CN114087596A - 一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统，涉及海水淡化技术领域，包括塑料水池，所述塑料水池内放置有适量的污水或待淡化的海水，且塑料水池内放置有漂浮在水上的泡沫盖板，且泡沫盖板上开设有多个均匀分布的限位孔，且限位孔内放置有冷凝水收集瓶，所述塑料水池的上表面安装有透明防护罩，所述泡沫盖板的四角处均贯穿有蒸发器件，且蒸发器件插在泡沫盖板的四角处，且蒸发器件的下端向下延伸并位于塑料水池内，蒸发器件的侧壁为锯齿形，所述塑料水池的下表面固定连接有配重组件，通过合理的设计，可在处理污水(海水)时，将盐沉积在蒸发器件侧壁而非蒸发表面上，防止蒸发器件效率降低。
Description
技术领域
本发明涉及海水淡化技术领域，具体是一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统。
背景技术
水资源短缺已成为全世界亟待解决的问题，太阳能驱动的海水淡化，由于其环境污染小、资源丰富，成为一个非常实用的方法，然而，在太阳能处理海水时，由于盐的沉积，会阻塞蒸发表面吸收太阳光，进而导致器件效率的降低以及水蒸发速率的放缓，因此，如何有效防止盐沉积在蒸发表面，是太阳能海水淡化的主要问题。
目前，大多数实验室使用的方法，是构建一个Janus蒸发器，该器件由一个疏水的上表面和一个亲水的下表面组成。亲水的下表面可以有效吸收海水并输送；疏水的上表面可以有效防止盐沉淀，然而，该蒸发器不仅有较高昂的成本，同时疏水层暴露在空气中，有机基团会氧化分解，从而导致疏水性变差，盐容易沉积。因此，寻找一个低成本、高效率的防盐沉积的方法，也是一个不可回避的问题。
为此我们提出一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统来解决以上问题。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统，来解决上述背景故事中提到的问题。
2、技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统，包括塑料水池，所述塑料水池内放置有适量的污水或待淡化的海水，且塑料水池内放置有漂浮在水上的泡沫盖板，且泡沫盖板上开设有多个均匀分布的限位孔，且限位孔内放置有冷凝水收集瓶，所述塑料水池的上表面安装有透明防护罩，所述泡沫盖板的四角处均贯穿有蒸发器件，且蒸发器件插在泡沫盖板的四角处，且蒸发器件的下端向下延伸并位于塑料水池内，蒸发器件的侧壁为锯齿形，所述塑料水池的下表面固定连接有配重组件。
作为本发明进一步的方案：所述泡沫盖板可以为长方形、中空圆筒、中空正方体、圆柱体结构等，且冷凝水收集瓶的上臂哦按的四周均固定连接有冷凝水导流槽。
作为本发明进一步的方案：所述塑料水池的表面可以喷涂或磁控溅射吸光材料，且喷涂或磁控溅射等吸光材料可为碳基材料(石墨烯、碳纳米管、石墨、还原氧化石墨烯)、金属等离激元材料(金、银、铝等)、聚合物材料、其他无机材料(TiC、TiO)或者陶瓷等离激元材料(氮化钛、硅等)。
作为本发明进一步的方案：所述蒸发器件与塑料水池的水体具有良好的接触。
作为本发明进一步的方案：所述塑料水池的一侧面固定连接有两个侧杆，且侧杆远离塑料水池的一端固定连接有倾斜设置有太阳能光伏板供电设备，且太阳能光伏板供电设备通过导线与蒸发器件电线连接。
作为本发明进一步的方案：所述塑料水池的上表面的四角处均开设有安装孔，且安装孔内固定连接有磁铁筒。
作为本发明进一步的方案：所述透明防护罩的下表面的四角处均固定连接有与磁铁筒相匹配的铁柱，且铁柱插在磁铁筒内。
作为本发明进一步的方案：所述配重组件包括底板，所述底板固定连接在塑料水池的下表面，且底板上开设有多个限位槽，且限位槽内滑动连接有配重板，所述配重板的一次面固定连接有铁片，且限位槽的内侧面固定连接有与铁片相对应的磁铁板，且铁片与磁铁板磁性吸附连接，所述配重板的另一侧面固定连接有把手。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明中，通过合理的设计，可在处理污水(海水)时，将盐沉积在蒸发器件侧壁而非蒸发表面上，防止蒸发器件效率降低，同时本系统成本较低，适合广泛使用。
2.本发明中，透明防护罩可以起到防风的作用，从而可以防止风力对泡沫盖板的影响，防止风力对本系统的工作造成影响，配重板可以增加塑料水池的重量，从而外界的碰撞或者风力使得本系统难以发生移动，从而加强了本系统的稳定性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中塑料水池和透明防护罩拆分的结构示意图；
图3为本发明中泡沫盖板的结构示意图；
图4为本发明中底板和配重板拆分的结构示意图；
图5为本发明中磁铁板安装位置的结构示意图。
图中：1、塑料水池；2、透明防护罩；3、蒸发器件；4、底板；5、侧杆；6、太阳能光伏板供电设备；7、铁柱；8、磁铁筒；9、安装孔；10、冷凝水收集瓶；11、冷凝水导流槽；12、泡沫盖板；13、限位孔；14、限位槽；15、配重板；16、铁片；17、把手；18、磁铁板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～5，本发明实施例中，一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统，包括塑料水池1，所述塑料水池1内放置有适量的污水或待淡化的海水，且塑料水池1内放置有漂浮在水上的泡沫盖板12，且泡沫盖板12上开设有多个均匀分布的限位孔13，且限位孔13内放置有冷凝水收集瓶10，所述塑料水池1的上表面安装有透明防护罩2，所述泡沫盖板12的四角处均贯穿有蒸发器件3，且蒸发器件3插在泡沫盖板12的四角处，且蒸发器件3的下端向下延伸并位于塑料水池1内，蒸发器件3的侧壁为锯齿形，所述塑料水池1的下表面固定连接有配重组件；蒸发器件3通过摩擦力固定在泡沫盖板12的四角处。
所述泡沫盖板12可以为长方形、中空圆筒、中空正方体、圆柱体结构等，且冷凝水收集瓶10的上臂哦按的四周均固定连接有冷凝水导流槽11。
所述塑料水池1的表面可以喷涂或磁控溅射吸光材料，且喷涂或磁控溅射等吸光材料可为碳基材料(石墨烯、碳纳米管、石墨、还原氧化石墨烯)、金属等离激元材料(金、银、铝等)、聚合物材料、其他无机材料(Ti3C2、Ti2O3)或者陶瓷等离激元材料(氮化钛、硅等)。
所述蒸发器件3与塑料水池1的水体具有良好的接触。
所述塑料水池1的一侧面固定连接有两个侧杆5，且侧杆5远离塑料水池1的一端固定连接有倾斜设置有太阳能光伏板供电设备6，且太阳能光伏板供电设备6通过导线与蒸发器件3电线连接。
需要说明的是：太阳能光伏板供电设备6可以给蒸发器件3进行供电。
所述塑料水池1的上表面的四角处均开设有安装孔9，且安装孔9内固定连接有磁铁筒8。
所述透明防护罩2的下表面的四角处均固定连接有与磁铁筒8相匹配的铁柱7，且铁柱7插在磁铁筒8内。
需要说明的是：透明防护罩2可以起到防风的作用，从而可以防止风力对泡沫盖板12的影响，防止风力对本系统的工作造成影响，同时向上拉动透明防护罩2便可以将铁柱7从磁铁筒8内拔出，从而便可以将透明防护罩2取下。
所述配重组件包括底板4，所述底板4固定连接在塑料水池1的下表面，且底板4上开设有多个限位槽14，且限位槽14内滑动连接有配重板15，所述配重板15的一次面固定连接有铁片16，且限位槽14的内侧面固定连接有与铁片16相对应的磁铁板18，且铁片16与磁铁板18磁性吸附连接，所述配重板15的另一侧面固定连接有把手17。
需要说明的是：配重板15可以增加塑料水池1的重量，从而外界的碰撞或者风力使得本系统难以发生移动，从而加强了本系统的稳定性，同时拔出配重板15便可以将配重板15与塑料水池1进行分开搬运。
本发明的工作步骤为：
(一)首先获取一个塑料水池1，并制作一块大小吻合泡沫盖板12；
(二)搭建一个温室，温室墙面主体材料可以是玻璃、塑料薄膜，温室顶部设计应有利于水蒸气的冷凝和收集，温室的存在有利于降低太阳光能量耗散至外部环境，从而大幅降低塑料水池1及泡沫盖板12所含能量向温室的传导损耗，温室温度高时，有望实现能量向水池及盖板的转移，进一步提升水蒸气产量；
(三)在塑料水池1中装入适量污水或待淡化的海水，水存储在塑料水池1中，可有效防止能量耗散至外部环境，并将塑料水池1放置于温室中；
(四)在泡沫盖板12上裁剪四个角；
(五)选取一张滤纸，合理设计蒸发器件3的大小、外形，且蒸发器件3的表面应能够高效吸收太阳光；
(六)将蒸发器件3通过四个角插入塑料泡沫上，并放置在水表面。
由于要使蒸发器件与污水形成良好的接触，因此蒸发器件3的侧壁需要延伸，将延伸的部分插入到水体中，长度一般选择为10-15cm，蒸发过程中，会有盐沉积在蒸发器件的锯齿形侧壁上，一段时间后盐会因重力自行脱落，收集到的盐颗粒大多为三角形且质地较硬，在太阳光的照射下，蒸发器件3吸收海水，将盐与水分隔开，其中盐沉积在蒸发器件3的测表面，水则通过水蒸气的方式逸出，通过合理的设计，可在处理污水(海水)时，将盐沉积在蒸发器件3侧壁而非蒸发表面上，防止蒸发器件3效率降低，同时本系统成本较低，适合广泛使用。
本发明中太阳能光伏板供电设备6为现有技术的常用设备，采用的型号等均可根据实际使用需求定制，其中涉及的电路以及控制均为现有技术，为当前领域技术公知，在此不进行过多赘述。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，本发明中，还需要说明的是，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型连接，也可以是机械连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以通过具体情况理解术语在本发明中的具体含义。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统，包括塑料水池(1)，其特征在于，所述塑料水池(1)内放置有适量的污水或待淡化的海水，且塑料水池(1)内放置有漂浮在水上的泡沫盖板(12)，且泡沫盖板(12)上开设有多个均匀分布的限位孔(13)，且限位孔(13)内放置有冷凝水收集瓶(10)，所述塑料水池(1)的上表面安装有透明防护罩(2)，所述泡沫盖板(12)的四角处均贯穿有蒸发器件(3)，且蒸发器件(3)插在泡沫盖板(12)的四角处，且蒸发器件(3)的下端向下延伸并位于塑料水池(1)内，蒸发器件(3)的侧壁为锯齿形，所述塑料水池(1)的下表面固定连接有配重组件。
2.根据权利要求1所述的一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统，其特征在于，所述泡沫盖板(12)可以为长方形、中空圆筒、中空正方体、圆柱体结构等，且冷凝水收集瓶(10)的上臂哦按的四周均固定连接有冷凝水导流槽(11)。
3.根据权利要求1所述的一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统，其特征在于，所述塑料水池(1)的表面可以喷涂或磁控溅射吸光材料，且喷涂或磁控溅射等吸光材料可为碳基材料(石墨烯、碳纳米管、石墨、还原氧化石墨烯)、金属等离激元材料(金、银、铝等)、聚合物材料、其他无机材料(Ti(3)C(2)、Ti(2)O(3))或者陶瓷等离激元材料(氮化钛、硅等)。
4.根据权利要求1所述的一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统，其特征在于，所述蒸发器件(3)与塑料水池(1)的水体具有良好的接触。
5.根据权利要求1所述的一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统，其特征在于，所述塑料水池(1)的一侧面固定连接有两个侧杆(5)，且侧杆(5)远离塑料水池(1)的一端固定连接有倾斜设置有太阳能光伏板供电设备(6)，且太阳能光伏板供电设备(6)通过导线与蒸发器件(3)电线连接。
6.根据权利要求1所述的一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统，其特征在于，所述塑料水池(1)的上表面的四角处均开设有安装孔(9)，且安装孔(9)内固定连接有磁铁筒(8)。
7.根据权利要求1所述的一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统，其特征在于，所述透明防护罩(2)的下表面的四角处均固定连接有与磁铁筒(8)相匹配的铁柱(7)，且铁柱(7)插在磁铁筒(8)内。
8.根据权利要求1所述的一种有效防盐沉积的高效太阳能水蒸气产生系统，其特征在于，所述配重组件包括底板(4)，所述底板(4)固定连接在塑料水池(1)的下表面，且底板(4)上开设有多个限位槽(14)，且限位槽(14)内滑动连接有配重板(15)，所述配重板(15)的一次面固定连接有铁片(16)，且限位槽(14)的内侧面固定连接有与铁片(16)相对应的磁铁板(18)，且铁片(16)与磁铁板(18)磁性吸附连接，所述配重板(15)的另一侧面固定连接有把手(17)。
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