[实用新型]一种新型太阳能光热海水蒸发装置

说明书

技术领域

本实用新型属于海水蒸发的技术领域，特别是涉及一种新型太阳能光热海水蒸发装置。

背景技术

海水占据了地球表面70％以上的面积，是地球上最丰富的资源之一。然而，相比于丰富的海水资源，地球上淡水只占全部水资源的2.8％，其中还有68.69％的淡水被封存与地球两极、高原与雪山等地区的永久冰川中，淡水紧缺成为世界公认的最严峻的挑战之一。克服这一难题最理想的途径是利用海水脱盐生产淡水，为了达到这一目的，人们开发出了多种海水淡化技术，包括海水蒸馏、电渗析、反渗透过滤技术等。这些方法大多需要直接或间接消耗大量化石能源，提高成本并会造成环境负担。利用太阳能进行海水蒸馏能够摆脱海水淡化过程中化石能源的消耗，吸引了人们极大的关注。

早在两千年之前，古人就利用太阳光直接照射海水制盐，利用这种方法，太阳光使海水升温加快蒸发速度，然而，在这种情况下太阳光将对一定厚度下的所有海水进行均匀加热，海水升温不明显，效果较差。为了提高太阳光的利用率、加快海水蒸发速度，人们利用光热纳米材料与基体材料相复合，制备成光热转换层，平铺到海水表面，其装置图如图1所示。这种方法能够将太阳光高效的转换为热量，并集中在海水的表面，相对集中的热量能够有效地提高光热转换层的表面温度，很大程度上增加海水蒸发速度。但是，这种方法的发热层与海水表面有较大面积的接触，所产生的热量难以避免的会向海水中散失，从而降低太阳能的利用率；另外，这种方法会使海水中的盐分在发热层的表面析出，覆盖受光面并堵塞空隙，造成光热转换层失效。

因此，有必要开发一种海水蒸发装置，避免热量向海水中散失，同时还能够带走海水中所析出的盐分。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型太阳能光热海水蒸发装置，利用太阳能资源实现海水的高效蒸发，降低成本，提高海水蒸发效率，避免海水中盐分析出降低太阳能的转化效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种新型太阳能光热海水蒸发装置，包括两侧等高的水箱、亲水性光热转换织物和浓缩液收集箱，所述亲水性光热转换织物两侧分别铺设于两侧的水箱上，所述亲水性光热转换织物的两端分别置于两侧的水箱中且浸没于海水面以下，两侧水箱之间的亲水性光热转换织物呈下凹的弧形，所述亲水性光热转换织物中部为含有光热转换材料的光热转换区，所述浓缩液收集箱对应设置于亲水性光热转换织物中部弧形最低点的下方。

所述亲水性光热转换织物的两端高点与中间低点的高度差h₁为0<h₁≤10m。

所述两侧水箱内的海水面等高，所述海水面与亲水性光热转换织物(两端高点的高度差h₂为0<h₂≤10m。

所述亲水性光热转换织物由亲水性织物基底和光热转换材料组成。

所述亲水性织物基底为天然纤维、再生纤维素纤维和化学纤维中的一种或者多种制成的针织织物、机织织物或非织物。

所述天然纤维为棉、麻、丝、毛或者纸浆，所述再生纤维素纤维为Lyocell纤维、Modal纤维、竹纤维、甲壳素纤维或者铜氨纤维，所述化学纤维为涤纶、氨纶、腈纶、锦纶、维纶或者丙纶。

所述非织物为无纺布。

所述光热转换材料包括金属纳米颗粒、碳纳米材料、有机光热材料和半导体光热纳米材料中的一种或者多种。

所述金属纳米颗粒为金纳米颗粒、钯纳米颗粒、铂纳米颗粒或者铝纳米颗粒，所述碳纳米材料为碳黑、碳粉、多孔碳、碳纳米管、石墨烯或者富勒烯，所述有机光热材料为聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚多巴胺、吲哚菁绿或者普鲁士蓝，所述半导体光热纳米材料为硫化铜、硒化铜、硫化铋、硒化铋、硫化钨、氧化钨、二氧化钛、三氧化二钛、硫化铁或者硫化钼。

有益效果

(1)使用太阳能对海水进行加热并促进海水蒸发，无需额外能源消耗，产生的水蒸气通过冷凝可得含盐量极低的蒸馏水，滴落的浓缩海水可以用于进一步的海水制盐工艺，有利于提高制盐效率、降低成本；

(2)水蒸气能够从光热转换织物的上下两个表面产生，增加了蒸汽产生的面积，提高蒸汽产生效率；

(3)相比于将光热转换织物直接铺到海水表面上用于海水蒸发，本实用新型能够将太阳能所产热量集中加热织物表面的海水，避免了热量向海水内部的纵向流失，能够大大提高海水蒸发效率；