一种太阳能光热海水淡化一体化系统和方法技术方案

一种太阳能光热海水淡化一体化系统和方法涉及海水淡化领域。该系统包含太阳能集热系统、海水闪蒸热回收系统和海水淡化控制系统。所述太阳能集热系统包含太阳能进水口，增压循环泵，太阳能集热器和太阳能出水口。所述海水闪蒸热回收系统为一体化系统，包含蒸汽连接管，蒸馏层，淡水层，海水层，海水进水管，中间导热板，海水补水口，蒸馏水出口，排污口、真空泵等关键设备。海水闪蒸热回收系统为三层结构，中间导热板上下贯穿，回收下两层流体余热用于加热最上层新鲜海水；并将流道隔成蛇形，冷热流体逆流强化热回收效果，减少太阳能集热器制热压力。本发明专利技术集成度和智能化程度高，充分回收水蒸气、蒸馏水和高盐污水余热，具有较高的淡水生产效率。

An integrated solar thermal desalination system and method

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光热海水淡化一体化系统和方法
：本专利涉及太阳能光热应用和海水淡化
，涉及一种太阳能光热海水淡化一体化系统以及利用其进行海水淡化的方法。
技术介绍
：水资源短缺是目前面临的一个全球性问题，对地球上丰富的海水进行淡化则是解决水资源短缺问题的一个重要途径。但传统的海水淡化往往需要高能量消耗，在一些能源短缺的地区难以实现，因此，亟需一种绿色、高效、可持续的海水淡化方法来缓解上述危机。太阳能作为一种可再生能源，清洁安全，不污染环境，利用太阳能淡化海水是一项利国利民并有利于环境的工程，符合人类可持续发展的要求。现有的太阳能海水淡化技术主要有太阳能蒸馏技术、太阳能多级闪蒸、太阳能多效沸腾等。太阳能多级闪蒸、太阳能多效沸腾等技术容易与太阳能结合在一起，但是也存在这诸多不足，常规的太阳能海水淡化系统主要有以下问题：⑴蒸馏过程中产生的蒸汽凝结潜热未能得到有效利用，致使能量损失到大气环境中，如传统的被动式太阳能蒸馏器单位采光面积的产水量过低，仅为5～10kg/m2·d；⑵常规的蒸馏装置中循环海水量大，总热容量大，削弱了蒸发的驱动力；⑶蒸馏系统中主要以自然对流为主要换热模式，传热效率较低，限制了系统性能的提升；⑷太阳能集热面积高，系统初投资太大，产水成本过高；⑸由于太阳能能量的低密度性和不稳定影响系统的稳定、安全运行，尤其是对系统产水方面的影响。因此寻找技术途径，高效收集太阳能热并连续运行进行海水淡化，就成为解决淡水资源匮乏的重要方向。
技术实现思路
：本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于太阳能光热海水淡化一体化系统。本专利技术的第二个目的是提供一种利用太阳能光热海水淡化一体化系统进行海水淡化的方法。1.一种利用太阳能光热海水淡化一体化系统，包括：太阳能集热系统、海水闪蒸系统、余热回收系统和海水淡化控制系统；所述太阳能集热系统包含太阳能进水口1，增压循环泵16，太阳能集热器2和太阳能出水口3；太阳能辐射照度仪安装在太阳能集热器表面，第一温度传感器安装在太阳能集热器；太阳能集热器通过管路依次连接节流电磁阀和太阳能出水口管路，所述太阳能进水口和太阳能出水口，与海水淡化和余热回收一体化系统连接；所述海水闪蒸系统和余热回收系统，为一体化成型结构；一体化成型结构分为三层设计，底层为蒸馏层5，中间层为淡水层6，上层为海水层7；三层结构用隔板隔开，隔板有开孔，中间导热板9上下贯穿，开孔处有密封；该一体化结构包含蒸汽连接管，蒸馏层，淡水层，海水层，海水进水管，中间导热板，海水补水口，蒸馏水出口，排污口、海水过滤器和真空泵等部件；在一体化结构的最下部为蒸馏层；蒸馏层与海水层通过海水进水管8连通，海水进口管路上有补水电磁阀15门；补水电磁阀门位于海水层与蒸馏层连接管路上；太阳能出水口连接海水喷淋器；海水喷淋器位于蒸馏层内部；蒸馏层的侧壁设有排污口12，一体化结构中间层为淡水层，淡水层一面侧壁与蒸馏层通过蒸汽连接管4连通；淡水层另一面侧壁设有蒸馏水出口11和真空泵连接口；真空泵连接口位于蒸馏水出口上部，用于连接真空泵19；一体化结构最上部为海水层，海水层两端侧壁分别设置海水补水口10和海水进水管8。进一步，中间导热板9上下贯穿三层，并分割流道呈“蛇形”布置。进一步，在蒸馏层设置第二温度传感器、在淡水层设置第三温度传感器、在海水层设置第四温度传感器。一种利用太阳能光热海水淡化一体化系统，包括：太阳能集热系统、海水闪蒸系统、余热回收系统和海水淡化控制系统。所述海水闪蒸系统和余热回收系统为一体化系统，包含蒸汽连接管，蒸馏层，淡水层，海水层，海水进水管，中间导热板，海水补水口，蒸馏水出口，排污口、海水过滤器和真空泵等部件。1、所述太阳能集热系统包含太阳能进水口，增压循环泵，太阳能集热器和太阳能出水口。本专利中根据所需淡水生产量配置多个太阳能集热器串联或并联使用。所述太阳能集热器可以是平板型、真空管型或槽式聚光型太阳能集热器，型式不限制。所述太阳能集热器可以是储能型或者非储能型，储能型式不限制。太阳能集热温度可达到100-150℃。太阳能辐射照度仪安装在太阳能集热器表面，第一温度传感器安装在太阳能集热器中，用于测量海水集热温度。太阳能集热器通过管路依次连接节流电磁阀和太阳能出水口管路，该节流电磁阀的作用是控制海水节流后的压力，调整气相分率。增压循环泵分别与太阳能进出口和太阳能集热器通过管路连接，增压循环泵用于循环海水并增加海水压力。所述太阳能进水口和太阳能出水口，与海水淡化和余热回收一体化系统连接。太阳能进水口和出水口的材质为不锈钢或者黄铜，涂有防腐涂层体系；材质为聚氨酯、环氧树脂或者氟树脂，厚度为50～200微米。太阳能进水口管路和太阳能出口管路插入到海水闪蒸和余热回收系统一体化结构中，进入蒸馏层。在蒸馏层内部的太阳能出水管路长度大于太阳能进出水管路长度，太阳能出水口大概位于蒸汽连接管的正下方位置。2、所述海水闪蒸系统和余热回收系统，为一体化成型结构。一体化结构的材质为不锈钢、铝合金或铜合金。一体化成型结构分为三层设计，底层为蒸馏层，中间层为淡水层，上层为海水层。三层结构用隔板隔开，隔板有开孔，中间导热板上下贯穿，开孔处有密封。隔板材质为不锈钢、铝合金或铜合金。所述中间导热板为铜板、铝板、石墨烯板，或者平板热管，板厚度为2～5mm。该一体化结构包含蒸汽连接管，蒸馏层，淡水层，海水层，海水进水管，中间导热板，海水补水口，蒸馏水出口，排污口、海水过滤器和真空泵等部件。一体化结构内部涂有防腐涂层体系，材质为聚氨酯、环氧树脂或者氟树脂，厚度为50～200微米。在一体化结构的最下部为蒸馏层，蒸馏层内部设置液位计和消沫器。消沫器由网眼很细的丝网组成，如200～500目之间的丝网，材质为耐腐蚀材料，如不锈钢丝、黄铜丝或者碳纤维丝等。太阳能进水口与太阳能出水口通过管路插入到蒸馏层内部，太阳能进水口靠近蒸馏层底部，太阳能出水口靠近蒸馏层上部。蒸馏层与海水层通过海水进水管连同，海水进口管路上有补水电磁阀门。补水电磁阀门位于海水层与蒸馏层连接管路上。太阳能出水口连接海水喷淋器。海水喷淋器位于蒸馏层内部。蒸馏层的侧壁靠近底部位置设有排污口，用于排出浓盐水。排污口与高盐水排污泵通过管路依次连接。一体化结构中间层为淡水层，淡水层一面侧壁与蒸馏层通过蒸汽连接管连通。淡水层另一面侧壁设有蒸馏水出口和真空管泵连接口。真空泵连接口位于蒸馏水出口上部。真空泵通过管路连接真空泵连接口，根据压力需要将淡水层抽成减压状态。蒸馏层与淡水层通过蒸汽连接管连通，处于减压状态，有利于降低海水闪蒸温度，增加淡水产率。真空泵为通用设备，市场面购买即可。一体化结构最上部为海水层，海水层两端侧壁分别设置海水补水口和海水进水管。在海水补水口进口处通过管路连接海水过滤器，用于去除地表海水中存在的颗粒泥砂、胶体、微生物等杂质。3、海水闪蒸系统和余热回收系统为一体化成型三层结构设计，分别为蒸馏层，淡水层和海水层。中间导热板上下贯穿三层，并分割流道呈“蛇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用太阳能光热海水淡化一体化系统，包括：太阳能集热系统、海水闪蒸系统、余热回收系统和海水淡化控制系统；/n所述太阳能集热系统包含太阳能进水口，增压循环泵，太阳能集热器和太阳能出水口；/n太阳能辐射照度仪安装在太阳能集热器表面，第一温度传感器安装在太阳能集热器；/n太阳能集热器通过管路依次连接节流电磁阀和太阳能出水口管路，所述太阳能进水口和太阳能出水口，与海水淡化和余热回收一体化系统连接；/n所述海水闪蒸系统和余热回收系统，为一体化成型结构；一体化成型结构分为三层设计，底层为蒸馏层，中间层为淡水层，上层为海水层；三层结构用隔板隔开，隔板有开孔，中间导热板上下贯穿，开孔处有密封；/n该一体化结构包含蒸汽连接管，蒸馏层，淡水层，海水层，海水进水管，中间导热板，海水补水口，蒸馏水出口，排污口、海水过滤器和真空泵等部件；/n在一体化结构的最下部为蒸馏层；蒸馏层与海水层通过海水进水管连通，海水进口管路上有补水电磁阀门；补水电磁阀门位于海水层与蒸馏层连接管路上；太阳能出水口连接海水喷淋器；海水喷淋器位于蒸馏层内部；蒸馏层的侧壁设有排污口，/n一体化结构中间层为淡水层，淡水层一面侧壁与蒸馏层通过蒸汽连接管连通；淡水层另一面侧壁设有蒸馏水出口和真空泵连接口；真空泵连接口位于蒸馏水出口上部，用于连接真空泵；/n一体化结构最上部为海水层，海水层两端侧壁分别设置海水补水口和海水进水管。/n...

【技术特征摘要】
1.一种利用太阳能光热海水淡化一体化系统，包括：太阳能集热系统、海水闪蒸系统、余热回收系统和海水淡化控制系统；
所述太阳能集热系统包含太阳能进水口，增压循环泵，太阳能集热器和太阳能出水口；
太阳能辐射照度仪安装在太阳能集热器表面，第一温度传感器安装在太阳能集热器；
太阳能集热器通过管路依次连接节流电磁阀和太阳能出水口管路，所述太阳能进水口和太阳能出水口，与海水淡化和余热回收一体化系统连接；
所述海水闪蒸系统和余热回收系统，为一体化成型结构；一体化成型结构分为三层设计，底层为蒸馏层，中间层为淡水层，上层为海水层；三层结构用隔板隔开，隔板有开孔，中间导热板上下贯穿，开孔处有密封；
该一体化结构包含蒸汽连接管，蒸馏层，淡水层，海水层，海水进水管，中间导热板，海水补水口，蒸馏水出口，排污口、海水过滤器和真空泵等部件；
在一体化结构的最下部为蒸馏层；蒸馏层与海水层通过海水进水管连通，海水进口管路上有补水电磁阀门；补水电磁阀门位于海水层与蒸馏层连接管路上；太阳能出水口连接海水喷淋器；海水喷淋器位于蒸馏层内部；蒸馏层的侧壁设有排污口，
一体化结构中间层为淡水层，淡水层一面侧壁与蒸馏层通过蒸汽连接管连通；淡水层另一面侧壁设有蒸馏水出口和真空泵连接口；真空泵连接口位于蒸馏水出口上部，用于连接真空泵；
一体化结构最上部为海水层，海水层两端侧壁分别设置海水补水口和海水进水管。


2.根据权利要求所述的系统，其特征在于：
中间导热板上下贯穿三层，并分割流道呈“蛇形”布置。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雪枫，郑光明，柯细勇，
申请(专利权)人：北京结力能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11