CN106629944A

CN106629944A - 一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺

Info

Publication number: CN106629944A
Application number: CN201710050780.4A
Authority: CN
Inventors: 袁昭; 袁世俊
Original assignee: Luoyang Wensen Technology Co Ltd
Current assignee: Luoyang Wensen Technology Co Ltd
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2017-05-10

Abstract

随着水资源危机的加剧，目前全世界已经开发的多种海水淡化技术中，许多方法也已达到了工业规模化生产的水平，并得到广泛应用，但是按目前的技术方案及海水淡化成本，远不能解决众多地区淡水资源的危机，找到一种低成本的、节能环保的高效新技术方案，对进一步解决海水淡化问题，有着非常重要的意义。为克服现有技术的不足，本发明提出一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺，该设备采用太阳能玻璃真空管作为太阳热能接受器件，组成伞塔形海水阶梯温升结构，并与太阳能光伏电池驱动的真空泵，在低气压状态下形成海水闪蒸效果，可高效生产淡水，该设备全自动、不消耗不可再生能源、无污染物排放、可长期免维护。

Description

一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺

技术领域

本发明属于海水淡化领域，涉及一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺。

背景技术

随着水资源危机的加剧，目前全世界已经开发的多种海水淡化技术中，许多方法也已达到了工业规模化生产的水平，并得到广泛应用。但是按目前的技术方案及海水淡化成本,远不能解决众多地区淡水资源的危机，找到一种低成本的、对环境无污染的、不消耗不可再生能源的高效新技术方案, 对进一步解决海水淡化问题，有着非常重要的意义。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明目的是提出一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺。

为实现上述发明目的采用如下技术方案：

具体方法是，在海平面上建立一个相对固定漂浮的伞塔式太阳热能接收工作平台，平台上呈多层分布着多组内部通过热管导热的太阳能真空管，由多组深入海水的海水抽水管道，与多层环形结构的海水闪蒸汽化腔，在全程附加保温层状态下，至真空腔蒸汽出口形成海水闪蒸汽化通道，设备中心安装的汽液冷却转换真空腔柱，其下部壁外安装有与海水大面积接触的金属散热片，底部空腔可冷却蓄水并可通过淡水与储水桶连接管与集冷凝即蓄水双重作用的多腔散热储水箱连接. 真空抽气管与外部安装的真空泵连接，设备配有辅助水泵。

本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺，太阳热能接收工作平台，可采用多种浮力可承受设备重量的浮筒结构，钢构的平台应能承受海水的侵蚀及承担各种海上恶劣气候对平台上设备的安全保护，在平台的边缘设置有固定拉环，用于连接固定锚链等相对定位方法。

本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺，太阳能主要通过管内结构是一端盲孔，双层玻璃中间设真空腔，管中心装有金属热管热管受热支架，热管上部热管冷凝段，并安装有热管冷凝段散热片的特制高强度太阳能玻璃真空管，设备组装时将太阳能玻璃真空管盲孔端插入太阳能真空管管托内，金属热管冷凝段插入海水闪蒸汽化腔内，形成伞塔形海水环形阶梯温升结构。

本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺也可根据海上实际所在地球维度，将真空管组合排列成柱塔式及单面受光的矩阵式结构。

本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺，围绕多层环形阶梯温升海水闪蒸汽化腔，多组海水抽水管道穿过工作平台插入海中，与多层环形阶梯温升海水闪蒸汽化腔联通，在蒸汽出口处进入汽液冷却转换真空腔柱，暴露在空气中部分的所有管道均采取附加保温层的保温措施。

本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺，汽液冷却转换真空腔柱为耐海水腐蚀的金属合金钢全密封结构，中下部连接有与多腔散热储水桶连接的真空抽气管，管道与外部与真空泵连接，下部深入海水，壁外安装有金属散热片，确保与海水的大面积接触散热，底部内腔可冷却蓄水并可通过淡水与储水箱连接管与多腔储水桶连接，多腔储水桶与汽液冷却转换真空腔柱通过压力平衡管道参与汽液的冷却转换及保持淡水蓄水流通。

本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备，由设备伞塔形中心顶部安装的太阳能光伏电池板给真空泵辅助用水泵供电，也可由附加的风能、太阳能、等其他电源供电，也可将太阳能光伏电能部分储存用于夜晚顶部指示灯或作为航标灯供电。

本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备工作原理如下：

由以上设备在海上建立的相对固定漂浮伞塔式太阳热能接收平台，当太阳升起，平台上太阳能光伏电池板为平台上安装的真空泵供电，全密封结构的汽液冷却转换真空腔柱呈负压状态，与之连通的蒸汽出口、多层环形阶梯温升海水闪蒸汽化腔及多组海水抽水管道在大气压力下进入多层环形阶梯温升海水闪蒸汽化腔，同时太阳能真空管通过金属热管热管冷凝段散热片以阶梯温升方式给海水加温，随着真空度的提升及多层海水闪蒸汽化腔海水的不断温升，海水快速进入闪蒸沸腾阶段，蒸汽通过蒸汽出口进入汽液冷却转换真空腔柱，蒸汽在经深入海水的汽液冷却转换真空腔柱下部外的散热片快速散热，在柱壁内壁面冷却成蒸馏水。

由于真空负压与蒸发正压是个矛盾的过程，间歇式的交替工作过程,使得海水抽水管道水位不停的变化，海水在加热时的布朗水分子运动及海水在管内随水位变化的进退流动，可使部分淡化的高浓度海水返回海水中稀释，从而保证了设备的无固体物排放及较长期的全自动免维护，为保证最佳水位的闪蒸及清洗效果，设备增加有辅助水泵。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

1、所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺将高耗能产业变成不再产生不可再生能源消耗。

2、所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺无污染物排放。

3、所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺全自动可较长期无需人工维护。

附图说明

图1、是本发明一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺顶视示意图。

图2、是本发明一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺侧视剖面示意图。

图中：1、淡水输出，2、多腔散热储水桶，3、海平面，4、工作平台，5、太阳能真空管管托，6、真空抽气管，7、真空泵，8、海水闪蒸汽化腔，9、保温层，10、蒸汽出口，11、海上指示灯，12、太阳能光伏电池板，13、热管冷凝段散热片，14、热管冷凝段，15、太阳能真空管，16、热管受热支架，17、金属热管，18、真空腔，19、固定拉环，20、浮筒，21、海水抽水管道，22、汽液转换真空腔柱，23、金属散热片，24、储水桶压力平衡通道，25、淡水与储水桶连接管，26、辅助水泵。

具体实施方式

结合附图对本发明结构加以说明：

在海平面（3）上建立一个相对固定漂浮的伞塔式太阳热能接收工作平台（4），平台上呈多层分布着多组内部通过热管（17）导热的太阳能真空管（15），由多组深入海水的海水抽水管道（21），与多层环形结构的海水闪蒸汽化腔（8），在全程附加保温层（9）状态下，至真空腔蒸汽出口（10）形成海水闪蒸汽化通道，设备中心安装的汽液冷却转换真空腔柱（22），其下部壁外安装有与海水大面积接触的金属散热片（23），底部空腔可冷却蓄水并可通过淡水与储水桶连接管（25）与集冷凝即蓄水双重作用的多腔散热储水箱（2）连接. 真空抽气管（6）与外部安装的真空泵（７）连接，设备配有辅助水泵（26）。

本发明所述的一种全自动太阳能海水淡化设备及工艺，太阳热能接收工作平台（４），可采用多种浮力可承受设备重量的浮筒结构，钢构的平台应能承受海水的侵蚀及承担各种海上恶劣气候对平台上设备的安全保护,在平台的边缘设置有固定拉环（19），用于连接固定锚链等相对定位方法。

本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺，太阳能主要通过管内结构是一端盲孔，双层玻璃中间设真空腔（18），管中心装有金属热管（17），热管受热支架（16），热管上部热管冷凝段（14），并安装有热管冷凝段散热片（13）的特制高强度太阳能玻璃真空管（15），设备组装时将太阳能玻璃真空管（15）盲孔端插入太阳能真空管管托（5）内，金属热管（17）冷凝段（14）插入海水闪蒸汽化腔（8）内，形成伞塔形海水环形阶梯温升结构。

本发明所述的一种全自动太阳能海水淡化设备及工艺也可根据海上实际所在地球维度，将真空管组合排列成柱塔式及单面受光的矩阵式结构。

本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺，围绕多层环形阶梯温升海水闪蒸汽化腔（８），多组海水抽水管道（21）穿过工作平台（４）插入海中，与多层环形阶梯温升海水闪蒸汽化腔（8）联通，在蒸汽出口（10）处进入汽液冷却转换真空腔柱（22），暴露在空气中部分的所有管道均采取附加保温层（9）的保温措施。

本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺，汽液冷却转换真空腔柱（22）为耐海水腐蚀的金属合金钢全密封结构，中下部连接有与多腔散热储水桶（2）连接的真空抽气管（6），管道与外部与真空泵（７）连接，下部深入海水,壁外安装有金属散热片（23），确保与海水的大面积接触散热，底部内腔可冷却蓄水并可通过淡水与储水箱连接管（25）与多腔储水桶（2）连接，多腔储水桶（2）与汽液冷却转换真空腔柱（22）通过压力平衡管道（24）参与汽液的冷却转换及保持淡水蓄水流通。

本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺，由设备伞塔形中心顶部安装的太阳能光伏电池板（12）给真空泵（7）辅助用水泵（26）供电，也可由附加的风能、太阳能、等其他电源供电，也可将太阳能光伏电能部分储存用于夜晚顶部指示灯或作为航标灯供电。

本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺工作原理如下：

由以上设备在海上建立的相对固定漂浮伞塔式太阳热能接收平台，当太阳升起，平台上太阳能光伏电池板（12）为平台上安装的真空泵（7）供电，全密封结构的汽液冷却转换真空腔柱（22）呈负压状态，与之连通的蒸汽出口（10）、多层环形阶梯温升海水闪蒸汽化腔（8）及多组海水抽水管道（21）在大气压力下进入多层环形阶梯温升海水闪蒸汽化腔（8），同时太阳能真空管（15）通过金属热管（17）热管冷凝段散热片（13）以阶梯温升方式给海水加温，随着真空度的提升及多层海水闪蒸汽化腔（8）海水的不断温升，海水快速进入闪蒸沸腾阶段，蒸汽通过蒸汽出口（10）进入汽液冷却转换真空腔柱（22），蒸汽在经深入海水的汽液冷却转换真空腔柱（22）下部外的散热片快速散热，在柱壁内壁面冷却成蒸馏水。

由于真空负压与蒸发正压是个矛盾的过程，间歇式的交替工作过程,使得海水抽水管道（21）水位不停的变化，海水在加热时的布朗水分子运动及海水在管内随水位变化的进退流动，可使部分淡化的高浓度海水返回海水中稀释，从而保证了设备的无固体物排放及较长期的全自动免维护，为保证最佳水位的闪蒸及清洗效果，设备增加有辅助水泵（26）。

Claims

1.一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺，在海平面（3）上建立一个相对固定漂浮的伞塔式太阳热能接收工作平台（4），平台上呈多层分布着多组内部通过热管（17）导热的太阳能真空管（15），由多组深入海水的海水抽水管道（21），与多层环形结构的海水闪蒸汽化腔（8），在全程附加保温层（9）状态下，至真空腔蒸汽出口（10）形成海水闪蒸汽化通道，设备中心安装的汽液冷却转换真空腔柱（22），其下部壁外安装有与海水大面积接触的金属散热片（23），底部空腔可冷却蓄水并可通过淡水与储水桶连接管（25）与集冷凝即蓄水双重作用的多腔散热储水箱（2）连接. 真空抽气管（6）与外部安装的真空泵（７）连接，设备配有辅助水泵（26）。

2.根据权利要求1所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺, 太阳热能接收工作平台（４），可采用多种浮力可承受设备重量的浮筒结构，钢构的平台应能承受海水的侵蚀及承担各种海上恶劣气候对平台上设备的安全保护,在平台的边缘设置有固定拉环（19），用于连接固定锚链等相对定位方法。

3.根据权利要求1所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺,太阳能主要通过管内结构是一端盲孔，双层玻璃中间设真空腔（18），管中心装有金属热管（17）热管受热支架（16），热管上部热管冷凝段（14），并安装有热管冷凝段散热片（13）的特制高强度太阳能玻璃真空管（15），设备组装时将太阳能玻璃真空管（15）盲孔端插入太阳能真空管管托（5）内，金属热管（17）冷凝段（14）插入海水闪蒸汽化腔（8）内，形成伞塔形海水环形阶梯温升结构。

4.本发明所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺也可根据海上实际所在地球维度，将真空管组合排列成柱塔式及单面受光的矩阵式结构。

5.根据权利要求1所述的一种全自动太阳能海水淡化设备及工艺，围绕多层环形阶梯温升海水闪蒸汽化腔（８），多组海水抽水管道（21）穿过工作平台（４）插入海中，与多层环形阶梯温升海水闪蒸汽化腔（8）联通，在蒸汽出口（10）处进入汽液冷却转换真空腔柱（22），暴露在空气中部分的所有管道均采取附加保温层（9）的保温措施。

6.根据权利要求1所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺，汽液冷却转换真空腔柱（22）为耐海水腐蚀的金属合金钢全密封结构，中下部连接有与多腔散热储水桶（2）连接的真空抽气管（6），管道与外部与真空泵（７）连接，下部深入海水,壁外安装有金属散热片（23），确保与海水的大面积接触散热，底部内腔可冷却蓄水并可通过淡水与储水箱连接管（25）与多腔储水桶（2）连接，多腔储水桶（2）与汽液冷却转换真空腔柱（22）通过压力平衡管道（24）参与汽液的冷却转换及保持淡水蓄水流通。

7.根据权利要求1所述的一种全自动太阳能负压闪蒸海水淡化设备及工艺，由设备伞塔形中心顶部安装的太阳能光伏电池板（12）给真空泵（7）辅助用水泵（26）供电，也可由附加的风能、太阳能、等其他电源供电，也可将太阳能光伏电能部分储存用于夜晚顶部指示灯或作为航标灯供电。