管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置及其制备方法。所述管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置包括：光热界面水蒸发机构、第一吸水机构和第一排水机构，所述光热界面水蒸发机构包括光吸收壳层和吸水芯层，所述光吸收壳层包覆在所述吸水芯层表面，其中，第一吸水机构、第一排水机构分别与所述吸水芯层连接，从而在所述第一吸水机构、吸水芯层、第一排水机构之间形成水传输通道；第一吸水机构设置于第一蓄水装置内，所述第一排水机构设置于第二蓄水装置内。本发明专利技术提供的光热海水淡化装置，利用液面势能，通过引导液体的流动，经过光热层蒸发，在液体蒸发至饱和浓度前就被排出，达到完全杜绝盐结晶的目的，增加装置耐用性。加装置耐用性。加装置耐用性。

【技术实现步骤摘要】
管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种海水淡化装置，特别涉及一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置及其制备方法，属于海水淡化


技术介绍

[0002]随着人类对自然的开发利用，在实现科技进步的同时，也对环境造成了严重的破坏，自然资源短缺的问题显得越发突出，为了应对水自然短缺问题，人们开发了多重水处理技术，例如：电渗析、膜蒸发、反渗透等，但由于建设成本高，维护成本高，这些技术难以在贫穷地区得到广泛普及，太阳能是迄今为止最大的可开发、可再生和可持续的资源，为地球提供了巨大的能量，直接利用太阳能进行光热海水淡化被认为是一种有前途的淡化方式。
[0003]近十年来，光热界面水蒸发系统已被开发用于清洁水生产，这类装置显示出惊人的高效水蒸发能力。这得益于太阳能热转换材料可以高效地将吸收的太阳光转化为热能。未来不久，光热界面水蒸发系统可能由于其对清洁能源的高效利用以及零温室气体排放得到更为广泛的关注。
[0004]目前，光热界面水蒸发系统通常是由光吸收层、隔热层、水传输层组成的三维结构，以求达到较高的光热转换效率，并减少热量损失。为了追求高效率，光吸收层普遍选用光吸收强的材料，例如石墨烯、氧化石墨烯、生物质衍生无定形碳、石墨、碳黑、碳纳米管等。
[0005]光热海水淡化装置在工作过程中，装置的耐用性与蒸发速率都十分重要，在光热蒸发过程中，大量海水被蒸发，同时会产生大量的盐结晶附着才光热层上，这会严重降低光热效率，并减少装置使用寿命。
[0006]目前，为应对这些问题，研究人员采取了一些方法来减少盐结晶对光热海水淡化装置造成的影响，例如通过调控液体流动，实现盐结晶产生在装置边缘，实现盐分离，或通过增加流体进口以及出口，使流体在装置内部流动起来，经过蒸发后带走高盐浓度海水，实现真正的无结晶海水蒸发。
[0007]其中边缘结晶型光热海水淡化装置并没有杜绝盐结晶产生，只是通过引导，让盐结晶产生在特定位置而不覆盖过多的光热表面，减少了盐结晶对蒸发速率的影响。
[0008]另外通过简单的平面结构使流体从一侧流动到另一侧，有效的实现了无结晶的目的，彻底解决了盐结晶的问题，但通过伯努利方程可知，压强不同会造成流体流速不同，所以造成此类装置的进出口必须与光热端等宽，进一步造成装置臃肿，此外由于流体在柔性平面材料上流动会受到额外的粘滞力与局部阻力的影响，容易形成局部流动不均匀，不利于水蒸发以及排盐。

技术实现思路

[0009]本专利技术的主要目的在于提供一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
[0010]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0011]本专利技术实施例提供了一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置，其包括：光热界面水蒸发机构、第一吸水机构和第一排水机构，所述光热界面水蒸发机构包括光吸收壳层和吸水芯层，所述光吸收壳层包覆在所述吸水芯层表面，其中，所述第一吸水机构、第一排水机构分别与所述吸水芯层连接，从而在所述第一吸水机构、吸水芯层、第一排水机构之间形成水传输通道；所述第一吸水机构设置于第一蓄水装置内，所述第一排水机构设置于第二蓄水装置内。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的优点包括：
[0013]本专利技术实施例提供的管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置及其制备方法，结合了管内流动与面内扩散，通过面内扩散的方式使高浓度盐水扩散到光热面边缘，通过管内流动的方式将边缘即将结晶的快要饱和的浓盐水排出，以液面势能为驱动力，通过液体不断流动，达到完全杜绝盐结晶的目的，实现超长时间稳定工作，大大提升光热海水淡化装置的耐用性。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本专利技术一典型实施例中提供的一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置的结构示意图；
[0016]图2为本专利技术一典型实施例中提供的一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置的原理示意图；
[0017]图3为本专利技术一典型实施例中提供的一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置制备方法示意图；
[0018]图4为本专利技术一典型实施例中提供的一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置在不同孔径下实验数据图；
[0019]图5为本专利技术一典型实施例中提供的一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置在不同孔径下经过一段24h测试后的平面示意图；
[0020]图6为本专利技术一典型实施例中提供的一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置在不同孔径实验数据图；
[0021]图7为本专利技术一典型实施例中提供的一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置在超长时间水蒸发下的蒸发速率变化图。
[0022]附图标记说明：
[0023]1、第一容器；2、第二容器；3、光热界面水蒸发机构；4、第一吸水机构；5、第一排水机构。
具体实施方式
[0024]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0025]本专利技术实施例提供了一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置及其制备方法，其包括：光热界面水蒸发机构、第一吸水机构和第一排水机构，所述光热界面水蒸发机构包括光吸收壳层和吸水芯层，所述光吸收壳层包覆在所述吸水芯层表面，其中，所述第一吸水机构、第一排水机构分别与所述吸水芯层连接，从而在所述第一吸水机构、吸水芯层、第一排水机构之间形成水传输通道。所述第一吸水机构设置于第一蓄水装置内，所述第一排水机构设置于第二蓄水装置内。
[0026]在一具体实施方式中，所述光吸收壳层表面设有若干微孔。
[0027]在一具体实施方式中，所述微孔的直径为50
‑
200μm。
[0028]在一具体实施方式中，所述微孔的间隔600
‑
2400μm。
[0029]在一具体实施方式中，所述光热界面水蒸发机构具有沿指定方向卷绕形成的圆盘状结构。
[0030]在一具体实施方式中，所述第一吸水机构伸入所述第一蓄水装置内与第一蓄水装置中液体接触，所述第一排水机构伸入所述第二蓄水装置内。
[0031]在一具体实施方式中，所述第一排水机构设于所述光热界面水蒸发机构边缘处。
[0032]在一具体实施方式中，所述第一吸水机构设于所述光热界面水蒸发机构中心处，并且，所述第一排水机构的末端低于所述第一蓄水装置内液面高度。
[0033]在一具体实施方式中，所述光吸收壳层包括光热高分子、光热等离子材料或光热半导体。
[0034]在一具体实施方式中，所述吸水芯层为柔性材料。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置，其特征在于包括：光热界面水蒸发机构、第一吸水机构和第一排水机构，所述光热界面水蒸发机构包括光吸收壳层和吸水芯层，所述光吸收壳层包覆在所述吸水芯层表面，其中，所述第一吸水机构、第一排水机构分别与所述吸水芯层连接，从而在所述第一吸水机构、吸水芯层、第一排水机构之间形成水传输通道；所述第一吸水机构设置于第一蓄水装置内，所述第一排水机构设置于第二蓄水装置内。2.根据权利要求1所述的管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置，其特征在于：所述光吸收壳层表面设有若干微孔。3.根据权利要求2所述的管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置，其特征在于：所述微孔的直径为50
‑
200μm；和/或，所述微孔的间隔600
‑
2400μm。4.根据权利要求2所述的管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置，其特征在于：所述光热界面水蒸发机构具有沿指定方向卷绕形成的圆盘状结构。5.根据权利要求4所述的管状流体流动无盐结晶光热海水淡化装置，其特征在于：所述第一吸水机构伸入所述第一蓄水装置内与第一蓄水装置中液体接触，所述第一排水机构伸入所述第二蓄水装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永毅，袁鹏，曹培，李清文，王岩冰，
申请(专利权)人：中航蓝海北京国际科技有限公司，
类型：发明
国别省市：