[发明专利]一种基于界面加热的全天候海水淡化装置及方法

权利要求书

1.一种基于界面加热的全天候海水淡化装置，其特征在于：包括浮箱(4)、淡水回收模组、光-电界面加热模组和波浪能发电模组；

淡水回收模组包括集水槽(2)和斜式透明冷凝面(1)，斜式透明冷凝面(1)设置在浮箱(4)顶部，与浮箱(4)构成封闭空间，集水槽(2)设置在浮箱(4)内部，并与斜式透明冷凝面(1)底部相接；

光-电界面加热模组包括导电吸光层(5)和隔热支撑体(6)，导电吸光层(5)设置在隔热支撑体(6)上，浮箱(4)底部开有供海水进入箱体内的通孔(8)，隔热支撑体(6)漂浮于浮箱(4)中的海水表面；

波浪能发电模组包括蓄电池组(11)和波浪能发电装置(15)，蓄电池组(11)设置在浮箱(4)内部，波浪能发电装置(15)设置在浮箱(4)外侧，导电吸光层(5)、蓄电池组(11)、波浪能发电装置(15)之间电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于界面加热的全天候海水淡化装置，其特征在于：所述波浪能发电模组还包括浮子(14)、中心管(16)和阻尼器(17)，浮子(14)分布在浮箱(4)外侧，通过中心管(16)与其下方的阻尼器(17)连接，波浪能发电装置(15)固定于浮子(14)上方，波浪能发电装置(15)中的气轮机与中心管(16)连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于界面加热的全天候海水淡化装置，其特征在于：所述斜式透明冷凝面(1)材料为玻璃、石英或透明塑料，光学透过率在可见光至近红外波段≥90％。

4.根据权利要求1所述的一种基于界面加热的全天候海水淡化装置，其特征在于：所述斜式透明冷凝面(1)内侧涂有防雾透明涂层，外侧涂有自清洁透明涂层。

5.根据权利要求4所述的一种基于界面加热的全天候海水淡化装置，其特征在于：所述防雾透明涂层为超疏水涂层、超亲水涂层或超亲水、超疏水相间涂层；所述自清洁透明涂层为超疏水涂层。

6.根据权利要求1所述的一种基于界面加热的全天候海水淡化装置，其特征在于：所述导电吸光层(5)的制备方法为：

将高吸水性纤维浸泡在氧化石墨烯分散液中，得到导电纤维，将导电纤维在高温下碳化后成膜，得到导电吸光层(5)；

或者，将高吸水性纤维在高温下碳化后，紧密包裹在铜网上得到导电吸光层(5)；

或者，将炭粉、石墨烯、碳纳米管沉积在纤维素滤纸上，将纤维素滤纸包裹在铜网上得到导电吸光层(5)。

7.根据权利要求1所述的一种基于界面加热的全天候海水淡化装置，其特征在于：所述隔热支撑体(6)材料为聚苯乙烯泡沫、脲醛泡沫、聚氯酯泡沫、聚氨酯泡沫或酚醛树脂泡沫，其上均匀分布孔道(7)，且孔道(7)中填充高吸水纤维。

8.根据权利要求1所述的一种基于界面加热的全天候海水淡化装置，其特征在于：所述浮箱(4)内壁设有风扇(9)和气流单向孔(10)，风扇(9)与蓄电池组(11)电连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于界面加热的全天候海水淡化装置，其特征在于：所述淡水回收模组还包括设置在浮箱(4)外侧的蓄水箱(18)，二者之间通过水管相连接。

10.一种基于界面加热的全天候海水淡化方法，基于权利要求1-9之一所述的全天候海水淡化装置实现，其特征在于：包括：

太阳辐照透过斜式透明冷凝面(1)加热导电吸光层(5)；

波浪能发电装置(15)向导电吸光层(5)供电，加热导电吸光层(5)，同时，多余的电量储存在蓄电池组(11)中；

在太阳光辐照强度≤500W m^-2时，蓄电池组(11)为导电吸光层(5)供电，在太阳光辐照强度≥500W m^-2时，蓄电池组(11)停止为导电吸光层(5)供电；

海水经导电吸光层(5)蒸发，在斜式透明冷凝面(1)上快速凝结并流入集水槽(2)，收集集水槽(2)的冷凝水，实现全天候海水淡化。