[发明专利]自适应太阳能海水淡化装置

说明书

本发明涉及一种自适应太阳能海水淡化装置，包括机箱和设置于机箱内的海水箱，机箱的上方设有透明罩，透明罩和机箱之间形成蒸发箱；海水淡化装置还包括若干循环蒸发组件，循环蒸发组件包括上转轮、下转轮和环绕在上转轮与下转轮上的无纺布；海水箱下部盛装海水，下转轮部分或全部浸没于海水中；海水箱的上壳体对应上转轮的安装位置开设有蒸发窗口，上转轮的上部从蒸发窗口伸出后位于蒸发箱内；无纺布作为蒸发介质的载体，环绕在两个转轮上按设计要求匀速或步进转动。本发明通过循环蒸发组件实现海水淡化循环往复过程，并通过强制冷凝循环设计进一步提高了工作效率，该装置不需要外部能源输入，也不需要外部调整运行方式。

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，具体涉及一种自适应太阳能海水淡化装置。

背景技术

饮用水资源枯竭和卫生条件恶化是全球人类面对的严峻挑战之一。有预测称，到了2025年，世界上将有半数的国家面临淡水资源紧张的严峻形势，而到2050年，世界上75％的人口将面临水资源短缺的困境。因此，提升水资源供给能力和研发消毒净化技术就显得至关重要。目前，在水资源净化和海水淡化领域中，反渗透膜分离技术占据主导地位。然而，该方法不但成本高，对环境影响也比较大。因此，有必要开发一种既能满足实际需要，又符合“可持续”原则的水资源净化方案。

为解决这一需求，2017年，纽约州立大学布法罗分校的甘巧强课题组和复旦大学的江素华课题组等合作，设计出一种便携式太阳能蒸馏器。如图1所示，该太阳能蒸馏器是通过将碳涂布纸放在漂浮在水源上的聚苯乙烯块上来净化，湖水被碳涂布纸的末端吸到纸的上表面，把阳光射入蒸发出来的水收集起来就是饮用水。该蒸馏器不需要昂贵笨重的光学聚焦组件，通过使用价格低廉的炭黑粉末、亲水多孔纸张和聚苯乙烯泡沫塑料制成的“黑纸”，可以使太阳能转换效率达到88％(太阳能的88％都被用于蒸发水)。这使得1平方米大小的这种装置在太阳光下每小时可纯化1升左右的水，而且无需光学装置聚光，这一速度是当前商用装置的数倍。更重要的是，这种装置的原材料成本小于2美元每平方米，极具大规模推广的市场前景。但是，该便携式太阳能蒸馏器用于净化(淡化)矿物质较高的淡水或海水时，随着无纺纸光照面水分的蒸发，水中的矿物质(盐分)浓度会不断升高，并最终生成结晶，这使得蒸发过程效率下降直至中断，所以，该装置是不能用于海水淡化的，也不能用于高矿物水的净化。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的吸收效率低、不能用于海水淡化和高矿物水净化的不足，提供一种自适应太阳能海水淡化装置，通过循环蒸发组件实现海水淡化循环往复过程，并通过其他辅助技术手段进一步提高工作效率。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种自适应太阳能海水淡化装置，包括机箱和设置于所述机箱内的海水箱，所述机箱的上方设有透明罩，所述透明罩和机箱之间形成蒸发箱；所述海水淡化装置还包括若干循环蒸发组件，所述循环蒸发组件包括上转轮、下转轮和环绕在所述上转轮与下转轮上的无纺布；所述海水箱下部盛装海水，所述下转轮部分或全部浸没于海水中；所述海水箱的上壳体对应所述上转轮的安装位置开设有蒸发窗口，所述上转轮的上部从所述蒸发窗口伸出后位于所述蒸发箱内；所述无纺布作为蒸发介质的载体，环绕在两个转轮上按设计要求匀速或步进转动。

上述方案中，所述淡化装置还包括海水泵，所述海水泵的进水端通过外部海水过滤器与外部海水连通、出水端与所述海水箱连通，所述海水泵连续或间歇工作以增加所述海水箱内海水与外部海水的流动，保证海水箱下部海水的含盐量与外部海水一致。

上述方案中，所述无纺布的表面涂有石墨烯。

上述方案中，所述海水箱的上壳体内侧铺设有泡沫隔热材料。

上述方案中，所述海水淡化装置还包括溢水管，所述海水箱内标记有海水水位线，所述溢水管的上端与所述海水水位线平齐、下端与外部海水连通。