本发明专利技术公开一种复合式太阳能海水淡化装置及方法，装置本体由储水箱、太阳能平板集热器、布液箱、冷凝蒸发管、导流板、加热面、复合抛物面聚光集热器、常温蒸发器、淡水箱以及储热水箱构成。本发明专利技术通过平板集热器，复合抛物面聚光集热器吸收太阳能，使海水进行降膜和薄膜蒸发，收集蒸汽并冷凝得到淡水，完成海水淡化的过程。蒸汽在冷凝时放出的潜热用于产生二次蒸汽或者提高海水的温度，实现太阳能的多效利用。本发明专利技术无需辅助电动设备、启动快、产水率高，特别适合海岛、海船和偏远地区使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于太阳能海水淡化的
技术介绍
海洋覆盖地球表面积的71%，海水储量约为13. 7亿立方千米，占全球总水量的 95% ；陆地淡水储量约为0. 35亿立方千米，占全球水储量的2. 53%，其中可供人类直接利用的淡水仅占淡水储量的0.沈6%，不足地球总储水量的十万分之七。我国海岸线长，很多岛屿、沿海及内陆苦咸水地区都存在严重的淡水短缺问题。因此，发展海水淡化技术对缓解当前淡水资源短缺、供需矛盾突出的问题具有深远的战略意义。海水淡化就是将海水(或苦咸水)中的盐分和水分分离，最终得到淡水和浓缩盐水的过程。海水(或苦咸水)淡化最常用的技术主要有多效蒸馏法、多级闪蒸法、反渗透法、萃取法和电渗析法。多效蒸馏法是将海水加热蒸馏产生蒸汽，蒸汽在冷凝的过程中产生淡水并放出潜热，淡水流入淡水池，潜热用于加热下一效中的海水并产生蒸汽，依此进行多效利用，降低热能消耗。该过程除了消耗热能以外，还需额外消耗一定电力驱动水泵和风机。多级闪蒸法是将加热到一定温度的海水依次引入若干个压力逐渐降低的闪蒸室， 由于闪蒸室的压力低于海水温度对应的饱和蒸汽压力，海水逐级进入闪蒸室后迅速汽化， 盐分浓度逐级增加，温度逐级降低，由于热量来自咸水本身温度的下降，没有专门的加热面，避免了无机盐析出结垢，直至排出，各级蒸汽冷凝后获得淡水。该过程除了消耗热能以外，还需消耗大量电力驱动真空泵和水泵。反渗透法是利用反渗透膜将海水和淡水隔开，在海水侧施加足够大的压力(超过海水渗透压)，将海水中的水分子反渗透到淡水侧。该法不消耗热能，但需消耗大量电力产生足够大的外压，另外对反渗透膜的要求也很高。电渗析法以电位差为动力，利用离子交换膜的选择性透过而脱除水中离子的淡化过程。电去离子将渗析与离子交换相结合，在电渗析器的淡水室中填充离子交换剂，在直流电场的作用下，实现电渗析、离子交换除盐和离子交换连续电再生的过程。电去离子不用于苦咸水淡化，主要用于生产高纯水。该法不消耗热能，但需引入电力。冷冻法是将海水冷冻到冰点以下，淡水结冰、分离、再融化为淡水的过程。冷冻法有利用天然冰法和人工冷冻法。但技术尚不成熟。传统的海水淡化技术投资高，能量消耗大，据统计，每天生产1300万吨淡化水的装置，每年需要消耗原油1.3亿吨。除去这笔燃料的费用外，由此带来的温室效应、空气污染等问题也不容忽视。就我国而言，西北偏远村庄、荒漠、孤岛等地区电力严重缺乏，不可能建立传统的海水(或苦咸水)淡化装置。太阳能海水淡化淡水技术是解决这些地区淡水短缺问题的有效途径，应用前景广阔。目前的太阳能海水淡化技术，通常将太阳能集热与海水蒸馏脱盐集于一体，运行维护简单，但装置占地面积大，启动慢，单位面积产水量低，受地区以及气候条件影响很大， 平均日产淡水量较低，严重制约了其技术的应用和推广。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有太阳能海水淡化技术的不足，提供一种无需辅助电动设备、启动迅速、产水率高的复合式太阳能海水淡化装置及方法。复合式太阳能海水淡化装置包括泄水阀、储热水箱、蒸汽分配箱、冷凝蒸发管、布液箱、太阳能平板集热器、第一放水阀、第二放水阀、储水箱、常温蒸发器、第一淡水阀、进水阀、淡水箱、第二淡水阀、排水阀、复合抛物面聚光集热器、导流器；常温蒸发器包括淡水收集槽、亲水纤维，淡水箱包括蒸汽流通孔、冷凝横板、第二通气孔、冷凝竖壁，蒸汽分配箱包括导流板、第一通气孔、加热面；储水箱、第一放水阀、平板集热器、布液箱顺次相连，储水箱经第二放水阀与外界相连，布液箱底部设有布液孔，布液箱下方设有冷凝蒸发管，冷凝蒸发管横向布置，有倾斜度，冷凝蒸发管高端与蒸汽分配箱相连，冷凝蒸发管低端与淡水箱相连，蒸汽分配箱经导流器与储热水箱相连，加热面下方设有复合抛物面聚光集热器，淡水箱与常温蒸发器之间为冷凝竖壁和冷凝横板，常温蒸发器底部设有排水阀，常温蒸发器中上部设有进水阀，常温蒸发器顶面低端设有第一淡水阀，常温蒸发器分别经第一淡水阀、进水阀、排水阀与外界相连，淡水箱经底部的第二淡水阀与外界相连，储热水箱经底部的泄水阀与外界相连。所述的导流板、加热面倾斜角度为5-30°。所述的加热面下侧涂有选择性吸收涂层。所述的冷凝蒸发管倾斜角度为5-30°，有若干排，若干列，顺排布置。所述的冷凝竖壁、 冷凝横板上布置有亲水纤维。所述的导流板与淡水箱之间的缝隙为0. 5-5mm。复合式太阳能海水淡化方法是采用太阳能平板集热器吸收太阳能，用于加热从储水箱中流经平板集热器的海水，将海水预热至温度为50-60°C的热海水，热海水进入布液箱中，从布液箱底部的布液孔流下，滴落在冷凝蒸发管上，部分热海水在冷凝蒸发管上形成一层海水膜，剩余热海水在重力作用下与冷凝蒸发管分离，滴落到导流板上，经导流板导入加热面上，导流板及加热面具有倾斜度，在导流板和加热面上均形成一层海水膜，加热面下侧涂有选择性吸收涂层，吸收复合抛物面聚光集热器聚集的太阳光转换成热，加热加热面上的海水膜，海水膜吸收热量迅速蒸发，未蒸发的海水流入储热水箱内，产生的蒸汽经蒸汽分配箱进入冷凝蒸发管，蒸汽在冷凝蒸发管内凝结成淡水进入淡水箱，并由第二淡水阀引出，冷凝蒸发管内蒸汽冷凝时释放的凝结潜热被冷凝蒸发管外的海水膜吸收，促使海水膜部分蒸发，产生二次蒸汽，二次蒸汽经蒸汽流通孔进入淡水箱，在淡水箱与常温蒸发器之间的冷凝横板和冷凝竖壁上凝结成淡水，凝结潜热经冷凝竖壁、冷凝横板传入常温蒸发器内， 在冷凝竖壁以及冷凝横板上设有亲水纤维，在亲水纤维的作用下，常温蒸发器底部的海水在冷凝竖壁和冷凝横板上均形成一层海水膜，海水膜吸收来自二次蒸汽冷凝时放出的凝结潜热迅速蒸发，产生三次蒸汽，三次蒸汽在常温蒸发器的顶面凝结成淡水进入淡水收集槽， 并由第一淡水阀引出，储热水箱中的热海水每隔2-5小时转移至储水箱中。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1、本专利技术完全不引入电力等常规能源，特别适合于偏远地区，荒漠、海岛等电力缺乏地区。2、本专利技术涉及到的蒸发全部为薄膜蒸发，薄膜热容量小，所需热源温度低，蒸发速度快，产水量高。3、本专利技术中蒸发和冷凝在不同空间内进行，加快了蒸发和冷凝的速率，涉及的传热多为相变传热，所需换热面积小，装置紧凑。4、本专利技术根据蒸汽温度的不同，利用蒸汽凝结的潜热去促使液膜蒸发，不仅使得传热效果更好，增加了凝结速率，还能提高产水率，实现了能量的梯级和反复利用。5、本专利技术结构简单，密封要求不高，安装、拆洗、更换方便。附图说明图1是复合式太阳能海水淡化装置的结构示意图； 图2是本专利技术的常温蒸发器的左视剖面图3是本专利技术的淡水箱的左视剖面图； 图4是本专利技术的蒸汽分配箱右视剖面5是本专利技术的蒸汽分配箱左视剖面图； 图6是本专利技术的导流器结构示意图中泄水阀1、储热水箱2、导流板3、蒸汽分配箱4、冷凝蒸发管5、第一通气孔6、布液箱7、太阳能平板集热器8、第一放水阀9、第二放水阀10、储水箱11、蒸汽流通孔12、冷凝横板13、第二通气孔14、常温蒸发器15、冷凝竖壁16、淡水收集槽17、第一淡水阀18、亲水纤维19、进水阀20、淡水箱21、加热面22、第二淡水阀23、排水阀24、复合抛物面聚光集热器 25、导流器26。具体实施例方式如图1所示，复合式太阳能海水淡化装置包括泄水阀1、储热水箱2、蒸汽分配箱 4、冷凝蒸发本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种复合式太阳能海水淡化装置，其特征在于包括泄水阀（１）、储热水箱（２）、蒸汽分配箱（４）、冷凝蒸发管（５）、布液箱（７）、太阳能平板集热器（８）、第一放水阀（９）、第二放水阀（１０）、储水箱（１１）、常温蒸发器（１５）、第一淡水阀（１８）、进水阀（２０）、淡水箱（２１）、第二淡水阀（２３）、排水阀（２４）、复合抛物面聚光集热器（２５）、导流器（２６）；常温蒸发器（１５）包括淡水收集槽（１７）、亲水纤维（１９），淡水箱（２１）包括蒸汽流通孔（１２）、冷凝横板（１３）、第二通气孔（１４）、冷凝竖壁（１６），蒸汽分配箱（４）包括导流板（３）、第一通气孔（６）、加热面（２２）；储水箱（１１）、第一放水阀（９）、平板集热器（８）、布液箱（７）顺次相连，储水箱（１１）经第二放水阀（１０）与外界相连，布液箱（７）底部设有布液孔，布液箱（７）下方设有冷凝蒸发管（５），冷凝蒸发管（５）横向布置，有倾斜度，冷凝蒸发管（５）高端与蒸汽分配箱（４）相连，冷凝蒸发管（５）低端与淡水箱（２１）相连，蒸汽分配箱经导流器（２６）与储热水箱（２）相连，加热面（２２）下方设有复合抛物面聚光集热器（２５），淡水箱（２１）与常温蒸发器（１５）之间为冷凝竖壁（１６）和冷凝横板（１３），常温蒸发器（１５）底部设有排水阀（２４），常温蒸发器（１５）中上部设有进水阀（２０），常温蒸发器（１５）顶面低端设有第一淡水阀（１８），常温蒸发器（１５）分别经第一淡水阀（１８）、进水阀（２０）、排水阀（２４）与外界相连，淡水箱（２１）经底部的第二淡水阀（２３）与外界相连，储热水箱（２）经底部的泄水阀（１）与外界相连。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：倪明江，骆仲泱，肖刚，岑可法，高翔，方梦祥，周劲松，施正伦，程乐鸣，王勤辉，王树荣，余春江，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86
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