CN203247166U - 太阳能海水淡化系统 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能海水淡化系统，包括聚光装置、光热转换腔体、中空纤维膜组件和出水装置四部分；聚光装置由锁光弧、导光室和光纤组成，锁光弧的末端与导光室连接，光纤的一端与导光室连接，另一端与光热转换腔体内的小孔连接；光热转换腔体是开设有小孔的密闭腔体，内腔壁面涂有反光涂层，光热转换腔体通过过滤装置与提取海水的水泵连接；光热转换腔体通过磁力泵与中空纤维膜组件连接；中空纤维膜组件与出水装置连接，出水装置包括冷凝管、水环式真空泵和产水槽，中空纤维膜组件、冷凝管和水环式真空泵依次连接在一起，冷凝管和水环式真空泵之间设置有产水槽。上述系统太阳能的利用效率得到提高，提高了淡水产量。

Description

太阳能海水淡化系统
技术领域
本实用新型涉及一种用于海水淡化的系统，属于海水淡化技术领域。
背景技术
海水由于其含盐量非常高，而不能被直接使用，目前主要采用三种方法淡化海水，即蒸馏法、反渗透法、结晶法。蒸馏法主要被用于特大型海水淡化处理上及热能丰富的地方，耗能高，淡水产量比较小。反渗透膜法首先是将海水提取上来，进行初步处理，降低海水浊度，防止细菌、藻类等微生物的生长，然后用特种高压泵增压，使海水进入反渗透膜，从而获得淡水，此方法耗能虽然低，但会产生大量的浓海水，排放会对环境造成影响。结晶法的代表性技术为冷冻法，该方法技术复杂，生产的淡水质量不高，通常需借助蒸馏法或者反渗透法对其进行进一步淡化。
就目前的海水淡化技术，成本问题一直是海水淡化技术的最大阻碍，其中电力成本及折旧是造水成本中最大的两部分。为节省能源和某些特殊的需要, 人们开发了太阳能海水淡化技术。太阳能海水淡化方法可分直接法和间接法两大类，直接法是应用集热器将太阳光照变成热能直接加热海水,蒸馏制得淡水的方法，它分浅盘型(也称顶棚型、水平型)、倾斜型和多效型三种蒸馏装置；间接法是用集热器将光能变成热能,或用太阳电池将光能变成电能,并以此作为海水淡化装置的能源制取淡水的方法。目前的海水淡化技术存在以下三类主要问题：
①太阳能利用效率较低，集热管加热温度和光伏发电量有限，且二者制作成本均较高。
②在相同的光热转换效率下，淡水产量低。
③浓海水的排放对环境影响较大。
发明内容
本实用新型针对现有海水淡化技术存在的不足，提供一种淡水产量高、能耗小的太阳能海水淡化系统。
本实用新型的太阳能海水淡化系统，采用的技术方案是：
该系统，包括聚光装置、光热转换腔体、中空纤维膜组件和出水装置四部分；聚光装置由锁光弧、导光室和光纤组成，锁光弧的末端与导光室连接，光纤的一端与导光室连接，另一端与光热转换腔体内的小孔连接；光热转换腔体是开设有小孔的密闭腔体，内腔壁面涂有反光涂层，光热转换腔体通过过滤装置与提取海水的水泵连接；光热转换腔体通过磁力泵与中空纤维膜组件连接；中空纤维膜组件与出水装置连接，出水装置包括冷凝管、水环式真空泵和产水槽，中空纤维膜组件、冷凝管和水环式真空泵依次连接在一起，冷凝管和水环式真空泵之间设置有产水槽。
磁力泵与中空纤维膜组件的连接管路上设置有蒸汽流量计、压力表和温度计。
光热转换腔体与一个收集高浓度海水的废液槽连接。
上述系统，海水通过水泵经过滤装置过滤后进入光热转换腔体，太阳光经锁光弧进行多次反射在末端被聚焦，进入导光室后经光纤传入光热转换腔体，对光热转换腔体内的海水加热。光热转换腔体内产生的高温汽水混合物进入中空纤维膜组件进行海水淡化，磁力泵将加热的汽水混合物抽出送往中空纤维膜组件，通过中空纤维膜组件排出的水蒸汽进入冷凝管凝结，水环式真空泵提供真空环境，使凝结的水蒸汽收集在产水槽内。
本实用新型通过黑体吸收原理利用太阳能，太阳能的利用效率得到提高，提高了海水加热温度，通过中空式纤维膜组件进行海水淡化，提高了淡水产量，克服了反渗透法产生大量浓废海水的缺点，降低了海水淡化技术对自然水体生态平衡的破坏。不仅可以用于淡化海水，通过改变中空式纤维膜组件中膜的种类还可用于生活废水，工业废水的净化。
附图说明
图1是本实用新型太阳能海水淡化系统的结构示意图。
图2是本实用新型中中空纤维膜组件的结构示意图。
图3是图2中沿A-A线的剖视图。
图4本实用新型中锁光弧的工作原理示意图。
图中：1.锁光弧，2、导光室，3、光纤，4、光热转换腔体，5、磁力泵，6、蒸汽流量计，7、压力表，8、温度计，9、中空纤维膜组件，10、冷凝管，11、水环式真空泵，12、产水槽，13、水泵，14、过滤装置，15、废液槽。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的太阳能海水淡化系统包括聚光装置、光热转换腔体4、中空纤维膜组件9和出水装置四部分。聚光装置由锁光弧1、导光室2和光纤3组成，锁光弧1的末端与导光室2连接，光纤3的一端与导光室2连接，另一端与光热转换腔体4内的小孔连接。锁光弧1的两侧都镀有反光层，如图4所示，锁光弧1起到收集并聚焦太阳光的作用，在截面积不断变小的锁光弧1内，太阳光进行多次反射，在末端被聚焦，进入导光室2后经光纤3传入光热转换腔体4。光热转换腔体4是基于黑体吸收原理设计的开设有小孔的密闭腔体，内腔壁面涂有反光涂层，且保温性能良好，光纤3内聚集的光经该小孔进入腔体高效加热海水。用于提取海水的水泵13通过过滤装置14与光热转换腔体4连接，水泵13从海水源抽出海水，过滤装置14过滤掉海水内的固体杂质，如海草等，送往光热转换腔体4内。与光热转换腔体4还连接有一个收集高浓度海水的废液槽15。光热转换腔体4通过磁力泵5与中空纤维膜组件9连接，磁力泵5与中空纤维膜组件9的连接管路上设置有蒸汽流量计6、压力表7和温度计8，光热转换腔体4内产生的高温汽水混合物进入中空纤维膜组件9进行海水淡化，磁力泵5将加热的汽水混合物抽出送往中空纤维膜组件9，蒸汽流量计6监测流量，压力表7监测热料液输送过程中管道的压力，温度计8监测热料液进入纤维膜组件9之前的温度。中空纤维膜组件9与出水装置连接，出水装置包括冷凝管10、水环式真空泵11和产水槽12，中空纤维膜组件9、冷凝管10和水环式真空泵11依次连接在一起，冷凝管10和水环式真空泵11之间设置有产水槽12。通过中空纤维膜组件9排出的水蒸汽进入冷凝管10凝结，水环式真空泵11在冷凝管10的冷侧，提供真空环境，产水槽12收集凝结的水蒸汽。
图2和图3给出了中空纤维膜组件9的结构，其内部填装有聚四氟乙烯中空纤维孔膜的ABS工程塑料圆管，直径1.6-1.8mm，孔隙率为75%-85%，孔径为0.2um。

Claims (3)

1.一种太阳能海水淡化系统，包括聚光装置、光热转换腔体、中空纤维膜组件和出水装置四部分；其特征是：聚光装置由锁光弧、导光室和光纤组成，锁光弧的末端与导光室连接，光纤的一端与导光室连接，另一端与光热转换腔体内的小孔连接；光热转换腔体是开设有小孔的密闭腔体，内腔壁面涂有反光涂层，光热转换腔体通过过滤装置与提取海水的水泵连接；光热转换腔体通过磁力泵与中空纤维膜组件连接；中空纤维膜组件与出水装置连接，出水装置包括冷凝管、水环式真空泵和产水槽，中空纤维膜组件、冷凝管和水环式真空泵依次连接在一起，冷凝管和水环式真空泵之间设置有产水槽。
2.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化系统，其特征是：所述磁力泵与中空纤维膜组件的连接管路上设置有蒸汽流量计、压力表和温度计。
3.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化系统，其特征是：所述光热转换腔体与一个收集高浓度海水的废液槽连接。
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