一种基于界面特性优化的太阳能多级蒸发器及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于界面特性优化的太阳能多级蒸发器及其设计方法，蒸发器包括：第一密封层，吸收层，依次堆叠于吸收层的若干个蒸发单元；蒸发单元包括：依次设置的蒸发层、过滤层、冷凝层、第二密封层。吸收层包括：吸光材料层；吸光材料层的最高温度的位置位于吸光材料层的内部。本申请的吸收层通过调控吸收系数来调节光吸收的位置，使其不在系统的上表面被完全吸收，而是在系统上表面靠下的、吸收层内部的位置。通过减少系统的热辐射损失和热对流损失来提高系统的性能。多级蒸发器的结构设计。多级蒸发结构一方面可以循环多次利用蒸汽的冷凝热，使系统的蒸发效率突破理论极限，另一方面解决了界面蒸发技术中冷凝水收集困难的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于界面特性优化的太阳能多级蒸发器及其设计方法


[0001]本专利技术涉及太阳能海水淡化领域，尤其涉及的是一种基于界面特性优化的太阳能多级蒸发器及其设计方法。

技术介绍

[0002]太阳能界面蒸发技术作为一种高效的海水淡化技术，因其响应速率快，装置成本低廉等优势受到广泛关注。近年来已经有许多相关的报道，通过开发新颖的吸光和水输运材料以及设计不同的系统结构来提高系统的蒸发性能。尽管这些不同的研究从不同的角度对蒸发器性能的提升提供了不同的思路，但是仍存在一些问题没有能够解决。一方面，虽然蒸发性能得到了提升，但是淡水的收集一直是一个难题。使用冷凝板进行蒸汽的冷凝和回收，不仅会使冷凝水回流到蒸发器内，而且蒸汽在顶部的聚集也会影响系统的光吸收效率。同时，蒸汽的冷凝热会随着冷凝过程散失到环境中去，严重限制了蒸发性能的进一步提升。另一方面，对于界面蒸发中的“界面”性质也缺乏定量的描述，不能将体积蒸发和界面蒸发定量得区分开来。同时，界面蒸发也存在一些问题，过于表面的光吸收特性会导致较大的热辐射损失和热对流损失，从而降低系统的蒸发效率。<br/>[0003]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于界面特性优化的吸收层，其特征在于，包括：吸光材料层，为光吸收效率&gt;95％的黑色的多孔亲水材料层；其中，当吸光材料层吸满水且所述吸光材料层受到太阳光照射时，系统的最高温度的位置位于所述吸光材料层的内部。2.根据权利要求1所述的基于界面特性优化的吸收层，其特征在于，所述吸光材料层的最高温度的位置通过所述吸光材料层的吸收系数来调整，所述吸收层的吸收系数为102‑
104m
‑1。3.根据权利要求1
‑
2任意一项所述的基于界面特性优化的吸收层，其特征在于，所述吸光材料层为亲水改性的多孔黑色海绵，孔径为20
‑
60PPI。4.根据权利要求3所述的基于界面特性优化的吸收层，其特征在于，所述亲水改性的多孔黑色海绵为亲水改性的聚氨酯海绵。5.一种如权利要求4所述的基于界面特性优化的吸收层的制备方法，其特征在于，包括步骤：对聚氨酯海绵进行超声清洗后干燥；将所述聚氨酯海绵浸泡在多巴胺溶液中搅拌12
‑
24个小时；其中，所述多巴胺溶液为溶解有多巴胺盐酸盐的稀释盐酸缓冲液，所述多巴胺溶液中盐酸的浓度为1
‑
2mol/L，所述多巴胺溶液中多巴胺的浓度为1
‑
3g/L；对处理后的聚氨酯海绵进行清洗后干燥，得到亲水改性的聚氨酯海绵。6.一种基于界面特性优化的太阳能多级蒸发器，其特征在于，包括：第一密封层，设置于所述第一密封层下方的吸收层，依次堆叠于所述吸收层的若干个蒸发单元；所述蒸发单元包括：从上到下依次设置的蒸发层、过滤层、冷凝层、第二密封层；其中，所述第一密封层为透光且不透气不透水的膜层；所述吸收层为权利要求1
‑
4任意一项的基于界面特性优化的吸收层，所述吸收层用于吸收太阳光并转化成热能；所述蒸发层用于与海水蓄水池连通；所述过滤层为透气且不透...

【专利技术属性】
技术研发人员：林蒙，刘尚，李士腾，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：