[发明专利]基于MOF材料的太阳能海水淡化系统

说明书

本发明提供了一种基于MOF材料的太阳能海水淡化系统，以太阳能作为唯一驱动能，不消耗高品质的能源，实现高效海水淡化，其特征在于，包括：毛细驱动蒸发装置，包含：壳体、位于壳体内的毛细蒸发芯和蒸汽冷凝器，壳体被毛细蒸发芯分为上下两个腔体，位于下部的腔体作为海水补偿室，位于上部的腔体作为蒸汽室；至少两个MOF装置，每个MOF装置都包含：透明蒸发腔，设置在透明蒸发腔中的MOF材料层，和位于MOF材料层表面的吸光涂层，透明蒸发腔通过蒸汽输送管道的送气端与蒸汽室相连通，并通过蒸汽输送管道的排气端与蒸汽冷凝器的进气端相连通，将水蒸汽输入进气端；以及淡水排出管部，与蒸汽冷凝器的排水口相连，排出冷凝成的淡水。

技术领域

本发明属于海水淡化及清洁能源利用领域，具体涉及一种能够基于MOF材料的太阳能海水淡化系统。

背景技术

人类日益增长的淡水需求量与匮乏的淡水资源的之间的矛盾逐渐成为限制人类发展的主要矛盾。海水淡化提供了一种不受限制且稳定的淡水补充途径，是解决天然淡水资源缺乏的最具前景的方法之一。现行的海水淡化技术主要包括热发和反渗透法，这两种方法都是通过消耗高品位能源来获取淡水。而且，传统的海水淡化系统十分庞大，初期投资较高，能耗大。海水淡化与可再生能源耦合技术是现今海水淡化发展的热点方向。

专利201310103870.7提出了一套太阳能海水淡化系统，该装置使用太阳能集热管收集太阳能热量直接给水箱中的海水进行加热，将蒸发得到的蒸汽在集水箱中冷凝成淡水。但是该专利中，整套装置在常压下运行，常压下水的沸点高，整个装置运行中以自然蒸发为主，无法达到沸腾，蒸发速率慢。并且装置产生的水蒸气直接在集水箱中直接冷凝，水蒸气中含有大量的汽化潜热，该装置没有完全利用。

专利201610540478.2提出了一套太阳能-热泵海水淡化系统，该装置利用光伏电池板吸收太阳能，产生电能驱动热泵系统，进行海水淡化。但是，光伏电池光电转化效率极低，将太阳能转化成电能的过程中已经耗散一部分能量，通过电能驱动风机，水泵等耗电装置过程中更是进一步浪费了能量。并且海水淡水等管道流动需要消耗电能，得不偿失。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于 MOF材料的太阳能海水淡化系统，以太阳能作为唯一驱动能，不消耗高品质的能源的同时，将太阳能利用率最大化，实现高效海水淡化。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

本发明提供一种基于MOF材料的太阳能海水淡化系统，其特征在于，包括：毛细驱动蒸发装置，包含：壳体、和位于壳体内的毛细蒸发芯以及蒸汽冷凝器，毛细蒸发芯设置在壳体的中部，蒸汽冷凝器埋设在毛细蒸发芯的表层，壳体被毛细蒸发芯分为上下两个腔体，位于下部的腔体作为海水补偿室通过海水输入管道引入待蒸发的海水，并且通过盐水输出管道将蒸发后的浓盐水排出，位于上部的腔体作为蒸汽室用于收集海水蒸发后形成的蒸汽；至少两个MOF装置，每个 MOF装置都包含：让太阳光透过的透明蒸发腔，设置在透明蒸发腔中的MOF材料层，和位于MOF材料层表面、利用太阳能对MOF材料层进行加热的吸光涂层，透明蒸发腔通过蒸汽输送管道的送气端与蒸汽室相连通，并通过蒸汽输送管道的排气端与蒸汽冷凝器的进气端相连通，将由太阳能加热蒸发出的水蒸汽输入进气端；以及淡水排出管部，与蒸汽冷凝器的排水口相连，用于排出冷凝成的淡水。

本发明所涉及的基于MOF材料的太阳能海水淡化系统，还可以具有这样的特征：蒸汽室和海水补偿室的体积比为1:2。

本发明所涉及的基于MOF材料的太阳能海水淡化系统，还可以具有这样的特征：，透明蒸发腔上设有可拆卸的遮光板。

本发明所涉及的基于MOF材料的太阳能海水淡化系统，还可以具有这样的特征：MOF材料层的体积为透明蒸发腔内部体积的1/2。