[发明专利]一种集热式太阳能多级闪蒸海水淡化装置及方法

说明书

本发明提供一种集热式太阳能多级闪蒸海水淡化装置，包括太阳能集热器、辅助电加热器、闪蒸装置、换热器、腔体、淡水收集器、海水进水泵、真空泵、海水循环泵、浓海水出水泵和PLC控制器，闪蒸装置包括通过管道自下而上依次串联连接的压力逐级减小的一级闪蒸桶、二级闪蒸桶和三级闪蒸桶。本发明提供的海水淡化装置充分利用太阳能加热海水，成本较低，海水淡化效果好，不需要添加化学品，所得淡水水质清澈，同时末级排出的浓海水与新进海水换热之后，也可将这部分海水进行制盐等操作，实现废品利用，同时本装置关于淡水的输出避开了采用泵等动力装置直接将海水抽出，而是选择将一个腔体作为液体输送装置，能量消耗也很少。

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，主要涉及一种集热式太阳能多级闪蒸海水淡化装置及方法。

背景技术

随着世界人口的增长、经济的快速发展以及气候的不断变化，全球淡水资源危机不断加重，世界范围内约36％的人口缺少干净安全的饮用水，同时水资源的短缺也阻碍了工业的发展。我国也是水资源短缺的国家之一，由于近年来环境污染导致了淡水资源急剧减少，对于社会的稳定发展造成了很大的影响。淡水资源缺乏是世界上所有国家都要面临的问题，而利用海水淡化解决水资源紧缺的局面已成了很多国家都在关注的问题。

海水淡化的方法包括电渗析法、膜法、蒸馏法和冷冻法等方法。

电渗析法是指将电位差作为推动力，利用离子交换膜的选择透过性脱除水中离子的淡化过程。

膜法从原理上可以分为反渗透膜法和膜蒸馏法。

反渗透法是指将海水加压，迫使海水通过半渗透性膜的淡化过程。这种膜只允许纯水通过而排斥盐离子，在反渗透的过程中，要求处在环境温度下的海水要升高压力，然后将其暴露在半渗透性聚合膜上。反渗透法具有的特点是过程中没有相变，能量耗费少，对有机杂质和不带电荷的杂质，也可以实现分离的作用。

膜蒸馏法是蒸汽通过疏水微孔膜的蒸发过程。大多以温度差为推动力，也有些以浓度差作为推动力。在膜蒸馏过程中没有雾沫夹带液问题，组件的结构很紧凑，适合大型化，不要求较高的操作温度，不需要加热到沸点，可以很好的利用低温低品位热源。

蒸馏法是指将海水加热使它变成水蒸汽，再使水蒸汽冷凝，获得淡水的过程，根据所用能源及流程、设备不同可将其分为闪蒸、压汽蒸馏、竖管多效蒸发和太阳能蒸馏。

冷冻法是利用降温原理，从含盐水中析出冰晶，在其融化后得到淡水。这种方法不需要高温，不会产生腐蚀，运行安全高效，得到的淡水无污染，水质较好。

与传统的热源和动力源相比，太阳能由于其无污染、储藏量丰富等优势，将其与传统的海水淡化技术相结合是一种可持续发展的海水淡化技术，近些年来受到了越来越多的关注。

当前海水淡化设备遇到主要问题就是能源消耗量大、投资成本高、产水率较低，因而对结构简单，成本较低，充分利用可再生能源的高效集热式海水淡化装置的需求越来越大。

发明内容

本发明的目的针对目前海水淡化设备遇到的问题，提供了一种结构简单，海水淡化效果好，设计合理的集热式太阳能多级闪蒸海水淡化装置及方法。

为达到上述目的，本发明实现目的所采用的技术方案是：