[发明专利]一种太阳能光热海水淡化一体化系统和方法

说明书

一种太阳能光热海水淡化一体化系统和方法涉及海水淡化领域。该系统包含太阳能集热系统、海水闪蒸热回收系统和海水淡化控制系统。所述太阳能集热系统包含太阳能进水口，增压循环泵，太阳能集热器和太阳能出水口。所述海水闪蒸热回收系统为一体化系统，包含蒸汽连接管，蒸馏层，淡水层，海水层，海水进水管，中间导热板，海水补水口，蒸馏水出口，排污口、真空泵等关键设备。海水闪蒸热回收系统为三层结构，中间导热板上下贯穿，回收下两层流体余热用于加热最上层新鲜海水；并将流道隔成蛇形，冷热流体逆流强化热回收效果，减少太阳能集热器制热压力。本发明集成度和智能化程度高，充分回收水蒸气、蒸馏水和高盐污水余热，具有较高的淡水生产效率。

技术领域：

本专利涉及太阳能光热应用和海水淡化技术领域，涉及一种太阳能光热海水淡化一体化系统以及利用其进行海水淡化的方法。

背景技术：

水资源短缺是目前面临的一个全球性问题，对地球上丰富的海水进行淡化则是解决水资源短缺问题的一个重要途径。但传统的海水淡化往往需要高能量消耗，在一些能源短缺的地区难以实现，因此，亟需一种绿色、高效、可持续的海水淡化方法来缓解上述危机。

太阳能作为一种可再生能源，清洁安全，不污染环境，利用太阳能淡化海水是一项利国利民并有利于环境的工程，符合人类可持续发展的要求。现有的太阳能海水淡化技术主要有太阳能蒸馏技术、太阳能多级闪蒸、太阳能多效沸腾等。太阳能多级闪蒸、太阳能多效沸腾等技术容易与太阳能结合在一起，但是也存在这诸多不足，常规的太阳能海水淡化系统主要有以下问题：⑴蒸馏过程中产生的蒸汽凝结潜热未能得到有效利用，致使能量损失到大气环境中，如传统的被动式太阳能蒸馏器单位采光面积的产水量过低，仅为5～10kg/m²·d；⑵常规的蒸馏装置中循环海水量大，总热容量大，削弱了蒸发的驱动力；⑶蒸馏系统中主要以自然对流为主要换热模式，传热效率较低，限制了系统性能的提升；⑷太阳能集热面积高，系统初投资太大，产水成本过高；⑸由于太阳能能量的低密度性和不稳定影响系统的稳定、安全运行，尤其是对系统产水方面的影响。因此寻找技术途径，高效收集太阳能热并连续运行进行海水淡化，就成为解决淡水资源匮乏的重要方向。

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于太阳能光热海水淡化一体化系统。

本发明的第二个目的是提供一种利用太阳能光热海水淡化一体化系统进行海水淡化的方法。

1.一种利用太阳能光热海水淡化一体化系统，包括：太阳能集热系统、海水闪蒸系统、余热回收系统和海水淡化控制系统；

所述太阳能集热系统包含太阳能进水口1，增压循环泵16，太阳能集热器2和太阳能出水口3；

太阳能辐射照度仪安装在太阳能集热器表面，第一温度传感器安装在太阳能集热器；

太阳能集热器通过管路依次连接节流电磁阀和太阳能出水口管路，所述太阳能进水口和太阳能出水口，与海水淡化和余热回收一体化系统连接；

所述海水闪蒸系统和余热回收系统，为一体化成型结构；一体化成型结构分为三层设计，底层为蒸馏层5，中间层为淡水层6，上层为海水层7；三层结构用隔板隔开，隔板有开孔，中间导热板9上下贯穿，开孔处有密封；

该一体化结构包含蒸汽连接管，蒸馏层，淡水层，海水层，海水进水管，中间导热板，海水补水口，蒸馏水出口，排污口、海水过滤器和真空泵等部件；

在一体化结构的最下部为蒸馏层；蒸馏层与海水层通过海水进水管8连通，海水进口管路上有补水电磁阀15门；补水电磁阀门位于海水层与蒸馏层连接管路上；太阳能出水口连接海水喷淋器；海水喷淋器位于蒸馏层内部；蒸馏层的侧壁设有排污口12，

一体化结构中间层为淡水层，淡水层一面侧壁与蒸馏层通过蒸汽连接管4连通；淡水层另一面侧壁设有蒸馏水出口11和真空泵连接口；真空泵连接口位于蒸馏水出口上部，用于连接真空泵19；