[发明专利]一种基于膜法蒸馏的槽式太阳能海水淡化装置

权利要求书

1.一种基于膜法蒸馏的槽式太阳能海水淡化装置，其特征在于，包括：集热净化装置、冷凝器(103)、淡水收集罐(104)、海水阀门(105)、循环泵(106)、膨胀机(107)和发电机(108)；冷凝器(103)的海水入口通过管道与自然海水相通；冷凝器(103)的海水出口通过海水阀门(105)和循环泵(106)连接至集热净化装置中膜组件(201)下方左侧的海水入口管路(305)，膜组件(201)下方右侧的浓海水出口(306)与膨胀机(107)的进水阀连接，膨胀机(107)的出水阀与外界相连，发电机(108)与膨胀机(107)相连以吸收膨胀机(107)所传出的外功，循环泵(106)的电力输入与发电机(108)的电力输出和外部电网相连；膜组件(201)上方左侧的淡水蒸汽出口管(304)与冷凝器(103)中冷却盘管的入口相连，由海水入口管路(305)流入膜组件(201)下方的海水，部分在膜组件(201)中被转化为水蒸气流由淡水蒸汽出口管(304)排出，剩余的浓海水由浓海水出口(306)排出；冷凝器(103)中冷却盘管的出口与淡水收集罐(104)相连，冷凝器(103)使用海水作为冷却介质，并通过循环泵(106)驱动进入集热管。

2.根据权利要求1所述一种基于膜法蒸馏的槽式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述集热净化装置包括：膜组件(201)、槽式抛物面反射镜(202)、两根接收器支架(203)、小发射镜支撑架(204)、大发射镜支撑架(205)和发射镜支撑轴(206)，其中小发射镜支撑架(204)和大发射镜支撑架(205)相互平行设置于水平地面上，发射镜支撑轴(206)的两端分别与小发射镜支撑架(204)的顶部和大发射镜支撑架(205)的顶部连接，槽式抛物面反射镜(202)安装于发射镜支撑轴(206)上；两根接收器支架(203)的上下两端分别与发射镜支撑轴(206)和膜组件(201)连接；其中膜组件(201)中圆弧形集热管(303)的圆弧侧面向槽式抛物面反射镜(202)。

3.根据权利要求2所述一种基于膜法蒸馏的槽式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述小发射镜支撑架(204)的高度＜所述大发射镜支撑架(205)的高度。

4.根据权利要求1所述一种基于膜法蒸馏的槽式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述膜组件(201)包括：水蒸汽管道(301)、疏水蒸馏膜(302)、圆弧形集热管(303)、淡水蒸汽出口管(304)、海水入口管路(305)和浓海水出口(306)，其中疏水蒸馏膜(302)安装于膜组件(201)中，将膜组件(201)分为上方的水蒸汽管道(301)和下方的圆弧形集热管(303)两部分，疏水蒸馏膜(302)的上下两侧由于温差形成蒸汽压差；海水中的水分因压差的作用蒸汽形式透过疏水蒸馏膜(302)中的孔隙，在疏水蒸馏膜(302)另一侧的水蒸汽管道(301)内形成水蒸汽流；水蒸汽管道(301)是截面为凹槽形或者弧形的金属管，圆弧形集热管(303)是截面为弧形或D形的双层管，其中圆弧形集热管(303)的内管为金属管，管内走海水；外管为玻璃管，外管与内管之间抽真空，槽式聚光反射镜(202)将太阳能反射聚焦到膜组件(201)中的圆弧形集热管(303)为膜组件(201)提供热能，对圆弧形集热管(303)内流动的海水进行加热；水蒸汽管道(301)和圆弧形集热管(303)的管壁固接，两端对齐，海水入口管路(305)和浓海水出口(306)分别安装与圆弧形集热管(303)的左右两端外，淡水蒸汽出口管(304)安装于水蒸汽管道(301)的左端外，与海水入口管路(305)位于膜组件(201)同侧。

5.根据权利要求4所述一种基于膜法蒸馏的槽式太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述疏水蒸馏膜(302)为高分子疏水微孔蒸馏膜。

6.根据权利要求4所述一种基于膜法蒸馏的槽式太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述圆弧形集热管(303)的内管外涂有选择性吸收涂层，其中选择性吸收涂层为氧化铜、黑镍、黑铬、黑锌、黑铜。

7.根据权利要求2或4之一所述一种基于膜法蒸馏的槽式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述淡水蒸汽出口管(304)和所述小发射镜支撑架(204)位于集热净化装置的同侧。

8.根据权利要求2或4之一所述一种基于膜法蒸馏的槽式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述循环泵(106)所需的电能由发电机(108)产生或由外部电网输入。

9.一种权利要求1所述基于膜法蒸馏的槽式太阳能海水淡化装置的淡水净化工作流程，其特征在于，在循环泵(106)的作用下，海水从冷凝器(103)中被输送到膜组件(102)下方的圆弧形集热管(303)中；之后海水在槽式抛物面反射镜(202)的作用下被加热并升压，由于温差使蒸馏膜(302)上下两侧形成压差。在压差作用下，下侧海水中的水分以蒸汽形式透过疏水蒸馏膜(302)的疏水孔隙，从而得到水蒸汽；水蒸汽由膜组件(102)的蒸汽管道进入冷凝器(103)内的冷却盘管，被温度较低的海水冷凝，形成淡水，最后将冷却盘管收集好的淡水集中至淡水收集罐(104)；蒸馏后的浓海水从圆弧形集热管(303)右侧的浓海水出口(306)排出至膨胀机(107)，随后膨胀机(107)所传出的外功带动发电机(108)产生电力。