海水淡化领域中的一种海上型太阳能毛细蒸发海水淡化器，包括：淡化器箱、海水蒸发器和冷凝板，特征：淡化器箱是由透光密封淡化器箱体［６］和箱盖［８］紧固密封而构成，其内于冲洗布水管［９］下方垂直箱底平行相间设有活性炭纤维毛细管蒸发器［４］和冷凝板［５］，蒸发器［４］是由支撑架［１０］和活性炭纤维制作的毡料［１８］构成，下端头伸入海水中，而冷凝板则伸入海水中定位后密封固定，箱体底部固定于浮筒［２］上面，用固定锚［１］定位于海上或随船运行。优点：直接吸收海水至箱内蒸发和直接用海水冷却，使用方便，减少投资；用黑色活性炭纤维其吸热多、蒸发比表面积大，形成立体蒸发，提高单位蒸发负荷；太阳能成本低；海水价格只有２－３元／吨。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到利用毛细现象增大蒸发表面，从而实现利用太阳能进行海水淡化的技术与装置，属于海淡化
技术介绍
众所周知，地球上的水几乎都储存在海洋中，依靠太阳能的蒸发作用将海水转变成气态的云输运到陆域，最后以雨雪的形式降到地面，成为江河湖泊的地表水及渗透地下的地下水。由于受各种自然因素的影响，地球上的淡水资源分布在时空上均很不平衡，缺水与洪涝在不同地区及同一地区的不同时间都会发生。尤其是沿海地区，淡水资源大都十分匾乏，如何实施海水淡化是人们长期研究的热点之一。目前，研究海水淡化方法主要有反渗透技术、闪蒸技术等，其中，蒸发是人们研究最多的海水淡化方法之一，这种方法是将海水通过不同的能源加热使海水蒸发，然后将蒸汽冷却而制备成冷凝水，而供应使用。蒸发法在热能资源丰富的沿海地区具有很大的吸引力，特别是新型的闪蒸技术，废热及低品位热能的综合利用，可以实现经济的海水淡化过程，一般可以达到地表水的制水成本，但如果应用新鲜蒸汽则经济上尚有疑问，成本将会在8-10元/吨水；反渗透技术是目前工业化应用颇多的海水淡化技术，其制水成本最低可以达到5-8元/吨水；但设备投资较大，在淡水资源十分匾乏的场合采用；利用太阳能进行海水淡化是人们研究的另一热点，在已有技术中，最典型的是在阿尔及利亚由R·AND C.ouahes设计，2001年发表在Desalination 137(2001)31-38期刊上，以及1995年在Renewable Energy Vol，6，1 PP.77-79介绍的海水太阳能蒸发器，采用毛细膜层或漂浮在聚苯烯板上的黑色黄麻布作蒸发器，并与冷凝单元构成淡化装置。这种装置已经用于撒哈拉干旱地区和偏远地区来解决生活用水，但也存在如下问题1)生产过程成本较高；2)设备结构复杂；3)蒸发器平面或倾角布置占用箱体空间大；4)蒸发器采用单面蒸发利用率低。
技术实现思路
本专利技术的目的是要克服已有技术存在的①成本高，结构复杂；②蒸发器占用空间大和单面蒸发利用率低的不足，并提供一种结构简单、成本低、毛细吸附海水、立体蒸发、海水直接冷却且效率高的一种海上型太阳能毛细蒸发海水淡化器，特提出本专利技术的技术解决方案。本专利技术的基本构思是利用太阳能这一低品位热能；利用黑色物体吸光能力强，提高热能利用率的特性；利用多孔性黑色活性炭纤维比表面积大，可增加传热面积的特点，制作活性炭纤维毛细管蒸发器，使其变平面蒸发为立体蒸发，利用海水温度低和箱体内温度高的特点，采用直接毛细毡料吸入海水蒸发和直接利用海水冷却冷凝板的结构方式；采用蒸发器和冷凝板平行相间排列并垂直箱体底面的紧凑结构形式；本专利技术所提出的一种海上型太阳能毛细蒸发海水淡化器，包括固定锚。浮筒、淡化器箱、淡水收集、海水蒸发器和冷凝板，其特征在于所采用的淡化器箱是由透光密封淡化器箱体和透光密封淡化器箱盖，通过螺栓及密封垫片紧固在一起而构成，在淡化器箱内所设有的支撑架的上方，与活性炭纤维毛细管蒸发器顶端相对应位置处，设计有冲洗布水管，箱体的底部则作为淡水的收集处，在淡化器箱体的底面上还开有多个相间并平行的插口和插缝，淡水泵置于箱体底面内侧的一端头位置，在靠近淡水泵并与插口或插缝平行的侧面，留有淡水管出口和冲洗布水管进口，装配后应密封；所采用的海水蒸发器，是垂直于箱底面的活性炭纤维毛细管蒸发器，它是用活性炭纤维制作的多个黑色矩形毛细纤维毡料，将其展开，两个端头边朝向海面，中间部位搭在支撑架横杆的两侧，作为上端部(或称蒸发端)，其两个端头边则穿过淡化器箱体底面上的围堰槽、插口而伸进海水中，作为下端部(或称吸水端)；冷凝板是采用不锈钢制作的多个薄板状结构，其下端头边通过插缝而伸进海水中，垂直定位于箱体底面后，密封固定在插缝中，冷凝板的冷却是直接采用温度较低的海水，对其浸入海水端进行降温，通过热传导而实现冷却目的；储存在透光密封淡化器箱体底部的淡水，通过淡水泵、淡水管和冲洗布水管，送至用户或用于定期冲洗活性炭纤维毛细管蒸发器；残留在活性炭纤维毛细管蒸发器上的盐类，是通过设置在蒸发器上端的冲洗布水管定期用所滴淋有淡水而被冲洗到海水中实现脱除的；海上型太阳能毛细蒸发海水淡化器的底部，固定在两个或多个浮筒的上面，放在海中用固定锚定位或与船体相连随船而行。本专利技术的进一步特征在于搭在支撑架横杆两侧的活性炭毛细纤维毡料，其双层厚度作为活性炭纤维毛细管蒸发器的厚度，其值为5-8mm，其宽度应小于或等于透光密封淡化器箱体内侧的宽度，其高度应小于箱体内腔的高度，并要求其处在箱体内部分的高度与箱体外部海水中的高度之比应为4∶1-3∶1；冷凝板其厚度为2-3mm，其高度应小于或等于活性炭纤维毛细管蒸发器的高度，并要求处在箱体内腔的高度与处在箱体外部海水中的高度之比应为4∶1-3∶1；在透光密封淡化器箱体的内底面，于插口的周边的外侧，还设有尺寸大于插口尺寸，而其高度不小于100-200mm围堰槽活性炭纤维毛细管蒸发器与冷凝板是呈相互平行相间分布，其间距为活性炭纤维毛细管蒸发器高度的1/4-3/4。本专利技术的具体计算的参数是依据下列参数进行的海水温度平均为10℃海水盐浓度35％(NaCI)淡化水温度40℃冷凝水温度15℃本专利技术所提出的一种海上型太阳能毛细蒸发海水淡化器，其尺寸的大小是由产水量的多少来确定，产水量大则要求的透光密封淡化器箱体就大，与此相应的活性炭纤维毛细管蒸发器相应尺寸就大，取值时就应取上限，而冷凝板尺寸也随之应取上限值，并且，与此相应的其蒸发器和冷凝板的数量也应取上限值。具体参数值，均已列入表1-4的数据中，更大的规模的海水淡化器可以以此为基准类推计算出。本专利技术的主要优点是1)充分利用活性炭纤维的发达比表面积增大海水的蒸发面积，使平面蒸发成为立体蒸发，提高了单位体积海水蒸发器的蒸发负荷；2)利用黑色活性炭纤维的吸光能力强，从而蒸发温度高的优点，加大蒸发推动力，提高蒸发量；3)利用透光的箱体罩将水蒸气有效地封闭于罩内，并利用海水温度低的特点直接利用海水冷却冷凝板，使水蒸气及时冷凝成液体；4)整个设备充分利用了太阳能属于低品位能源，实现了海水淡化价只有2-3元/吨的目标。本专利技术设有4个附表，所列各参数可作为实施例的特征值，分别说明如下表1是不同规格淡化器的接受太阳能辐射面积及箱体体积计算结果表中指出，不同的产水量，要求不同的受热面积和不同的箱体体积，而且，产水量越大，需要的受热面积越大，箱体体积也越大，并按产水量倍数增加。表2是不同规格淡化器的各部分体积计算结果表中显示不同的产水量，所要求的炭纤维毡料体积、空腔体积、冷凝板体积是不同的，而且，产水量越大，上述各参数体积的数字也越大，并按产水量的相应倍数增加。表3是不同规格淡化器的炭纤维毡各规格计算结果。该表表示出不同的产水量、炭纤维毡料的长、宽、高及数量，各参数其长度和个数是随产水量的增大而明显增大和增多，其宽度和高度则保持不变。表4是不同规格淡化器的冷凝板规格计算结果表中显示不同的产水量淡化器的冷凝板规格，长度要求增加、宽度和高度不变，而个数要明显增多。附图说明本专利技术共设计3个附图。图1是本专利技术所提出的一种海上型太阳能毛细蒸发海水淡化器正视剖面结构示意图，图2是图1的俯视结构示意图，图3是图1的A-A断面结构示意图。分别说明如下图1是本专利技术所提出的一种本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种海上型太阳能毛细蒸发海水淡化器，包括固定锚［１］、浮筒［２］、淡化器箱、淡水收集、海水蒸发器和冷凝板，其特征在于： ａ）所采用的淡化器箱是由透光密封淡化器箱体［６］和透光密封淡化器箱盖［８］，通过螺栓［７］及密封垫片［１１］紧固在一起而构成，在淡化器箱内所设计的支撑架［１０］的上方，与活性炭纤维毛细管蒸发器［４］顶端相对应位置处，设计有冲洗布水管［９］，箱体的底部则作为淡水［１２］的收集处，在淡化器箱体的底面上，还开有多个相间并平行的插口［１６］和插缝［１５］，淡水泵［１３］置于箱体底面内侧的一端头位置，在靠近淡水泵并与插口或插缝平行的侧面，留有淡水管［１４］出口和冲洗布水管［９］进口，装配后应密封； ｂ）所采用的海水蒸发器，是垂直于箱底面的活性炭纤维毛细管蒸发器［４］，它是用活性炭纤维制作的多个黑色矩形毛细纤维毡料［１８］，将其展开，两个端头边朝向海面，中间部位搭在支撑架［１０］横杆的两侧，作为上端部，其两个端头边则穿过淡化器箱体底面的围堰槽［３］、插口［１６］而伸进海水［１７］中，作为下端部； ｃ）冷凝板［５］是采用不锈钢制作的多个薄板状结构，其下端头边通过插缝［１５］而伸进海水［１７］中，垂直定位于箱体后，密封固定在插缝［１５］中，冷凝板的冷却是直接采用温度较低的海水对其该端进行降温，通过热传导而实现的； ｄ）储存在透光密封淡化器箱体［６］底部的淡水［１２］，通过淡水泵［１３］、淡水管［１４］和冲洗布水管［９］，将淡水送至用户饮用或定期冲洗活性炭纤维毛细管蒸发器［４］； ｅ）残留在活性炭纤维毛细管蒸发器［１４］上的盐类，是通过设置在蒸发器上端的冲洗布水管［９］定期用所滴淋的淡水而被冲洗到海水中实现脱除的； ｆ）海上型太阳能毛细蒸发海水淡化器的底部，固定在两个或多个浮筒［２］的上面，放在海中用固定锚［１］定位或与船体相连随船而行。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周梦然，周集体，
申请(专利权)人：周梦然，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]
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