[发明专利]一种基于太阳能驱动的含盐水膜蒸馏净化装置

说明书

本发明公开了一种基于太阳能驱动的含盐水膜蒸馏净化装置，包括过滤器、太阳能集热器和膜蒸馏组件，其中过滤器出水口通过出水管连接水泵，所述水泵通过水管连接太阳能集热器进水口，太阳能集热器出水口经温度表、温控阀门通过水管连通蓄热水箱进口；蓄热水箱出口通过进热水管连接膜蒸馏组件热料液入口；膜蒸馏组件热料液出口通过回热水管经电子膨胀阀连接蓄热水箱入口；冷料液循环管进出口分别连接冷料液进出口处；膜蒸馏组件净化水出口连接储水箱。本发明冷料液循环管中的冷料液可循环利用。在冷料液循环系统中设置有单向阀和电子膨胀阀，使冷料液优先填充膜组件，在冷料液含量达到循环系统要求时，关闭冷料液入口阀门，节约水资源。

技术领域

本发明属于太阳能净水技术领域，具体涉及一种基于太阳能驱动的含盐水膜蒸馏净化装置。

背景技术

含盐水淡化的目前采用的主要方式有:电渗析法、反渗透法、多级蒸馏法等。现有的电渗透法和反渗透法在西部地区水温偏低、含盐量较高的环境下能耗较大,回收率最高只有75％。加之设备庞大,运行成本增大,甚至大于从外运水的费用,制约了其发展。

目前，已经有许多研究者将太阳能集热技术和热法净水技术相结合来实现含盐水的净化处理，从而降低净水技术的成本和能耗。该类技术通过太阳能集热器吸收利用太阳能，再通过热法蒸馏技术实现水的蒸发和冷凝来进行水的净化处理，其装置较为简单，成本较低。但是相比于近年来迅速发展起来的蒸馏法与膜法相结合的膜蒸馏技术，因为其需要将水加热至沸点，需要的热量较高，故产水效率和日产水量较低，难以满足日常需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于太阳能驱动的含盐水膜蒸馏净化装置，以解决上述背景技术中提出的现有的电渗透法和反渗透法耗能大，回报率低的问题和传统热法净水技术产水效率和日产水量较低的问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于太阳能驱动的含盐水膜蒸馏净化装置，包括过滤器、太阳能集热器和膜蒸馏组件，所述其中过滤器出水口通过出水管连接水泵，所述水泵通过水管连接太阳能集热器进水口，所述太阳能集热器出水口经温度表、温控阀门通过水管连通蓄热水箱进口；所述蓄热水箱出口通过进热水管连接膜蒸馏组件热料液入口；所述膜蒸馏组件热料液出口通过回热水管经电子膨胀阀连接蓄热水箱入口；所述冷料液循环管进出口分别连接在膜蒸馏组件的冷料液进出口处；所述膜蒸馏组件净化水出口经由净水管连接储水箱；所述太阳能发电器通过充电线连接蓄电池组充电，所述蓄电池组通过供电线连接水泵、风扇、电加热器供电。

根据以上特征，所述膜蒸馏组件的顶部设有热料液入口，所述热料液入口的下侧设有PVDF膜，所述PVDF膜的对称位置处设有蒸馏液，所述PVDF膜的下方设有冷料液出口，所述冷料液出口的对称位置处设有冷料液入口，所述冷料液出口与冷料液入口的中间设有铜管，所述蒸馏液的底部设有热料液出口。

在一些实施例中，所述过滤器为多层活性炭过滤器。

根据以上特征，所述所述蓄热水箱采用夹层结构，在螺旋换热管与壳体之间填充保温材料。

根据以上特征，所述膜蒸馏组件同时采用气隙式膜蒸馏技术和真空式膜蒸馏技术，采用中空纤维换热管结构。

根据以上特征，所述铜管的外侧包裹有PVDF膜，所述铜管的内侧设有空气间隙。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明所需能量来源是单一清洁能源，太阳能。我国太阳能储量丰富，太阳能能量巨大，是典型的可再生资源且不排放任何污染气体和有害物质。

2)本发明采用两种膜蒸馏方式耦合。其克服传统膜组件存在的清洗困难、压降过大、空气间隙不稳定问题，使中空纤维换热管式膜蒸馏组件同时具备高热效率和高通量的优点。