[发明专利]一种基于磁性多孔吸光材料的光热蒸发系统

说明书

本发明公开了一种基于磁性多孔吸光材料的光热蒸发系统，包括顶部带透光板的蒸发室、设置在蒸发室上部的冷凝装置以及设置在蒸发室内部的光热蒸发装置；所述冷凝装置内设有换热器和风机，所述换热器入水口通过输送泵与外部待处理溶液池连通，换热器出水口连接两个支路，其中一个支路与蒸发室内的浮球阀连接，另一个支路与外部待处理溶液池连接；所述换热器下方设有接收盘，接收盘通过连接管与外部收集池连接；所述光热蒸发装置包括以磁性多孔吸光材料为吸光体的光热蒸发单元；其中，光热蒸发单元的下表面与蒸发室内的液体表面接触。本发明光热蒸发系统采用磁性多孔吸光材料作为光热蒸发单元的吸光体，构造灵活，蒸发效率高。

技术领域

本发明涉及一种基于磁性多孔吸光材料的光热蒸发系统，属于太阳能光热界面蒸发技术领域。

背景技术

世界淡水资源不足，且水体污染日益严重，利用太阳能加热蒸发获取淡水的技术不消耗其他传统动力源和热源，不仅环保清洁，而且还可以降低蒸发系统的能耗成本，逐渐得到人们的重视。

传统的太阳能驱动的蒸发系统，通过太阳能接收装置吸收太阳能获取热量，并利用该热量对溶液整体加热，使其蒸发产生蒸汽，不是只表面的蒸汽产生区获得热量，而是溶液的整体都获得热量，这会造成大量的热量损失，降低蒸发效率，在没有光聚集的太阳能驱动蒸发系统中，例如，太阳能蒸馏器，它的蒸发效率仅为30-45％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于磁性多孔吸光材料的光热蒸发系统，该光热蒸发系统不需要使溶液的整体都获得热量，只需要使蒸汽产生区获得热量即可(即蒸汽产生区域与热量获得区一致)，从而有效减少了热损失，提高了蒸发效率。

本发明的技术方案为：

一种基于磁性多孔吸光材料的光热蒸发系统，包括顶部带透光板的蒸发室、设置在蒸发室上部的冷凝装置以及设置在蒸发室内部的光热蒸发装置；所述冷凝装置内设有换热器和风机，所述换热器入水口通过输送泵与外部待处理溶液池连通，换热器出水口连接两个支路，其中一个支路与蒸发室内的浮球阀连接，另一个支路与外部待处理溶液池连接；所述换热器下方设有接收盘，接收盘通过连接管与外部收集池连接；所述光热蒸发装置包括以磁性多孔吸光材料为吸光体的光热蒸发单元；其中，光热蒸发单元的下表面与蒸发室内的液体表面接触。

其中，所述吸光体由置于磁体磁场中的磁性纳米颗粒沿磁感线分布而形成的三维立体结构，并可通过改变磁场重构三维结构；三维立体结构包括高低不平的尖状凸起以及结构内纵横交错的毛细通道。可以进一步通过物理或化学方法在磁性多孔吸光材料中添加吸水纤维，或调整磁性纳米颗粒的亲疏水性，从而增强磁性多孔吸光材料的水输运特性。

其中，光热蒸发装置还包括电机以及与电机驱动端固定连接的转轴；转轴与光热蒸发单元固定连接，转轴通过支架固定在蒸发室内侧壁上，且转轴与支架转动连接；电机固定端固定在蒸发室外侧壁上，太阳能电池板I通过支撑架固定在电机固定端上，太阳能电池板I为电机提供电能。

其中，所述光热蒸发单元依次包括吸光体、毛细吸水结构、金属板、磁体和隔热体；磁体嵌入隔热体的凹槽中且与隔热体固定连接，磁体与金属板通过磁力固定连接，毛细吸水结构覆盖在金属板上且其端部向下延伸至蒸发室内的液体中，吸光体位于毛细吸水结构上，毛细吸水结构将其吸入的水送入吸光体中，在磁力作用下吸光体和毛细吸水结构被固定在金属板上。

其中，所述转轴外包覆有保温材料，保温材料为岩棉管或玻璃棉。

其中，所述换热器为蛇形管或安装有肋片的直管(冷凝管)。

其中，所述毛细吸水结构为吸水性材料，为无尘纸、棉布、滤纸或碳纤维材料中的任意一种；所述隔热体为绝热材料，包括发泡聚乙烯或发泡聚氯乙烯；金属板为铁磁金属。

其中，还包括通过支撑架固定在蒸发室外侧壁的太阳能电池板II，太阳能电池板II为风机提供电能。