[发明专利]太阳能多效蒸馏系统

说明书

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，特别是涉及一种太阳能多效蒸馏系统。

背景技术

水是生命的源泉，是人类不可替代的宝贵自然资源，但随着人类文明不断发展和社会不断进步，水资源短缺已成为21 世纪人类面临的重大问题。地球上的海水资源非常丰富，97 %的水都在海洋里，而其中蕴含着大量的淡水。发展海水淡化事业，向海洋索取淡水已经成为世界各国的共同发展趋势。

太阳能海水淡化技术是一条合理利用海水资源、解决淡水资源短缺的有力途径。目前国内多所高校加入到了太阳能海水淡化技术研究的行列，提出了一系列新颖的太阳能海水淡化装置实验机型。比较有代表意义的有西北工业大学提出的“新型、高效太阳能海水淡化装置”；天津大学提出的“回收潜热的太阳能蒸馏器”；中国科学技术大学提出的“降膜蒸发-气流吸附太阳能蒸馏器”；西安交通大学、北京理工大学等提出了“横管降膜蒸发多效回热的太阳能海水淡化系统”等等，使太阳能海水淡化技术有了较大进步。

目前太阳能海水淡化技术不能得到广泛应用的主要制约因素是系统成本高，淡水产量低。传统太阳能蒸馏器产水量过低主要有3点原因：一是水蒸汽的汽化潜热未被重新利用 ；二是传统太阳能蒸馏器中自然对流的换热模式大大限制了蒸馏器热性能的提高 ；三是待蒸发的海水热容量太大，限制了运行温度的提高，从而减弱了蒸发的驱动力。 因此太阳能蒸馏器性能的改进和产水率的提高应主要从以下3个方面考虑：一是最大限度利用水蒸汽的汽化潜热以及各种高温水的显热，用来预热海水和加热待蒸发海水，以降低系统的能耗；二是由自然对流换热向强制对流换热方向发展，以提高对流换热的传热效果。三是由大容器沸腾向流动液膜沸腾方向发展，同时保证液膜均匀分配，以减少热容量对蒸发换热的影响。另外，努力提高蒸馏器对太阳能的利用效率和注重太阳能和其他余热资源耦合利用以构建全天候运行的海水淡化装置是今后发展的重要方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能量利用率高、淡化水产量高、结构简洁、操作方便的太阳能多效蒸馏系统，以适合于建设大型的太阳能海水淡化工程的需要。

为实现上述发明目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一种太阳能多效蒸馏系统；它包括海水淡化装置、太阳能集热板和聚光反射槽；所述的海水淡化装置是一个槽式密闭容器，安装在聚光反射槽的正中间并保持竖直放置；所述的太阳能集热板布置在海水淡化装置的顶面，它是由玻璃盖板和吸热板构成，玻璃盖板和吸热板上下布置；所述的聚光反射槽是由安装反射镜组的弧形反射面和保温底层构成，保温底层紧密贴合在弧形反射面的底面外壁上，聚光反射槽可通过机械传动机构进行小范围的角度调整。

所述的海水淡化装置包括预热槽、隔热壁、多个换热罩、汇水槽、淡水收集槽、加热槽、烟气管道、水管道、逆止阀及水泵；所述的预热槽为V形槽，V形槽是由两块导热材料制成的薄板呈V形连接而成，它布置在海水淡化装置内部空间最上方的位置；预热槽的端缘与海水淡化装置的隔热壁连接，在预热槽、隔热壁和太阳能集热板之间形成了一个内封闭空间；设于隔热壁侧面上的进料海水进口、给水出口和循环回水进口皆与预热槽相通；预热槽的薄板底面开出纵槽，底部正下方的位置设置淡水收集槽，淡水收集槽侧面设有淡水出口；所述的换热罩为导热材料制成的弧形薄层，换热罩内壁为刨光面，外壁为布满凸点的粗糙面，多个换热罩的端缘与海水淡化装置的隔热壁连接，在多个换热罩、隔热壁和预热槽的薄板之间形成了多个内封闭空间，隔热壁侧面设有抽气口与该空间相通，换热罩顶部设置了凹槽，隔热壁侧面设有进水口通往换热罩顶部的凹槽，换热罩与隔热壁之间构成了汇水槽，汇水槽底部侧面设有出水口，换热罩两侧下端缘向内延伸的弧形槽构成了淡水收集槽，淡水收集槽侧面设有淡水出口；所述的加热槽为U形槽，U形槽是由导热材料制成的弧形面，弧形面构成了海水淡化装置的底部，加热槽的端缘与海水淡化装置的隔热壁下端缘连接，在加热槽、隔热壁和最低位置的换热罩之间形成了一个内封闭空间，隔热壁侧面设有抽气口和进水口与该空间相通，加热槽内布置烟气管道和水位调节器，并在底部设有排污口；所述的水管道包括进料海水管、给水管、循环回水管、淡水收集管，所述的进料海水管连接预热槽的进料海水进口；给水管的一端连接预热槽的给水出口，另一端分成多路支管，分别连接通往换热罩顶部凹槽的各个进水口和加热槽的进水口，通往换热罩顶部凹槽进水口的管道上设置水泵；循环回水管的一端连接预热槽的循环回水进口，另一端分成多路支管，分别连接各个汇水槽的出水口，并且各支管上设置逆止阀，循环回水管道上设置水泵；淡水收集管分别连接各个淡水收集槽的淡水出口，并且各支管上设置逆止阀。