CN105692746A - 一种沙漠水淡化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水淡化的技术领域，更具体地，涉及一种沙漠水淡化系统。一种沙漠水淡化系统，其中，包括蒸发室、嵌在蒸发室顶端的凸透镜，蒸发室内设有蒸发容器，蒸发容器下端连接输水管，蒸发室上部连接蒸气发电机，蒸气发电机产生的电能由电缆输出；蒸气发电机排出的未用于发电的多余蒸气输送至蒸气冷凝收集装置，蒸发室下部还设有抽水泵，抽水泵与输水管连接，抽水泵由蒸气发电机供能。本发明材料成本低廉，材料损耗较少，安装后可长久使用，后续维修费用较少，性价比高。本发明可自动化运行，不需要人工操作。本发明是多功能合一的综合性淡水系统，除提供淡水功能外，并兼有提供能量、湿度、降温等人类生存所需的基本条件。

Description

一种沙漠水淡化系统
技术领域
本发明涉及水淡化的技术领域，更具体地，涉及一种沙漠水淡化系统。
背景技术
在我国领土范围内，沙漠占有很大的比例。沙漠下部蕴藏大量的矿产和能源，是一笔宝贵的资源。但由于沙漠地区常年气温高，雨水稀少，空气干燥，导致植物稀少，也不适宜人居住。
目前，我国土地沙漠化日趋严重。沙漠化的危害是破坏土地资源，使可供农牧的土地面积减少，土地滋生能力退化，植物量减少，土地载畜力下降，作物的单位面积产量降低。沙漠化已给我国华北地区的农业、牧业和人民生活财产造成严重损失。
人工种植植被是常用的治沙方法之一，通过种草种树增加人工植被，保护和恢复天然植被等手段，阻止流沙移动，防治风沙危害，改善沙区生态环境和提高土地生产力的一种技术措施。
我国属太阳能资源丰富的国家。据测算，我国沙漠地区每年每平方米可以得到的太阳能大约是5000-6000兆焦耳。在我国的40万平方公里沙漠面积上，每年得到的太阳能大约折合700亿吨标准煤，是我国21世纪初期煤的年消耗量的40倍。
现常用于收集太阳能的装置为太阳能集热器。太阳能集热器工作时，太阳辐射穿过透明盖板后，投射在吸热板上，被吸热板吸收并转化成热能，然后传递给吸热板内的传热工质，使传热工质的温度升高，作为集热器的有用能量输出。
在沙漠中得到水资源，一般采用打井方式进行取水。由于沙漠地带高温，水蒸发量比较大，且常年下雨量比较少，久而久之就导致沙漠地带的水的含盐量很高，不适合使用。为了能够使用从沙漠的井抽上来的水，一般需要经过水淡化过程。
目前，咸水淡化技术多为反渗透法和高温蒸馏法。反渗透膜法是在反渗透膜的原水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力，原水透过半透膜时，其他物质如盐离子则不能透过而被截留在膜表面的过程。
高温蒸馏法是通过高温加热咸水蒸发，再通过冷凝装置使水蒸气冷凝从而制得淡水。
高温蒸馏法和反渗透膜法需要大量的能源，成本高；
传统太阳能收集器造价高昂，性格比低，不宜大范围推广使用；
能适用于防治沙尘暴，并适应沙漠地下咸水的植被品种极少，种植及维护成本高。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种沙漠水淡化系统，以太阳能为主要能源的沙漠水淡化系统，使沙漠地区水资源环境改善，并在沙漠内创造湿度、温度宜人的人居条件。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种沙漠水淡化系统，其中，包括蒸发室、嵌在蒸发室顶端的凸透镜，蒸发室内设有蒸发容器，蒸发容器下端连接输水管，蒸发室上部连接蒸气发电机，蒸气发电机产生的电能由电缆输出；
蒸气发电机排出的未用于发电的多余蒸气输送至蒸气冷凝收集装置，蒸发室下部还设有抽水泵，抽水泵与输水管连接，抽水泵由蒸气发电机供能。
本发明中，
蒸发室用于蒸发地下水，其外壳由薄壁钢片组成；
蒸发室顶端嵌有凸透镜，用于聚焦阳光；
蒸发室中存放有蒸发容器，其盛水量不同，可保证系统连续工作；
蒸发容器下端连接输水管；
蒸发室内设有蒸气输送通道，蒸气输送通道的上部连接蒸气发电机，用于将蒸发的水蒸气送至蒸气发电机；
所述蒸气发电机可收集蒸汽，并产生电能用于后续应用，由电缆输出；
所述蒸气发电机可排出未用于发电的多余蒸气，并将其送至蒸气冷凝收集装置。
抽水泵主要用于抽取地下水，并通过输水管，将其送至蒸发容器中，输水管与蒸发容器交接处安装有单向阀门。
抽水泵由蒸气发电机供能，下端管口延伸至地下水面之下；
输水管与蒸发容器底端相连，用于将抽水泵抽上来的水输送至蒸发容器；
所述蒸汽发电机提供的电能，除了用于抽水泵之外，亦可用于反渗透法以提高淡水效果，或为人居生活供电。
进一步的，所述的蒸气冷凝收集装置包括与蒸气发电机连接的水蒸气入口，蒸气冷凝收集装置下部设有冷凝回收池，内部设有增湿空间和湿度调节膜。本发明中，蒸气发电机产生的水蒸气由水蒸气入口进入蒸气冷凝收集装置，冷凝后的蒸气进入冷凝回收池，而湿度调节膜可伸缩控制水蒸气进入增湿空间。
本发明中，一方面，将地下水抽上并淡化，提供可用于人饮用的淡水资源，同时亦可灌溉常规植物，降低植被防沙的成本。另一方面，可利用地下水使沙漠内局部区域降温增湿，营造适宜人居的环境。地下水在淡化过程中会蒸发成水蒸气，水蒸气能带动发电机工作，一方面可用于抽送地下水，一方面可发电供能，提供人居条件。
与现有技术相比，有益效果是：本发明材料成本低廉，材料损耗较少，安装后可长久使用，后续维修费用较少，性价比高。本发明可自动化运行，不需要人工操作。本发明是多功能合一的综合性淡水系统，除提供淡水功能外，并兼有提供能量、湿度、降温等人类生存所需的基本条件。
附图说明
图1是本发明系统剖面示意图。
图2是本发明蒸发室俯视示意图。
图3是本发明蒸气冷凝收集装置示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
如图1、2所示，一种沙漠水淡化系统，其中，包括蒸发室1、嵌在蒸发室1顶端的凸透镜2，蒸发室1内设有蒸发容器3，蒸发容器3下端连接输水管8，蒸发室1上部连接蒸气发电机4，蒸气发电机4产生的电能由电缆6输出；
蒸气发电机4排出的未用于发电的多余蒸气输送至蒸气冷凝收集装置5，蒸发室1下部还设有抽水泵7，抽水泵7与输水管8连接，抽水泵7由蒸气发电机4供能。
本实施例中，蒸发室1用于蒸发地下水，其外壳由薄壁钢片组成；
蒸发室1顶端嵌有凸透镜2，用于聚焦阳光；
蒸发室1中存放有蒸发容器3，其盛水量不同，可保证系统连续工作；
蒸发容器3下端连接输水管8；
蒸发室1内设有蒸气输送通道101，蒸气输送通道101的上部连接蒸气发电机4，用于将蒸发的水蒸气送至蒸气发电机4；
所述蒸气发电机4可收集蒸汽，并产生电能用于后续应用，由电缆6输出；
所述蒸气发电机4可排出未用于发电的多余蒸气，并将其送至蒸气冷凝收集装置5。
抽水泵7主要用于抽取地下水，并通过输水管8，将其送至蒸发容器3中，输水管8与蒸发容器3交接处安装有单向阀门9。
抽水泵7由蒸气发电机4供能，下端管口延伸至地下水面之下；
输水管8与蒸发容器3底端相连，用于将抽水泵7抽上来的水输送至蒸发容器3；
所述蒸汽发电机4提供的电能，除了用于抽水泵7之外，亦可用于反渗透法以提高淡水效果，或为人居生活供电。
如图3中，蒸气冷凝收集装置5包括与蒸气发电机连接的水蒸气入口54，蒸气冷凝收集装置5下部设有冷凝回收池51，内部设有增湿空间52和湿度调节膜53。
本实施例中，蒸气发电机产生的水蒸气由水蒸气入口54进入蒸气冷凝收集装置5，冷凝后的蒸气进入冷凝回收池51，而湿度调节膜53可伸缩控制水蒸气进入增湿空间52。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种沙漠水淡化系统，其特征在于，包括蒸发室（1）、嵌在蒸发室（1）顶端的凸透镜（2），蒸发室（1）内设有蒸发容器（3），蒸发容器（3）下端连接输水管（8），蒸发室（1）上部连接蒸气发电机（4），蒸气发电机（4）产生的电能由电缆（6）输出；
蒸气发电机（4）排出的未用于发电的多余蒸气输送至蒸气冷凝收集装置（5），蒸发室（1）下部还设有抽水泵（7），抽水泵（7）与输水管（8）连接，抽水泵（7）由蒸气发电机（4）供能。
2.根据权利要求1所述的一种沙漠水淡化系统，其特征在于：所述的蒸发室（1）内设有蒸气输送通道（101），蒸气输送通道（101）的上部连接蒸气发电机（4）。
3.根据权利要求2所述的一种沙漠水淡化系统，其特征在于：所述的蒸气冷凝收集装置（5）包括与蒸气发电机（4）连接的水蒸气入口（54），蒸气冷凝收集装置（5）下部设有冷凝回收池（51），内部设有增湿空间（52）和湿度调节膜（53）。
4.根据权利要求3所述的一种沙漠水淡化系统，其特征在于：所述的蒸发室（1）的外壳由薄壁钢片组成。
5.根据权利要求4所述的一种沙漠水淡化系统，其特征在于：所述的输水管（8）与蒸发容器（3）的连接处设有单向阀门（9）。
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