线圈结构多层中空电热蒸发织物、制造方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种线圈结构多层中空电热蒸发织物，其特征在于，由蒸发层、电热层、隔热导水层及漂浮层组成，蒸发层、电热层、隔热导水层及漂浮层通过不同的功能纤维织造成为一个整体。本发明专利技术的另一个技术方案是提供了一种上述的线圈结构多层中空电热蒸发织物的制造方法。本发明专利技术的另一个技术方案是提供了一种上述的线圈结构多层中空电热蒸发织物的应用。本发明专利技术提供的织物可以浮在水面上，通过隔热导水层将水分传导到蒸发层，电热层通电后对蒸发层加热，实现水分的快速蒸发。该织物具有三维中空一体结构，质量轻，强度高，结构简单，可以产业化生产；在海水淡化和污水处理领域具有重要应用前景。

Coil structure multilayer hollow electrothermal evaporation fabric, manufacturing method and Application

The invention relates to a coil structure multi-layer hollow electrothermal evaporation fabric, which is composed of an evaporation layer, an electric heating layer, a heat insulation water layer and a floating layer, and the evaporating layer, electric heating layer, heat insulation water layer and floating layer are woven into a whole through different functional fibers. Another technical proposal of the invention is to provide a manufacturing method of the multi-layer hollow electrothermal evaporation fabric with the coil structure. Another technical proposal of the invention is to provide an application of the multi-layer hollow electrothermal evaporation fabric with the coil structure. The fabric provided by the invention can float on the surface of the water, through the heat insulation water layer, the water is transmitted to the evaporation layer, and the electric heating layer is heated to the evaporation layer after the electricity is electrified, so as to realize the rapid evaporation of water. The fabric has a three dimensional hollow integral structure with light weight, high strength, simple structure and industrial production, and has an important application prospect in the field of seawater desalination and sewage treatment.

【技术实现步骤摘要】
线圈结构多层中空电热蒸发织物、制造方法及应用
本专利技术涉及一种线圈结构多层中空电热蒸发织物、该织物的制造方法以及该织物的应用。
技术介绍
陆地上的淡水资源总量只占地球上水体总量的2.53％，淡水的绝大部分又被封冻在南北两极及高山的冰层和冰川中，难以利用。淡水资源的时空分布不均和人类的不合理利用，使世界上许多地区面临着严重的淡水资源危机。随着经济的发展，淡水的使用量急剧增加，而经济增长、人口增加以及水体的污染，导致我国当前淡水资源严重短缺，成为经济持续发展的重要障碍，淡水资源的开发势在必行。海水淡化技术是解决淡水来源的有效途径，不断地在创新和发展，应用前景广阔。目前海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等。蒸馏法中的多级闪蒸技术，动力消耗大，设备的操作弹性小，多效蒸馏技术的低温多效蒸馏设备体积较大，装置费用高；电渗析法工艺简单，除盐率高，但水回收率低，队不带电荷的物质无脱除能力，且能耗大，不适用大规模的海水淡化工程；反渗透法需要具有选择透过性能的“半透膜”，膜的寿命和抗污染问题不能有效解决，反渗透膜、高压泵、能量回收装置需定期更换。以上技术主要是利用热能和电能作为海水淡化的能源，能耗较大，成本高，且淡化效率不高，设备复杂，淡化过程慢。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对海水或者其它类型的污水进行蒸馏提纯的新型蒸发织物。本专利技术的另一个目的是提供一种该新型蒸发织物的制备方法及其应用。为了达到上述目的，本专利技术的一个技术方案是提供了一种线圈结构多层中空电热蒸发织物，其特征在于，由蒸发层、电热层、隔热导水层及漂浮层组成，蒸发层、电热层、隔热导水层及漂浮层通过不同的功能纤维织造成为一个整体，其中：选用高亲水性的棉纱线或麻纱线等天然纤维、高亲水性的再生纤维素纤维、亲水改性的涤纶、锦纶、丙纶等化学纤维、亲水改性的化学纤维的膨体纱中一种或者至少两种混杂而成的纤维作为蒸发层的经纱和纬纱，通过调整经纱的送经长度，使蒸发层表面形成线圈结构，增大与空气的接触面积；选用导电纤维作为电热层的经纱和纬纱，电热层的导电纤维两端连接电极，利用导电纤维产生的热量将蒸发层加热，使水分蒸发；选用聚乙烯纤维作为漂浮层的经纱和纬纱，漂浮层使织物可以浮在水面上；间隔纱通过相互交织将蒸发层、电热层和漂浮层组成捆绑成为一个整体，并在电热层与漂浮层之间形成具有中空间隔结构的隔热导水层，隔热导水层具有隔热性能，使电热层的热量向蒸发层传递，并通过隔热导水层将水分传导到蒸发层。优选地，通过调整送经长度，使所述蒸发层中的经纱的全部或者部分的送经长度大于织物的卷取长度，在蒸发层表面形成所述线圈结构，所述线圈的高度为0.2至2厘米。优选地，所述导电纤维采用碳纤维、石墨烯纤维、碳纳米管纤维、镀镍碳纤维等金属镀层纤维、纳米导电颗粒涂层纤维中的一种或者至少两种混杂而成的纤维。优选地，所述漂浮层的经纬纱为密度低于水的聚乙烯纤维，或者嵌入有两端封闭的塑料管或者橡皮管。优选地，所述间由隔纱导水纤维与支撑纤维两者混杂而成，隔纱导水纤维与支撑纤维的纤维根数比为1/5-5/1。优选地，所述导水纤维采用亲水性的棉纤维、麻纤维等天然纤维、亲水性的纤维素再生纤维、亲水改性或者异形截面的合成纤维；所述支撑纤维采用涤纶单丝，丙纶单丝，锦纶单丝或者玻璃纤维等高模量纤维。优选地，所述隔热导水层为中空间隔结构，其厚度由插入的间隔片控制，织造完毕后取出间隔片，，所述隔热导水层的厚度为2-20mm。本专利技术的另一个技术方案是提供了一种上述的线圈结构多层中空电热蒸发织物的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、选择纱线：选用高亲水性的天然纤维、高亲水性的再生纤维素纤维、亲水改性的化学纤维、亲水改性的化学纤维的膨体纱中一种或者至少两种混杂而成的纤维作为蒸发层的经纱和纬纱；选用导电纤维作为电热层的经纱和纬纱；将隔纱导水纤维与支撑纤维进行层内混杂，作为间隔纱；选用聚乙烯纤维作为漂浮层的经纱和纬纱；第二步、织物的织造过程：将各层经纱和纬纱相互交织形成漂浮层，电热层和蒸发层；通过增加蒸发层的经纱的送经长度，在蒸发层表面形成线圈结构；在电热层和漂浮层中间放入间隔片控制织物厚度，将间隔纱相互交织形成隔热导水层，经过多次循环织造后下机取出间隔片，获得上述的线圈结构多层中空电热蒸发织物。本专利技术的另一个技术方案是提供了一种上述的线圈结构多层中空电热蒸发织物的应用，其特征在于，用于海水淡化，或用于工业废水，生活污水的净化处理。本专利技术的优点和有益效果：1)本专利技术提供了一种线圈结构多层中空电热蒸发织物的制备方法，通过三维织造工艺将不同特性的纤维织造在一起，实现了集漂浮、导水、隔热、加热和蒸发多种功能于一体的液体快速蒸发织物。2)本专利技术获得的线圈结构多层中空电热蒸发织物中，蒸发层表面为多毛羽的线圈，增大了与空气的接触面积，提高了水分蒸发效率。3)本专利技术获得的基于线圈结构多层中空电热蒸发织物中的隔热导水层为间隔中空织物，使电热层的热量向蒸发层传递，可以快速加热蒸发层，降低热量耗散，提高水分蒸发效率。4)本专利技术提供了一种线圈结构多层中空电热蒸发织物具有三维一体结构，力学性能好，不容易分层，液体蒸发速度快，在海水淡化和污水处理领域具有重要应用。5)本专利技术提供了一种线圈结构多层中空电热蒸发织物的制备方法，通过三维织造工艺一次成型，工艺流程短，适合产业化生产。附图说明图1为本专利技术提供的一种线圈结构多层中空电热蒸发织物的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，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。实施例1本实施例公开的一种基于碳纤维的线圈结构多层中空电热蒸发织物选用细度为20支的棉纤维空气变形纱作为经纱5及纬纱6织造蒸发层1；T-300碳纤维(东丽公司，12K)作为导电纤维，由导电纤维作为经纱7及纬纱8织造电热层2；1000tex的聚乙烯纤维作为经纱9及纬纱10织造漂浮层4；20支棉纱线作为亲水纤维和100D的涤纶单丝作为支撑纤维，相间隔排列进行混杂作为间隔纱11织造隔热导水层3，纤维根数比1∶1；设定织物宽度10厘米，经纬密：15根/厘米；间隔纱密度：15根/厘米。织造过程：第一步，开动引纬装置，引入上下层纬纱；第二步，调控送经长度，设定蒸发层中奇数根经纱送经长度1.6厘米，偶数根经纱送经长度0.3厘米，其它层经纱的送经长度均为0.3厘米；第三步，单组综框运动带动各层经纱同步交织，实现各面层，即漂浮层、电热层和蒸发层的织造；第四步，将放入高度为0.8厘米的间隔片，双组综框运动带动间隔纱相互交织，实现间隔层，即隔热导水层织造；第五步打纬，步进电机卷取；第六步重复上述步骤，完成150个织造循环。获得的基于碳纤维的三维间隔线圈结构液体蒸发织物，长度10厘米，厚度1厘米，线圈高度0.6厘米；结构示意图如图1所示。实施例2本实施例公开的一种基于镀镍碳纤维的线圈结构多层中空电热蒸发织物选用1200tex再生纤维素膨体纱作为经纱5及纬纱6织造蒸发层1；选用镀镍碳纤维(苏州捷迪纳米科技公司，12K)作为导电纤维，由导电纤维作为经纱7及纬纱8织造电热层2；选用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线圈结构多层中空电热蒸发织物，其特征在于，由蒸发层(1)、电热层(2)、隔热导水层(3)及漂浮层(4)组成，蒸发层(1)、电热层(2)、隔热导水层(3)及漂浮层(4)通过不同的功能纤维织造成为一个整体，其中：选用高亲水性的天然纤维、高亲水性的再生纤维素纤维、亲水改性的化学纤维、亲水改性的化学纤维的膨体纱中一种或者至少两种混杂而成的纤维作为蒸发层(1)的经纱(5)和纬纱(6)，通过调整经纱(5)的送经长度，使蒸发层(1)表面形成线圈结构，增大与空气的接触面积；选用导电纤维作为电热层(2)的经纱(7)和纬纱(8)，电热层(2)的导电纤维两端连接电极，利用导电纤维产生的热量将蒸发层(1)加热，使水分蒸发；选用聚乙烯纤维作为漂浮层(4)的经纱(9)和纬纱(10)，漂浮层(4)使织物可以浮在水面上；间隔纱(11)通过相互交织将蒸发层(1)、电热层(2)和漂浮层(4)组成捆绑成为一个整体，并在电热层(2)与漂浮层(4)之间形成具有中空间隔结构的隔热导水层(3)，隔热导水层(3)具有隔热性能，使电热层(2)的热量向蒸发层(1)传递，并通过隔热导水层(3)将水分传导到蒸发层(1)。

【技术特征摘要】
1.一种线圈结构多层中空电热蒸发织物，其特征在于，由蒸发层(1)、电热层(2)、隔热导水层(3)及漂浮层(4)组成，蒸发层(1)、电热层(2)、隔热导水层(3)及漂浮层(4)通过不同的功能纤维织造成为一个整体，其中：选用高亲水性的天然纤维、高亲水性的再生纤维素纤维、亲水改性的化学纤维、亲水改性的化学纤维的膨体纱中一种或者至少两种混杂而成的纤维作为蒸发层(1)的经纱(5)和纬纱(6)，通过调整经纱(5)的送经长度，使蒸发层(1)表面形成线圈结构，增大与空气的接触面积；选用导电纤维作为电热层(2)的经纱(7)和纬纱(8)，电热层(2)的导电纤维两端连接电极，利用导电纤维产生的热量将蒸发层(1)加热，使水分蒸发；选用聚乙烯纤维作为漂浮层(4)的经纱(9)和纬纱(10)，漂浮层(4)使织物可以浮在水面上；间隔纱(11)通过相互交织将蒸发层(1)、电热层(2)和漂浮层(4)组成捆绑成为一个整体，并在电热层(2)与漂浮层(4)之间形成具有中空间隔结构的隔热导水层(3)，隔热导水层(3)具有隔热性能，使电热层(2)的热量向蒸发层(1)传递，并通过隔热导水层(3)将水分传导到蒸发层(1)。2.如权利要求1所述的线圈结构多层中空电热蒸发织物，其特征在于，通过调整送经长度，使所述蒸发层(1)中的经纱(5)的全部或者部分的送经长度大于织物的卷取长度，在蒸发层表面形成所述线圈结构，所述线圈的高度为0.2至2厘米。3.如权利要求1所述的线圈结构多层中空电热蒸发织物，其特征在于，所述导电纤维采用碳纤维、石墨烯纤维、碳纳米管纤维、金属镀层纤维、纳米导电颗粒涂层纤维中的一种或者至少两种混杂而成的纤维。4.如权利要求1所述的线圈结构多层中空电热蒸发织物，其特征在于，所述漂浮层(4)由密度低于水的聚乙烯纤维织造，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许福军，李圆圆，王立永，应芷欣，肖珊，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31