CN111348708B - 向光型太阳能光热海水蒸发方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种向光型太阳能光热海水蒸发方法，倾斜的亲水性光热转换材料与太阳光垂直；海水从所述亲水性光热转换材料的高端向所述亲水性光热转换材料的低端流动，在流动的过程中得到蒸发。本发明还提供一种向光型太阳能光热海水蒸发装置，包括与水平面倾斜的亲水性光热转换材料、海水供给装置、浓缩海水储存装置、剪式升降台和自旋装置；倾斜的角度通过改变海水供给装置和浓缩海水储存装置的相对高度来进行调整，自旋装置调整亲水性光热转换材料的朝向。海水由高处进入材料，蒸发并得到浓缩，浓盐水在低处被收集。本发明在实现海水高效蒸发的同时，避免了盐分在织物上的积累和结晶，并且可调节海水流动速度，控制所得卤水的浓度。

Description

向光型太阳能光热海水蒸发方法及其装置

技术领域

本发明属海水淡化技术领域，涉及一种向光型太阳能光热海水蒸发方法及其装置。

背景技术

淡水短缺已经成为日益严重的全球性问题。据预测，到2025年，超过50％的国家将面临淡水危机，到2050年，世界人口的75％将遭受缺水的困扰。海水覆盖了75％的地球表面积，是地球上最丰富的自然资源之一。因此，淡化海水来解决淡水短缺的问题是最理想的方法。目前为了淡化海水开发了许多技术，例如反渗透、膜过滤、热蒸馏、太阳能海水淡化等。其中，太阳能海水淡化是指利用太阳光加热海水产生蒸汽，再通过冷凝得到淡水，整个过程无需消耗额外的化石能源，被认作是未来最有前景的海水淡化方法。

太阳能海水淡化的关键是制备高效光热转化膜。目前，人们已开发出多种光热转化膜，并将其漂浮在海水表面，图1为传统漂浮型太阳能光热海水蒸发装置结构示意图，在阳光下产生蒸汽从而淡化海水，这一装置被称为漂浮型海水蒸发装置。然而，随着海水蒸发，产生水蒸汽的同时，水中的盐/溶质在蒸发位置不断积累，最终在装置的吸光面形成结晶，会屏蔽太阳辐射，阻塞内部供水和蒸汽扩散通道，大大削弱材料的太阳能蒸发性能。因此，克服固体盐结晶所带来的负面影响对于太阳能海水淡化至关重要。

当光热转换膜漂浮在海水表面时，光热膜的吸光面始终保持与地面平行。然而，随着太阳的东升西落，太阳光入射角θ不断变化，当太阳高度角减小时，漂浮的光热转换膜所捕获的太阳光减少，日光的利用效率变低，导致蒸发速度降低，这一问题严重阻碍当前太阳能海水淡化领域的发展。

发明内容

本发明提供一种向光型太阳能光热海水蒸发方法及其装置，目的是解决如何提高太阳能光热转化海水淡化利用效率的技术问题。

本发明的目的之一是提供一种向光型太阳能光热海水蒸发方法。光热材料的吸光面可倾斜，且倾斜角可调，使得亲水性光热转换材料与太阳光始终保持垂直；即使太阳光以较低的太阳高度角照向地面，吸光面也可尽可能多地吸收太阳能用于海水蒸发，提高日光的综合利用效率。同时，海水在倾斜的装置中受重力影响，自发的从所述倾斜的亲水性光热转换材料的高端向所述倾斜的亲水性光热转换材料的低端流动，流动的过程中，海水得到蒸发，既能避免盐分在吸光面积累，破坏亲水性光热转换材料，影响海水蒸发效率；同时，未来得及蒸发的海水在装置中得到浓缩，最终收集于水箱或水槽中，用于其他工业，例如氯碱工业和稀有金属提取。

所述倾斜的亲水性光热转换材料是指亲水性光热转换材料平铺成一个平面，或者将亲水性光热转换材料铺成瓦楞形，所述瓦楞形的高低落差≤10cm，用以增大蒸发面积。

所述垂直是指从太阳升起到落下的过程中，当阳光相对地面的入射角θ在0～90°之间时，所述亲水性光热转换材料与水平面的倾斜角α与θ的角度差≤10°，即所述亲水性光热转换材料的吸光平面与太阳光的夹角为90°±10°；当阳光相对地面的入射角(θ)为0°～10°时，所述亲水性光热转换材料与水平面的倾斜角≥1°，以保持倾斜。

本发明的目的之二是提供一种向光型太阳能光热海水蒸发装置，包括与水平面倾斜的亲水性光热转换材料、海水供给装置、浓缩海水储存装置、剪式升降台和自旋装置。

所述倾斜的角度α：1°≤α≤90°，使得倾斜的亲水性光热转换材料与太阳光始终保持垂直，该角度可通过改变海水供给装置和浓缩海水储存装置的相对高度来进行调整。

所述剪式升降台由基座、升降机构、升降驱动机构和承载机构组成，基座位于剪式升降台最底层，通过升降驱动机构和承载机构可实现垂直升降和水平移动的效果。

所述自旋装置由旋转圆盘、旋转主轴和旋转电机组成；旋转电机旋转带动旋转主轴和旋转圆盘进行自旋，旋转角度的范围为0～180°。

作为优选的技术方案：

如上所述的向光型太阳能光热海水蒸发方法，所述亲水性光热转换材料与水平面的倾斜角α的调整为自动调整或人工调整。

所述自动调整是指实时测量阳光相对地面的入射角θ，或根据所在地天文资料调取实时阳光相对地面的入射角θ，通过自旋装置使所述亲水性光热转换材料两端自动升降，配合装置整体自动转向，满足α与θ的角度差≤10°。

所述人工调整是指定时测量阳光相对地面的入射角θ，或根据所在地天文资料调取实时阳光相对地面的入射角θ，通过人工调节装置两端升降和整体转向使所述亲水性光热转换材料满足α与θ的角度差≤10°。

如上所述的向光型太阳能光热海水蒸发方法，所述海水主动向所述亲水性光热转换材料的高端供给，或通过毛细作用被所述亲水性光热转换材料的高端汲取。

主动供给或被汲取的海水量与从所述亲水性光热转换材料的高端向低端流动的海水量相等，该海水量为相同时间内海水蒸发量的1.01～100倍。

海水在从所述亲水性光热转换材料的高端流向低端的过程中得到蒸发，未蒸发的浓缩海水在所述亲水性光热转换材料的低端被收集，浓缩海水中的一种或多种离子浓度为海水初始浓度的0.01～100倍。

如上所述的向光型太阳能光热海水蒸发方法，所述亲水性光热转换材料由亲水性基底和光热转换组分复合组成，或者由光热转换组分自身组成。

所述亲水性基底的形式为薄膜、纤维、织物、纸张、泡沫、凝胶或管路。

所述亲水性薄膜基底可由聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物组成。

所述亲水性纤维基底可由天然纤维、再生纤维素纤维、化学纤维中的一种以上组成；所述天然纤维为棉、麻、丝、毛或竹，所述再生纤维素纤维为Lyocell纤维、Modal纤维、甲壳素纤维或铜氨纤维，所述化学纤维为涤纶、氨纶、腈纶、锦纶、维纶或者丙纶。

所述亲水性织物基底可由纯纺织物、混纺织物、混并织物、交织织物中的一种以上组成；

所述纯纺织物为棉织物、毛织物、丝织物、涤纶织物，所述混纺织物为涤粘、涤腈、涤棉，所述混并织物为低弹涤纶长丝和中长混并，涤纶短纤和低弹涤纶长丝混并，所述交织织物为蚕丝人造丝交织的古香缎，尼龙和人造棉交织的尼富纺。

所述亲水性凝胶基底可分为合成高分子水凝胶基底和天然高分子水凝胶基底两大类；所述天然高分子水凝胶基底的制备材料为淀粉、纤维素、海藻酸、透明质酸、明胶、胶原、聚L-赖氨酸；所述合成高分子水凝胶基底的制备材料为聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺。

所述光热转换组分由金属纳米颗粒、碳材料、有机材料和半导体光热材料中的一种以上组成；所述金属纳米颗粒种类为金、银、铜、铂、钯、钌、铑或铝，所述碳材料为碳纤维、碳布、碳毡、碳黑、多孔碳、碳纳米管、石墨烯或富勒烯，所述有机材料为聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚多巴胺、吲哚菁绿或普鲁士蓝，所述半导体光热材料为硫化铜、硒化铜、硫化铋、硒化铋、硫化钨、氧化钨、氧化钛、氧化铝、硫化铁或者硫化钼。

所述组成是指将光热转换材料负载在亲水性基底的外层，或者光热转换材料与亲水性基底进行共混然后成型，或者光热转换材料填充或包埋在亲水性基底的内部，或者光热转换材料在亲水性基底上成膜形成双层或三层复合结构，或者光热转换材料自身形成薄膜、纤维、织物、纸张、泡沫、凝胶或管路形式的材料。

本发明的向光型太阳能光热海水蒸发装置，所述与水平面倾斜的亲水性光热转换材料的两端分别固定在海水供给装置和浓缩海水储存装置上，通过吸铁石，或者挂钩，或者夹子，或者捆绑，或者钉接的方式进行固定。

如上所述的向光型太阳能光热海水蒸发装置，所述与水平面倾斜的亲水性光热转换材料的中间部分通过将两端拉直的方式维持平面状态，或者通过在支架上铺展维持平面状态。

如上所述的向光型太阳能光热海水蒸发装置，海水供给装置与所述与水平面倾斜的亲水性光热转换材料的高端直接接触，通过材料自身的毛细作用被动地供给海水，或者通过花洒和管路对材料进行喷淋和滴灌，从而主动地供给海水。

海水供给装置放置于一台剪式升降台上，其高度通过剪式升降台进行调整。

浓缩海水储存装置为水箱或者水槽，与所述与水平面倾斜的亲水性光热转换材料的低端相连接，浓缩海水可以由材料直接进入储存装置，或通过管路转移到储存装置中。

浓缩海水储存装置放置于另一台剪式升降台上，其高度通过剪式升降台进行调整。

如上所述的向光型太阳能光热海水蒸发装置，自旋装置由旋转圆盘、旋转主轴和旋转电机组成；升降台由基座、升降机构、升降驱动机构和承载机构组成；升降驱动机构驱动装置垂直升降，承载机构实现水平移动，从而调整亲水性光热转换材料与地面间的倾斜角度；两台剪式升降台同时放置在旋转圆盘上，旋转圆盘中心位置的下方通过旋转主轴与旋转电机相连接，旋转电机旋转带动旋转主轴和旋转圆盘进行自旋，旋转角度的范围为0～180°。

假设太阳以θ的入射角倾斜入射，蒸发装置的吸光面与地面的夹角为α，当θ大于α时，装置的吸光面在阳光入射方向的投影面积(S_投影,m²)小于其本身的面积(S_吸光层,m²)，S_投影可由如下公式计算：

S_投影＝S_吸光层×cos(θ-α)

吸光面能够捕获的太阳光功率(P_入射,kW)为：

P_入射＝I_阳光×S_投影

其中，I_阳光为太阳光光强(单位：kW·m^-2)，当蒸发装置的太阳能利用率为η时，整个装置的蒸发速度

可由以下公式计算：

其中h_汽化代表水汽化时的相变潜热(kJ·kg^-1)。对于相同的蒸发装置，其η和S_吸光层保持不变，在相同条件下，I_阳光和h_汽化都是固定值，

随着cos(θ-α)的增加而增加，即α与θ越接近，

越快。对于传统漂浮蒸发装置，其α始终等于0°，

随θ增大而不断降低；对于本发明中的向光型蒸发装置，α与θ始终保持相等，cos(θ-α)始终为1，因此

不受θ的变化而变化。因此，本发明中的向光型蒸发装置更有利于太阳光的充分利用。

有益效果

(1)向光蒸发装置中光热转换织物成可调的倾斜状态，通过调控使织物的吸光面与入射的太阳光相互垂直，可以最大程度地吸收太阳能用于海水蒸发，减小阳光倾斜照射对太阳能蒸发速度的影响；

(2)向光蒸发装置中的海水沿织物流动、蒸发并得到浓缩，流动的海水能够清除织物上积累的盐分，防止盐分以晶体颗粒的形式在织物表面析出，保持蒸发速度稳定；

(3)向光蒸发装置中的海水流动速度可通过改变织物倾斜角度来调控，在相同的蒸发速度下，通过改变海水的流动速度可以获得不同浓度的卤水，其浓度最高可达到饱和，可用于其他工业，例如氯碱工业和稀有金属提取。

附图说明

图1为传统漂浮型太阳能光热海水蒸发装置结构示意图；

图2为本发明中向光型太阳能光热海水蒸发装置的结构示意图；

图3为室外水蒸发实验中，太阳光入射角、向光型吸光面和漂浮型吸光面的倾斜角度随时间的变化情况；

图4为室外水蒸发实验中，向光型和漂浮型蒸发装置的蒸发速度随时间变化情况；

图5为室外水蒸发实验中，向光型和漂浮型蒸发装置累计产生的水蒸气质量和太阳光强随时间的变化情况。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

向光型太阳能光热海水蒸发方法，倾斜的亲水性光热转换材料与太阳光垂直；海水从倾斜的亲水性光热转换材料(将亲水性光热转换材料平铺成一个平面，或者将亲水性光热转换材料铺成高低落差≤10cm的瓦楞形)的高端向低端流动，流动的过程得到蒸发；

具体地：

垂直是指从太阳升起到落下的过程中，当阳光相对地面的入射角θ在0～90°之间时，亲水性光热转换材料与水平面的倾斜角α与θ的角度差≤10°，即亲水性光热转换材料的吸光平面与太阳光的夹角为90°±10°；当阳光相对地面的入射角(θ)为0°～10°时，亲水性光热转换材料与水平面的倾斜角≥1°，以保持倾斜；

亲水性光热转换材料与水平面的倾斜角α，可通过自动调整或人工调整；自动调整是指实时测量阳光相对地面的入射角θ，或根据所在地天文资料调取实时阳光相对地面的入射角θ，通过自旋装置使所述亲水性光热转换材料自动转向，满足α与θ的角度差≤10°；人工调整是指定时测量阳光相对地面的入射角θ，或根据所在地天文资料调取实时阳光相对地面的入射角θ，通过人工转向使所述亲水性光热转换材料满足α与θ的角度差≤10°；

海水主动向所述亲水性光热转换材料的高端供给，或通过毛细作用被所述亲水性光热转换材料的高端汲取；主动供给或被汲取的海水量与从所述亲水性光热转换材料的高端向低端流动的海水量相等，该海水量为相同时间内海水蒸发量的1.01～100倍；海水在从所述亲水性光热转换材料的高端流向低端的过程中得到蒸发，未蒸发的浓缩海水在亲水性光热转换材料的低端被收集，浓缩海水中的一种或多种离子浓度为海水初始浓度的0.01～100倍；

亲水性光热转换材料由亲水性基底和光热转换组分复合组成，或者由光热转换组分自身组成；亲水性基底由天然纤维、再生纤维素纤维、化学纤维中的一种以上组成；所述天然纤维为棉、麻、丝、毛或竹，所述再生纤维素纤维为Lyocell纤维、Modal纤维、甲壳素纤维或铜氨纤维，所述化学纤维为涤纶、氨纶、腈纶、锦纶、维纶或者丙纶；亲水性基底的形式为薄膜、纤维、织物、纸张、泡沫、凝胶或管路；组成是指将光热转换材料负载在亲水性基底的外层，或者光热转换材料与亲水性基底进行共混然后成型，或者光热转换材料填充或包埋在亲水性基底的内部，或者光热转换材料在亲水性基底上成膜形成双层或三层复合结构，或者光热转换材料自身形成薄膜、纤维、织物、纸张、泡沫、凝胶或管路形式的材料；亲水性薄膜基底可由聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物组成；亲水性织物基底可由纯纺织物、混纺织物、混并织物、交织织物中的一种以上组成；所述纯纺织物为棉织物、毛织物、丝织物、涤纶织物，所述混纺织物为涤粘、涤腈、涤棉，所述混并织物为低弹涤纶长丝和中长混并，涤纶短纤和低弹涤纶长丝混并，所述交织织物为蚕丝人造丝交织的古香缎，尼龙和人造棉交织的尼富纺；亲水性凝胶基底可分为合成高分子水凝胶基底和天然高分子水凝胶基底两大类；所述天然高分子水凝胶基底的制备材料为淀粉、纤维素、海藻酸、透明质酸、明胶、胶原、聚L-赖氨酸；所述合成高分子水凝胶基底的制备材料为聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺；光热转换组分由金属纳米颗粒、碳材料、有机材料和半导体光热材料中的一种以上组成；所述金属纳米颗粒种类为金、银、铜、铂、钯、钌、铑或铝，碳材料为碳纤维、碳布、碳毡、碳黑、多孔碳、碳纳米管、石墨烯或富勒烯，所述有机材料为聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚多巴胺、吲哚菁绿或普鲁士蓝，所述半导体光热材料为硫化铜、硒化铜、硫化铋、硒化铋、硫化钨、氧化钨、氧化钛、氧化铝、硫化铁或者硫化钼。

向光型太阳能光热海水蒸发装置，包括与水平面倾斜的亲水性光热转换材料、海水供给装置、浓缩海水储存装置、剪式升降台和自旋装置；倾斜的角度在1°～90°之间，该角度通过改变海水供给装置和浓缩海水储存装置的相对高度来进行调整；与水平面倾斜的亲水性光热转换材料的两端分别固定在海水供给装置和浓缩海水储存装置上，通过吸铁石，或者挂钩，或者夹子，或者捆绑，或者钉接的方式进行固定；与水平面倾斜的亲水性光热转换材料的中间部分通过将两端拉直的方式维持平面状态，或者通过在支架上铺展维持平面状态；海水供给装置与上述与水平面倾斜的亲水性光热转换材料的高端直接接触，通过材料自身的毛细作用被动地供给海水，或者通过花洒和管路对材料进行喷淋和滴灌，从而主动地供给海水；海水供给装置放置于一台剪式升降台上，其高度通过剪式升降台进行调整；浓缩海水储存装置为水箱或者水槽，与上述与水平面倾斜的亲水性光热转换材料的低端相连接，浓缩海水可以由材料直接进入储存装置，或通过管路转移到储存装置中；浓缩海水储存装置放置于另一台剪式升降台上，其高度通过剪式升降台进行调整；自旋装置由旋转圆盘、旋转主轴和旋转电机组成；两台剪式升降台同时放置在旋转圆盘上，旋转圆盘中心位置的下方通过旋转主轴与旋转电机相连接，旋转电机旋转带动旋转主轴和旋转圆盘进行自旋，旋转角度的范围为0～180°。

实施例1

将制备好的聚丙烯腈@硫化铜织物剪裁成5cm×30cm，将两块该尺寸的织物分别贴在一块由水浸润的棉织物的上下两面(尺寸：5cm×30cm)，在水的作用下，两块聚丙烯腈@硫化铜织物与棉布贴合在一起，得到聚丙烯腈@硫化铜/棉复合织物。将聚丙烯腈@硫化铜/棉复合织物的中间拉伸成平面，两端分别使用吸铁石固定在不同高度的两个水槽(尺寸：3cm×8cm×10cm)间，织物的边缘与水槽内壁接触，织物整体与地面成一定的倾斜角度，角度在0到90°之间可调，以此构建向光型蒸发装置(图2)。在该装置中，较高的水槽装有海水，海水高度没过织物边缘，较低的为空水槽，用于收集浓盐水，通过人工调节两个水箱的相对高度来控制吸光面的倾斜角α，再通过人工旋转装置，控制整个装置的朝向，使得α与太阳光入射角θ相等，太阳光始终垂直照射吸光面。

对比例1

将实施例1中的聚丙烯腈@硫化铜/棉复合织物与泡沫相结合，搭建了漂浮型蒸发装置，其吸光面与地面平行，倾斜角始终为0°，不可调节(图1)。

将实施例1的向光型蒸发装置和对比例1的漂浮蒸发装置分别放到自然太阳光下，如图3所示，在一天之中，漂浮型蒸发装置的倾斜角始终为0°，漂浮型蒸发装置的吸光面与太阳光入射角尽可能保持垂直，在此情况下，向光型蒸发装置的蒸发速度保持较高水平，且随时间变化较小，而漂浮型蒸发装置的蒸发速度较低且随时间变化较大(图4)。经过一天的蒸发，实施例1的向光型蒸发装置的累计海水蒸发量为16.5kg m^-2，而对比例1的漂浮型蒸发装置仅为8.5kg m^-2(图5)。

实施例2

在实施例1的向光型蒸发装置中，将两个水槽放置在两个可远端控制的剪式升降台上，再将整个向光型装置放在可远端控制的转盘上，通过远端控制升降机和转盘，使太阳光始终垂直于倾斜面上。

对比例2

在对比例1的漂浮型蒸发装置中，将两个水槽放置在两个可远端控制的剪式升降台上，再将整个漂浮型蒸发装置放在可远端控制的转盘上，通过远端控制升降机和转盘，使吸光面倾斜角始终为0°。

将实施例2的向光型蒸发装置和对比例2的漂浮型蒸发装置分别放到自然太阳光下，在一天之中，漂浮型蒸发装置的吸光面倾斜角始终为0°，向光型蒸发装置的吸光面与太阳光入射角始终保持垂直，在此情况下，向光型蒸发装置的蒸发速度保持较高水平，且随时间变化较小，而漂浮型蒸发装置的蒸发速度较低且随时间变化较大。相对于人工调控，远程控制的升降机和转盘对α的调控更为精确。经过一天的蒸发，实施例2的向光型蒸发装置的累计海水蒸发量接近18kg m^-2，而对比例2的漂浮型蒸发装置仍为8.5kg m^-2。

Claims (6)

1.一种向光型太阳能光热海水蒸发装置，其特征是：包括与水平面倾斜的亲水性光热转换材料、海水供给装置、浓缩海水储存装置、剪式升降台和自旋装置；

海水供给装置与所述与水平面倾斜的亲水性光热转换材料的高端直接接触，通过材料自身的毛细作用被动地供给海水，或者通过花洒和管路对材料进行喷淋和滴灌，从而主动地供给海水；

所述倾斜的角度为1°~90°，该角度通过改变海水供给装置和浓缩海水储存装置的相对高度进行调整；

海水供给装置放置于一台剪式升降台上，其高度通过剪式升降台进行调整；

浓缩海水储存装置为水箱或者水槽，与所述与水平面倾斜的亲水性光热转换材料的低端相连接，浓缩海水由材料直接进入浓缩海水储存装置，或通过管路转移到浓缩海水储存装置中；

浓缩海水储存装置放置于另一台剪式升降台上，其高度通过剪式升降台进行调整；

所述与水平面倾斜的亲水性光热转换材料的两端分别固定在海水供给装置和浓缩海水储存装置上，通过吸铁石，或者挂钩，或者夹子，或者捆绑，或者钉接的方式进行固定；

所述与水平面倾斜的亲水性光热转换材料的中间部分通过将两端拉直的方式维持平面状态，或者通过在支架上铺展维持平面状态；

自旋装置由旋转圆盘、旋转主轴和旋转电机组成；两台剪式升降台同时放置在旋转圆盘上，旋转圆盘中心位置的下方通过旋转主轴与旋转电机相连接，旋转电机旋转带动旋转主轴和旋转圆盘进行自旋。

2.根据权利要求1所述的向光型太阳能光热海水蒸发装置，其特征在于，旋转电机旋转带动旋转主轴和旋转圆盘进行自旋的旋转角度的范围为0~180°。

3.应用权利要求1或2中任一项所述的向光型太阳能光热海水蒸发装置的向光型太阳能光热海水蒸发方法，其特征是：倾斜的亲水性光热转换材料与太阳光垂直；海水从所述倾斜的亲水性光热转换材料的高端向所述倾斜的亲水性光热转换材料的低端流动，在流动的过程中得到蒸发；

所述垂直是指从太阳升起到落下的过程中，当阳光相对地面的入射角θ在0~90°之间时，所述亲水性光热转换材料与水平面的倾斜角α与θ的角度差≤10°，即所述亲水性光热转换材料的吸光平面与太阳光的夹角为90°±10°；当阳光相对地面的入射角θ为0°~10°时，所述亲水性光热转换材料与水平面的倾斜角≥1°，以保持倾斜；

所述亲水性光热转换材料与水平面的倾斜角α的调整为人工调整或者远端控制调整；

所述人工调整是指定时测量阳光相对地面的入射角θ，或根据所在地天文资料调取实时阳光相对地面的入射角θ，再通过人工调节海水供给装置和浓缩海水储存装置的相对高度来控制吸光面的倾斜角，然后通过人工旋转装置，控制整个装置的朝向使所述亲水性光热转换材料满足α与θ的角度差≤10°；

所述远端控制调整是指所述向光型太阳能光热海水蒸发装置中，剪式升降台和旋转圆盘均能够远端控制，通过远端控制剪式升降台和旋转圆盘，使所述亲水性光热转换材料满足α与θ的角度差≤10°。

4.根据权利要求3所述的向光型太阳能光热海水蒸发方法，其特征在于，主动供给或被汲取的海水量与从所述亲水性光热转换材料的高端向低端流动的海水量相等，该海水量为相同时间内海水蒸发量的1.01~100倍；

海水在从所述亲水性光热转换材料的高端流向低端的过程中得到蒸发，未蒸发的浓缩海水在所述亲水性光热转换材料的低端被收集，浓缩海水中的一种或多种离子浓度为海水初始浓度的0.01~100倍。

5.根据权利要求3所述的向光型太阳能光热海水蒸发方法，其特征在于，所述倾斜的亲水性光热转换材料是指将亲水性光热转换材料平铺成一个平面，或者将亲水性光热转换材料铺成瓦楞形，所述瓦楞形的高低落差≤10cm。

6.根据权利要求3所述的向光型太阳能光热海水蒸发方法，其特征在于，所述亲水性光热转换材料由亲水性基底和光热转换组分复合组成，或者由光热转换组分自身组成；

所述亲水性基底的形式为薄膜、纤维、织物、纸张、泡沫、凝胶或管路；

组成是指将光热转换材料负载在亲水性基底的外层，或者光热转换材料与亲水性基底进行共混然后成型，或者光热转换材料填充或包埋在亲水性基底的内部，或者光热转换材料在亲水性基底上成膜形成双层或三层复合结构，或者光热转换材料自身形成薄膜、纤维、织物、纸张、泡沫、凝胶或管路形式的材料；

亲水性薄膜基底由聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物组成；

亲水性纤维基底由天然纤维、再生纤维素纤维和化学纤维中的一种以上组成；所述天然纤维为棉、麻、丝、毛或竹，所述再生纤维素纤维为Lyocell纤维、Modal纤维、甲壳素纤维或铜氨纤维，所述化学纤维为涤纶、氨纶、腈纶、锦纶、维纶或者丙纶；

亲水性织物基底由纯纺织物、混纺织物、混并织物和交织织物中的一种以上组成；所述纯纺织物为棉织物、毛织物、丝织物、涤纶织物，所述混纺织物为涤粘、涤腈、涤棉，所述混并织物为涤纶短纤和低弹涤纶长丝混并，所述交织织物为蚕丝人造丝交织的古香缎或者尼龙和人造棉交织的尼富纺；

亲水性凝胶基底分为合成高分子水凝胶基底和天然高分子水凝胶基底两大类；所述天然高分子水凝胶基底的制备材料为淀粉、纤维素、海藻酸、透明质酸、明胶、胶原、聚L-赖氨酸；所述合成高分子水凝胶基底的制备材料为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺；

所述光热转换组分由金属纳米颗粒、碳材料、有机材料和半导体光热材料中的一种以上组成；所述金属纳米颗粒种类为金、银、铜、铂、钯、钌、铑或铝，所述碳材料为碳纤维、碳布、碳毡、碳黑、多孔碳、碳纳米管、石墨烯或富勒烯，所述有机材料为聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚多巴胺、吲哚菁绿或普鲁士蓝，所述半导体光热材料为硫化铜、硒化铜、硫化铋、硒化铋、硫化钨、氧化钨、氧化钛、氧化铝、硫化铁或者硫化钼。

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