舱室内。

进一步的，所述低温多效真空舱室上设置有水位传感器、温度传感器、压力传感器和/或用于观察内部是否结垢的视窗。各种传感器检测系统中的海水水位变化，蒸馏水积存量，水温和压力值等；视窗能够观测舱室内的结垢情况，以便及时采取措施除垢。

进一步的，所述装置还包括有淡水管路、浓盐水管路、淡水泵和浓盐水泵；所述各级密封腔室底部开设的淡水流出口连接于淡水管路；所述低温多级蒸馏系统中的倒数第二级低温多效真空舱室设置有浓盐水出口，连接于所述浓盐水管路；回热换热器置于进水管路和淡水管路之间，用于淡水与进水形成热交换；所述淡水管路的末端连接有淡水泵，所述浓盐水管路的末端连接有浓盐水泵。回热换热器的作用是将冷凝水的热量回收至海水进水中，提高到达太阳能接收池前的海水温度，这样能使海水在出太阳能接收池后到达较高的温度。

进一步的，所述低温多级蒸馏系统的最后一级低温多效真空舱室与前一级之间不开设所述通水孔；所述进水管路分为第一进水管路和第二进水管路；所述进水泵通过所述第一进水管路连接所述最后一级低温多效真空舱室，引入海水对所述最后一级低温多效真空舱室的蒸发冷凝板下方的蒸汽进行冷凝；所述最后一级低温多效真空舱室还通过所述第二进水管路连接所述回热换热器后连接至所述太阳能接收池的入水口；对蒸汽冷凝后的海水经所述第二进水管路在所述回热换热器处与所述淡水管路换热后进入太阳能接收池。进水泵抽取海水从第一进水管进入最后一级低温多效真空舱室后，对蒸发冷凝板下方的蒸汽进行冷凝，海水因为换热而温度升高，然后从第二进水管流出，在回热换热器与高温的淡水进一步换热后在进入太阳能接收池，能有效提高进入太阳能接收池的海水温度，有助于提高海水淡化的效率。

进一步的，所述太阳能接收池中，相邻水池处设置有水位控制装置和流速调节装置。可以调节水位的高度增加储热能力，将多余的热量储存到夜晚使用，提高造水效率。

进一步的，所述太阳能接收池中，水池的内壁与底部采用保温防水材料处理；和/或水池的水面漂浮有黑色集热布。保温防水材料保证热量不散发浪费，并防止水渗透；黑色集热布提高集热能力。可以在黑色集热布与水池底部之间连接多组所述的拦截过滤布。

进一步的，所述低温多级蒸馏系统中，多级低温多效真空舱室的长度不相同。考虑各级淡化的温度不同，淡化容量也不同，各级舱室的长度还可以不同。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1为本申请实施例提出的太阳能海水淡化装置的结构图；

图2为本申请实施例提出的太阳能接收池的结构图；

图3为本申请实施例提出的太阳能接收池的侧视结构图；

图4为本申请实施例提出的低温多级蒸馏系统的结构图；

图5为本申请实施例提出的低温多级蒸馏系统的侧视结构图；

图6为本申请实施例提出的蒸发冷凝换热板的结构图。

具体实施方式

本发明提出的太阳能海水淡化装置，采用真空玻璃板集热提高集热能力，低温多级蒸馏系统采用真空降低海水沸点产生蒸汽，并使用上一级蒸汽增加本级海水蒸发量，蒸汽自身冷凝产生淡水，实现降低造水成本、提高造水效率的技术效果。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

如图1和图4所示，为本发明实施例提出的太阳能海水淡化装置的结构图，包括真空泵1、进水泵2、太阳能接收池3和低温多级蒸馏系统4；进水泵2通过进水管路连接太阳能接收池的入水口；太阳能接收池3的出水口连接低温多级蒸馏系统4。

如图2和图3所示，太阳能接收池3包括多级串联的水池31；水池31的池顶使用镀膜的平面真空玻璃板32构成顶棚；水池31中设置有多个拦截过滤布33；且前级水池高于后级水池。水池31中水面漂浮有黑色集热布35将太阳能转变为热能加热海水。

如图4和图5所示，低温多级蒸馏系统4包括多级串联的低温多效真空舱室41；低温多效真空舱室41内水平设置有蒸发冷凝换热板42，且蒸发冷凝换热板42的末端连接真空管道47穿过舱室连接于真空泵上，依靠真空泵1的抽真空作用使得后级低温多效真空舱室的真空度低于前级低温多效真空舱室的真空度；蒸发冷凝换热板42的两端与低温多效真空舱室的底部密封形成密封腔室43；每两个低温多效真空舱室的连接面的下部开设有通水孔44连接淡水管路；相邻两级低温多效真空舱室中，前一级的顶部与后一级的密封腔室底部连接有蒸汽管45；密封腔室的底部还开设有淡水流出口46。

本发明实施例中，太阳能接收池3由多级串联的水池组成，每个水池的顶棚为镀膜的平面真空玻璃，真空玻璃透光性能好而且隔热，并防止红外线反射，能够有效采光并阻隔热量流失；且真空玻璃相比现有技术中使用的真空玻璃管的成本低、集热面积大，能降低造成成本；而这种水池的设计增大了集热量后，就可以增大水流量，也就能够提高造水量。

海水从前级水池向后级水池流动过程中开始升温，升温过程中开始结垢，一部分沉淀在池底，一部分被拦截过滤布拦截，拦截过滤布还能够拦截海水中的杂质；可见，该太阳能接收池结构简单，能够有效收集太阳能，并能省去其他海水淡化技术中对海水进行粗滤、精滤甚至微滤的预处理工序，也省去了其他海水淡化技术中为防止海水结垢增加化学药剂的步骤，有效收集太阳能还简化了工序，有利于提高造水效率，降低造水成本。

在太阳能接收池3中，相邻水池处设置有水位控制装置和流速调节装置34。一方面，可以控制水流以较低速度流动，海水在水池中被加热，温度能够上升到90度左右，海水中的钙离子、镁离子、碳酸根、硫酸根等结合生成碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等水垢一分部沉淀，一部分跟随海水中的杂质一起被拦截，进入低温多级蒸馏系统的海水已经消除大量水垢，大幅度降低水垢对淡化设备的影响；另一方面，可以调节水位的高度增加储热能力，将多余的热量储存到夜晚使用，提高造水效率。多余的热水被储存在水池中。

水池中，真空玻璃板32与水面之间控制保持间距，使出现的水垢无法污染真空玻璃。

为了增大太阳能的入射量，可以在水池的外围增设反光板，使其他地方的太阳光反射到水池中。

太阳能集热后的海水进入低温多级蒸馏系统中作为海水淡化的水源后，相比于现有技术，能够提升淡化效率，也就能提高造水量和造水效率。

初始海水被升温后，作为海水淡化的水源进入低温多级蒸馏系统中被降压而沸点降低产生一部分蒸汽，蒸汽进入下一级密封腔室内蒸发冷凝换热板的下方，海水进入下一级更低压力的低温多效真空舱室继续产生一部分蒸汽，同时换热板下方的蒸汽对其进行加热增加一部分蒸汽量，而蒸发冷凝换热板下方的蒸汽本身被冷凝生成淡水；接着舱室内的海水又进入其下一级更高真空度的低温多效真空舱室蒸发一部分，而蒸汽进入下一级密封腔室的蒸发冷凝换热板下方对上方的海水加热增加一部分蒸发量，蒸汽自身冷凝生成淡水，接着重复上述过程，逐次产生淡化水。可见，本系统的特点是初效较低，越往后效率越高。这种蒸发方式为浸润蒸发，不会出现时湿时干而集中结垢现象，并且有效的利用了蒸汽冷凝后散发的热量，经合理设计，即使中型淡化基地也能获得较高的淡化效数。

高温的海水进入低温多级蒸馏系统中后，由于后一级舱室的真空度大于前一级舱室的真空度，则后一级的海水沸点低于前一级海水沸点，使得海水水温逐级下降，进而海水结垢难度增大，所以可以提高海水进入低温多效真空舱室的温度使各级温差加大，提高淡化效率。

低温多效真空舱室中，蒸汽与上方的海水均处于大容器内，不存在降压的影响，因此不存在产生的蒸汽因水压降低而重新冷凝的现象，也不存在蒸汽因降压而无法冷凝的现象。

如图6所示，低温多效真空舱室41内的蒸发冷凝换热板42为一排连续W字形折线结构板。该蒸发冷凝换热板的设计，在相同容积下，增大了传热面积，有效提高了传热效率；海水中产生的蒸汽能够及时离开蒸发冷凝换热板，下方的蒸汽冷凝后的水珠沿着W字结构下斜面下滑，下滑过程中吸收沿途的水珠增大重力并最终落入密封腔室内，能够及时离开换热板，保持了蒸发冷凝换热板的高效换热能力。

优选的，在低温多级蒸馏系统4中，从第二级低温多效真空舱室开始设置蒸发冷凝换热板42。第一级低温多效真空舱室能够缓存被太阳能接收池升温的海水，并使海水在第一级低温多效真空舱室的低压下降低沸点产生足够的蒸汽进入第二级低温多效真空舱室内进行热交换。

低温多效真空舱室上设置有水位传感器、温度传感器、压力传感器和/或用于观察内部是否结垢的视窗。各种传感器检测系统中的海水水位变化，蒸馏水积存量，水温和压力值等；视窗能够观测舱室内的结垢情况，以便及时采取措施除垢。

低温多级蒸馏系统中的各级低温多效真空舱室可以是各自独立的舱室，对应的，在每个独立舱室中设置蒸发冷凝板。而为了降低制造难度和成本，还可以采用整体分隔的形式，例如采用钢塑管作为低温多效真空舱室的主体，通过隔板分隔出多级舱室，而通水孔44开设与相邻舱室隔板的下部。优选将低温多效真空舱室设计为圆筒型，圆筒型设计使得设计外形更牢固，并且没有各种拼接缝，密封性能好；钢材料具有防腐蚀性能，能够承受真空压力；钢管内壁的塑料能够阻隔海水与钢管直接接触，钢管外壁的塑料能够阻隔钢管与空气的接触，有效避免钢管被腐蚀，同时塑料结构能够有效缓解产生结垢现象。在舱室外侧还可以包裹隔热层，例如隔热棉，防止热量向外散热。

对应的，各级低温多效真空舱室中的蒸发冷凝换热板为一个整体的蒸发冷凝板，通过设置多个隔板形成多级的结构。

如图1所示，本发明实施例提出的太阳能海水装置还包括有淡水管路5、浓盐水管路91和回热换热器7；密封腔室43底部开设的淡水流出口46连接于淡水管路5；低温多级蒸馏系统中的倒数第二级低温多效真空舱室设置有浓盐水出口，连接于浓盐水管路91；回热换热器7置于进水管路和淡水管路之间，用于淡水与进水形成热交换；可以在淡水管路的末端连接淡水泵8，在浓盐水管路的末端连接有浓盐水泵9。

在低温多级蒸馏系统4的最后一级低温多效真空舱室411与前一级低温多效真空舱室之间不开设通水孔。

进水管路具体分为第一进水管路211和第二进水管路212；进水泵通过第一进水管路211连接最后一级低温多效真空舱室411，引入海水对最后一级低温多效真空舱室的蒸发冷凝板下方的蒸汽进行冷凝；最后一级低温多效真空舱室411还通过第二进水管路212连接回热换热器7后连接至太阳能接收池的入水口；对蒸汽冷凝后的海水经第二进水管路212在回热换热器7处与淡水管路换热后进入太阳能接收池。进水泵抽取海水从第一进水管进入最后一级低温多效真空舱室后，对蒸发冷凝板下方的蒸汽进行冷凝，海水因为换热而温度升高，然后从第二进水管流出，在回热换热器与高温的淡水进一步换热后在进入太阳能接收池，能有效提高进入太阳能接收池的海水温度，有助于提高海水淡化的效率。

回热换热器7的作用是将冷凝水的热量回收至海水进料水中，提高到达太阳能接收池前的海水温度，这样能使海水在出太阳能接收池后到达较高的温度。经过计算：从低温多效真空舱室出来的淡化水汇总后的平均温度为70度，如果这些能量被浪费，那么海水进入太阳能集热装置的初温很低，海水终温下降，也就无法使系统达到高效。通过回热换热器使淡水和浓盐水降温至50度，而进料海水升温至60度，这样通过太阳能加热后海水的实际温度达到90度左右，这样到达低温多效真空舱室后才能散发出大量蒸汽，同时蒸汽才能加热后续海水。

太阳能接收池3中，水池的内壁与底部采用保温防水材料处理；还可以在水池的水面增加漂浮的黑色集热布。保温防水材料保证热量不散发浪费，并防止水渗透；黑色集热布提高集热能力。放置黑色集热布时，拦截过滤布可以连接于黑色集热布和水池底部之间。

低温多级蒸馏系统中，多级低温多效真空舱室的长度可以全部相同；考虑各级淡化的温度不同，淡化容量也不同，各级舱室的长度还可以不相同。

下面以一个具体的实施例对本发明提出的太阳能海水淡化装置做出详细的说明。

设计一个平均日产淡水总量达到5吨以上的海水淡化装置，最高每天产淡水量达到10吨。实施方案如下：

太阳能接收池分三级水池，占用长15米、宽8米的地面，将地面按照高度差为0.5米设置3个平台，使得水池间彼此相差0.5米的高度；水池采用混凝土围成，台阶位置设置水位控制装置和流速调节装置，例如多个调节流量和水位的限位板，使用电机驱动。

3个不同高差的水池，能够确保上层第一级水池为粗滤系统，主要拦截水中的杂质颗粒，第二级水池拦截海水结垢后产生的钙镁盐沉淀，第三级水池结垢速度能够反映低温多级蒸馏系统的结垢情况。如果第三级水池的结垢速度较快，则低温多级蒸馏系统产生水垢的几率增大，则需要调整各级水位深度以改善情况，如果第三级水池结垢少，则反应低温多级蒸馏系统不易产生水垢。

太阳能真空玻璃为带反射膜的真空玻璃，真空压力达到0.1pa以下，热辐射和热对流及热传导均已经达到隔热的要求。

低温多级蒸馏系统共设计10个低温多效真空舱室，每个真空舱室采用0.5米直径、15mm厚度、2米长的钢塑管作为舱室主体，蒸发冷凝换热板采用防腐蚀的海军黄铜板经弯折后形成一排连续的W字形折线结构；黄铜板尺寸为用0.3mm厚，宽为1.5m，总长为11m，经弯折后设计为包含40个倒三角结构的单长为275mm的折线板。蒸发冷凝换热板固定在舱室内，隔离出密封腔室。

低温多效真空舱室开设观察孔和设置检测水位高度以及温度的传感器，确保真空压力满足实际需求，同时确保海水水位高度满足要求；在舱室开设抽真空孔，通过管路连接真空泵，在密封腔室的底部开设淡水流出口和蒸汽入口。

设置一个总控制室，对各项设备以及各项参数进行监控和控制，并对各项设备供电。

海水进入太阳能接收池后，在第一级水池中开始逐渐升温以及滤除海水中的杂质和细菌，进入第二级水池后，水温进一步升高，海水在升温后开始逐渐产生水垢，水垢主要在第二级水池中滤除，海水进入第三级水池，并在第三级水池中升温至90度左右。

升温的海水进入低温多级蒸馏系统，在第一级低温多效真空舱室内受负压环境影响降低沸点产生蒸汽，蒸汽进入第二级舱室的蒸发冷凝换热板的下方的密封腔室内，由于当级舱室的真空度高于上一级舱室的真空度，则海水受第二级舱室的负压被抽吸到蒸发冷凝换热板的上方，并且在第二级舱室中由于沸点降低继续产生蒸汽，而蒸发冷凝换热板下方的蒸汽对第二级舱室中的海水进一步加热而增加了蒸汽产生量，而下方蒸汽本身放热冷凝生成淡水落入密封腔室，从淡水流出口汇入淡水管路；接着，海水被第三级舱室的负压抽吸到蒸发换热板的上方，蒸汽进入第三级密封腔室内与蒸发冷凝换热板上方的海水换热冷凝产生淡水；重复上述步骤直至第十级舱室；从第一级舱室到第十级舱室的过程中，淡水从每个舱室的密封腔室汇集到淡水管路，由淡水泵抽走，而蒸发冷凝换热板上方的海水由于不断蒸发，浓度逐渐增大，最终剩下浓盐水。浓盐水在第九级真空舱室被浓盐水泵抽出。第十级真空舱室使用常压的海水进水冷却密封腔室内的蒸汽。

在低温多级蒸馏系统中，由于后级舱室的真空度高于前级舱室的真空度，则海水在从第一级至第十级的过程中，沸点逐渐降低，海水不易结垢，并且使得海水淡化的效率越往后越高，还有效的利用了蒸汽冷凝散发的热量，因此能够取得较高的淡化效率。而在太阳能接收池中，水池的建造简单，且造价低，集热能力高且热量不易散发，因此水流量可以增大，有利于提高淡化效率。

上述整个太阳能海水淡化装置，以太阳能为热源，通过太阳能接收池进行升温、除垢、过滤、储能等步骤后进入低温多级蒸馏系统，系统使用组件少，淡化效率高，没有使用或者仅需少量使用除垢剂等化学材料，对近海环境的污染程度小；整个装置的动力机械少，只用进水泵、真空泵等设备，没有类似于膜法淡化技术的高压装置等产生的高音噪音源。项目构建难度小，每吨淡水的造价在2.3元/吨左右，造水价格具备优势，适合推广应用。

综上，上述本发明提出的太阳能海水淡化装置中，太阳能接收池中，使用真空玻璃板作为集热设备，价格低于现有技术中使用的真空玻璃管，且集热效果好；水池建造安装方便，不仅集热，还可以作为除垢区，进而能够保护低温多效真空舱室，而现有技术真空玻璃管中，海水淡化技术基本都是在管内加热，海水容易在设备内部结垢，相比之下，本装置不需要除垢剂和清洗剂，浓盐水返海或者制盐均无任何影响。太阳能是清洁能源，对环境没有影响，每吨水的用电量低；通过使用换热板将浓盐水和淡水的热量交换给进料海水，能够提高原料海水的温度，确保冬季也不会出现结冰的现象，并且有助于提高进入低温多级蒸馏系统海水的温度；因此，本装置从各个方面均值得大力推广应用。

应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能海水淡化装置，其特征在于，包括真空泵、进水泵、太阳能接收池和低温多级蒸馏系统；所述进水泵通过进水管路连接所述太阳能接收池的入水口；所述太阳能接收池的出水口连接所述低温多级蒸馏系统；

所述太阳能接收池包括多级串联的水池；水池的池顶使用镀膜的平面真空玻璃板构成顶棚；水池中设置有多个拦截过滤布；前级水池高于后级水池；

所述低温多级蒸馏系统包括多级串联的低温多效真空舱室；低温多效真空舱室内水平设置有蒸发冷凝换热板，且蒸发冷凝换热板的末端连接管道穿过舱室连接于所述真空泵上，依靠所述真空泵的抽真空达到后级低温多效真空舱室的真空度高于前级低温多效真空舱室的真空度；所述蒸发冷凝换热板的两端与所述低温多效真空舱室的底部密封形成密封腔室；每两个低温多效真空舱室的连接面的下部开设有通水孔；相邻两级低温多效真空舱室中，前一级的顶部与后一级的密封腔室底部连接有蒸汽管；密封腔室的底部还开设有淡水流出口；

所述装置还包括有淡水管路、回热换热器和淡水泵；所述各级密封腔室底部开设的淡水流出口连接于淡水管路；所述回热换热器置于进水管路和淡水管路之间，用于淡水与进水形成热交换；

所述进水管路分为第一进水管路和第二进水管路；

所述进水泵通过所述第一进水管路连接最后一级低温多效真空舱室，引入海水对所述最后一级低温多效真空舱室的蒸发冷凝板下方的蒸汽进行冷凝；

所述最后一级低温多效真空舱室还通过所述第二进水管路连接所述回热换热器后连接至所述太阳能接收池的入水口；对蒸汽冷凝后的海水经所述第二进水管路在所述回热换热器处与所述淡水管路换热后进入太阳能接收池。

2.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述蒸发冷凝换热板为一排连续W字形的折线结构板；所述蒸发冷凝换热板的前端和末端均设置密封隔板，末端的密封隔板高度高于蒸发冷凝换热板的高度。

3.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述多级串联的低温多效真空舱室为一整体舱室通过隔板分隔而成，所述通水孔开设于隔板的下部；所述各级低温多效真空舱室中的蒸发冷凝换热板为设置多个隔板形成多级的整体结构。

4.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述低温多级蒸馏系统中，从第二级低温多效真空舱室开始设置所述蒸发冷凝换热板。

5.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述低温多效真空舱室上设置有水位传感器、温度传感器、压力传感器和/或用于观察内部是否结垢的视窗。

6.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述装置还包括有浓盐水管路和浓盐水泵；所述低温多级蒸馏系统中的倒数第二级低温多效真空舱室设置有浓盐水出口，连接于所述浓盐水管路；所述浓盐水管路的末端连接有浓盐水泵。

7.根据权利要求6所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述低温多级蒸馏系统的最后一级低温多效真空舱室与前一级之间不开设所述通水孔。

8.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述太阳能接收池中，相邻水池处设置有水位控制装置和流速调节装置。

9.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述太阳能接收池中，水池的内壁与底部采用保温防水材料处理；和/或水池的水面漂浮有黑色集热布；所述黑色集热布与水池底部之间连接多组拦截过滤布。

10.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述低温多级蒸馏系统中，多级低温多效真空舱室的长度不相同。