CN106892476B - 一种海水淡化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海水淡化装置，主要由透光保温外罩、海水储水箱、淡水收集箱、吸光树脂层、石墨烯层、导热硅片、输水纤维、表面带孔的空心铜管和内螺纹圈等组成，透光保温外罩通过铰链连接在淡水收集箱，石墨烯层沉积在导热硅片上形成石墨烯板，吸光树脂层涂覆在石墨烯板上，石墨烯板通过过盈配合固定在海水储水箱中间，表面带孔的空心铜管通过螺纹连接与内螺纹圈相连，内螺纹圈焊接在透光保温外罩上，输水纤维在表面带孔的空心铜管上内外穿插缠绕，纤维另一端浸润在海水中。本发明涉及的一种海水淡化装置结构简单，可利用高性能输水纤维的毛细管原理将海水输送到蒸发端，运用纤维的高比表面积，加速水分的蒸发，能够大大提高地海水淡化的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用太阳光照转化为内能促使海水蒸发淡化的装置，属于海水淡化领域。
背景技术
水是生命的源泉，是人类不可代替的自然资源。海水淡化是21世纪中国解决沿海地区淡水资源短缺问题的重要措施之一，也是一种必然的选择。目前海水淡化技术已经形成一个具有广阔发展前景的新型产业，对社会发展和人民生活水平的提高起到了积极的推动作用。海水淡化是从海中获取淡水的技术和过程。应用较为普遍的是多级闪急蒸馏、电渗析法、反渗透法。上述这些方法能耗高，能量输送要求高，对于离岸海水淡化来说成本太高。
专利CN201310602853.8提出的一种海水淡化装置，由混凝澄清池、清水池、海水保安过滤器、细砂过滤器等几个简单的部分组成，其装置结构简单，体积小，但是需要经过多个阶段的作用，淡化效率低，且耗能多。
传统方法是日光直接加热水利用热对流，效率低，而本方法利用高光热转化效率的直接热传导到高比表面积纤维利用热传导，效率得到了很大的提高。
发明内容
本发明提出一种海水淡化装置，该装置利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，运用电能对铜管进行加热，高性能的输水纤维通过毛细管作用将海水运输到上端，铜管在加热过程中将纤维中所含的水分蒸发，形成水蒸气，最终水蒸气冷凝成液滴散落在透光保温外罩的内壁，顺着内壁导水槽流入淡水收集箱，海水中的盐分累积在纤维表面，一段时间更换输水纤维。该装置简单，不需要外加能量输入，效率高。
一种海水淡化装置，主要由透光保温外罩、海水储水箱、淡水收集箱、吸光树脂层、石墨烯层、导热硅片、输水纤维、表面带孔的空心铜管和内螺纹圈等组成，透光保温外罩通过铰链连接在淡水收集箱，透光保温外罩内壁含有导水槽，石墨烯层沉积在导热硅片上形成石墨烯板，吸光树脂层涂覆在石墨烯板上，石墨烯板通过过盈配合固定在海水储水箱中间，表面带孔的空心铜管通过螺纹连接与内螺纹圈相连，内螺纹圈焊接在透光保温外罩上，输水纤维在表面带孔的空心铜管上内外穿插缠绕，纤维另一端浸润在海水中。
本发明一种海水淡化装置，石墨烯板由导热硅片或者陶瓷材料上沉积石墨烯层构成，石墨烯板通过过盈配合固定在海水储水箱中间，石墨烯层能高效吸收太阳能，转化为热能，热量快速传导到金属铜管，整个过程高效利用太阳能，无需外加电源。
本发明一种海水淡化装置，其中输水纤维由具有亲水性的有机纤维、无机纤维或天然植物纤维和具有一定导热性的金属或碳纤维掺杂组成，输水纤维组成蓬松的纤维束在表面带孔的空心铜管上内外穿插缠绕，输水纤维另一端直接浸润在海水中。运用毛细管原理通过高效输水纤维将海水输送到铜管上端。输水纤维具备三个功能，一是利用其一定的亲水性、沿着输水纤维束上下的浓度差压力及毛细管作用力，实现海水的连续补充输送；二是利用了纤维的高比表面积，少量的纤维实现高的蒸发面积，提高蒸发效率；三是输水纤维中掺杂一部分金属或碳纤维，提高了纤维自身及纤维和铜管的热传导效率。
本发明一种海水淡化装置，表面带孔的空心铜管与透光保温外罩通过内螺纹圈螺纹连接，这样当铜管中的纤维表面盐分累积到一定量后方便拆卸清理铜管，更换输水纤维。
本发明一种海水淡化装置，透光保温外罩通过铰链与淡水储水箱连接，且边缘连接处作密封处理，透光保温外罩内壁含有多条导水槽，这样蒸发的水分冷凝在透光保温外罩内壁后顺着导水槽流入淡水储水箱，透光保温外罩内表面进行疏水性涂层处理或表面构建疏水立体结构，有利于水珠及时形成，并自动流向导水槽，不影响光照的通过。
本发明一种海水淡化装置，其优点和作用为：
(1)装置简单，易于拆装，便于清理。
(2)整个装置在海水蒸发过程中利用太阳能，无其他能耗。
(3)利用高性能输水纤维运用毛细管原理将海水输送到蒸发端，运用纤维的高比表面积，加速水分的蒸发，极大提高了海水淡化的效率。
附图说明
图1是本发明一种海水淡化装置示意图。
图2是本发明一种海水淡化装置的透光保温外罩的仰视图。
图中：1-透光保温外罩，2-导水槽，3-海水储水箱，4-淡水收集箱，5-吸光树脂层，6-石墨烯层，7-导热硅片，8-输水纤维，9-表面带孔的空心铜管，10-内螺纹圈。
具体实施方式
本发明一种海水淡化装置，如图1所示，主要由透光保温外罩1、导水槽2、海水储水箱3、淡水收集箱4、吸光树脂层5、石墨烯层6、导热硅片7、输水纤维8、表面带孔的空心铜管9和内螺纹圈10等组成。透光保温外罩1通过铰链连接在淡水收集箱4，透光保温外罩1内壁含有导水槽2，如图2所示，导热硅片7上沉积石墨烯层6形成石墨烯板，吸光树脂层5涂覆在石墨烯板上，石墨烯板通过过盈配合固定在海水储水箱3中间，表面带孔的空心铜管9通过螺纹连接与内螺纹圈10相连，内螺纹圈10焊接在透光保温外罩1上，输水纤维8在表面带孔的空心铜管9上内外穿插缠绕，纤维另一端浸润在海水中。
本发明一种海水淡化装置，太阳光透过透光保温外罩照射到吸光树脂层5，吸光树脂层5能高效吸收太阳能，导热硅片7和石墨烯层6将太阳能转换为电能对金属铜管进行加热，输水纤维8在表面带孔的空心铜管9上内外穿插缠绕，输水纤维8另一端浸润在海水储水箱3的海水中。运用毛细管原理通过高效输水纤维将海水储水槽中的海水输送到铜管上端，纤维在铜管中穿插缠绕是为了增大铜管与纤维中海水的换热面积，加速蒸发。蒸发的水分冷凝在透光保温外罩内壁后顺着导水槽流入淡水储水箱。
本发明一种海水淡化装置，该装置装配成一个整体后，放置在海水中，该装置由于浮力的作用漂浮在海面上，收集了一定量的海水后，将淡水收集箱4中的淡水收集起来，该装置也可以放置在海水池中。另外，也可以将海水储水箱3的下部封闭，装入的海水的水位低于石墨烯板的安装位置，海水蒸发后再不断地补充，此种情况下该装置放置在船上或近海的岸边。
Claims (2)
1.一种海水淡化装置，其特征在于：主要由透光保温外罩、海水储水箱、淡水收集箱、吸光树脂层、石墨烯层、导热硅片、输水纤维、表面带孔的空心铜管和内螺纹圈组成，透光保温外罩通过铰链连接在淡水收集箱，导热硅片上沉积石墨烯层构成石墨烯板，吸光树脂层涂覆在石墨烯板上，石墨烯板通过过盈配合固定在海水储水箱中间，表面带孔的空心铜管通过螺纹连接与内螺纹圈相连，内螺纹圈焊接在透光保温外罩上，输水纤维在表面带孔的空心铜管上内外穿插缠绕，纤维另一端浸润在海水中；输水纤维由具有亲水性的有机纤维、无机纤维或天然植物纤维和具有一定导热性的金属或碳纤维掺杂组成，输水纤维组成蓬松的纤维束。
2.根据权利要求1所述的一种海水淡化装置，其特征在于：透光保温外罩通过铰链与淡水储水箱连接，且边缘连接处作密封处理，透光保温外罩内壁含有多条导水槽。
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