[发明专利]一种基于膨润土脱吸附行为的变温水汽捕集装置及方法

说明书

本发明提供一种基于膨润土脱吸附行为的变温水汽捕集装置，包括：泡沫箱，其内部包括第一区域和第二区域，第一区域内设置有膨润土，第二区域内设置有集水装置；加热组件，设置在第一区域内，用于使第一区域升温；制冷组件，设置在第二区域，用于使第二区域降温；第一温控组件，与加热组件连接，用于调节加热组件的加热温度；第二温控组件，与制冷组件连接，用于调节制冷组件的制冷温度；其中，当第一温控组件控制加热装置执行加热动作，以及第二温控组件控制制冷装置执行制冷动作，对应使第一区域至第二区域形成预设的温度梯度和湿度梯度时，第一区域的膨润土内的水分被脱附后以水蒸气形态凝结至第二区域的集水装置内。

技术领域

本发明属于环境岩土工程技术领域，特别涉及一种基于膨润土脱吸附行为的变温水汽捕集装置及方法。

背景技术

水资源短缺是一个威胁人类生命的全球挑战，特别是对干旱地区而言。伴随着人口增加，水资源愈益无法满足用水需求。然而，地球大气层含有大约12.9亿吨淡水，分布在世界各地，并且可以快速补充。因此大气集水正在成为干旱地区、内陆地区和偏远地区生产水的一项很有前途的战略。膨润土遍布世界各地，基于土水相互作用，以膨润土作为基本吸附剂，采集其内部水分，自然的水文循环使可持续的供水成为可能。因此，现有技术中缺乏一种试验装置能高效的采集膨润土从空气中吸附的水分，这将是我们当前的重要研究课题。

也即，对于将膨润土从空气中吸附的水分高效分离出来的技术而言，现有技术还比较空白；

可见，对于如何高效地将膨润土从大气内吸附的水分进行分离、采集，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供的一种基于膨润土脱吸附行为的变温水汽捕集装置，以至少解决上述技术问题；

为了解决上述问题，本发明的第一方面提供一种基于膨润土脱吸附行为的变温水汽捕集装置，所述捕集装置用于对含有水分的膨润土进行水分采集，所述捕集装置包括：泡沫箱，所述泡沫箱的内部包括第一区域和第二区域，所述第一区域至所述第二区域设置有预设距离，所述第一区域内装载有所述膨润土，所述第二区域内设置有集水装置；加热组件，所述加热组件设置在所述第一区域内，用于执行加热动作使所述第一区域升温；制冷组件，所述制冷组件设置在所述第二区域内，用于执行制冷动作使所述第二区域降温；第一温控组件，所述第一温控组件与所述加热组件连接，用于调节所述加热组件的加热温度；第二温控组件，所述第二温控组件与所述制冷组件连接，用于调节所述制冷组件的制冷温度；其中，当所述第一温控组件控制所述加热装置执行加热动作，以及所述第二温控组件控制所述制冷装置执行制冷动作，对应使所述第一区域至所述第二区域形成预设的温度梯度和湿度梯度时，所述第一区域的所述膨润土内的水分被脱附后以水蒸气形态凝结至所述第二区域的所述集水装置内。

在第一方面中，所述捕集装置包括锡纸盘，所述锡纸盘用于承载所述膨润土。

在第一方面中，所述加热组件包括加热片，所述加热片设置在所述锡纸盘的底部。

在第一方面中，所述泡沫箱位于所述第一区域的侧壁设置为玻璃板；所述加热组件还包括凸透镜，所述凸透镜固定在所述泡沫箱外部，且所述凸透镜正对所述玻璃板，用于收集太阳光并聚焦于设置在所述第一区域内的所述膨润土上。

在第一方面中，所述集水装置包括塑料盖，所述塑料盖设置在所述第二区域，所述塑料盖的中部开孔，且所述孔内设置铜散热片。

在第一方面中，所述制冷组件包括制冷片，所述制冷片设置在所述塑料盖的底部。

在第一方面中，所述制冷组件还包风扇，所述风扇设置在所述塑料盖的底部。

在第一方面中，所述捕集装置还包括蓄电池，所述蓄电池与所述加热组件、所述制冷组件、所述第一温控组件和所述第二温控组件连接并供电。

在第一方面中，所述捕集装置包括太阳能光伏电板，所述太阳能光伏电板通过太阳能控制器与所述蓄电池连接。