[发明专利]一种光热蒸发耦合电容去离子的海水淡化装置及方法

权利要求书

1.一种光热蒸发耦合电容去离子的装置，其特征在于，所述装置通过光热/电容耦合电极(6)将光热蒸发脱盐作用与电容离子电吸附作用进行耦合；所述装置从顶部到底部依次设置冷凝罩(1)、上端板(3)、光热/电容耦合电极(6)、隔板(7)、电容脱盐电极(8)和下端板(11)；所述冷凝罩(1)底部设置有至少一个光热蒸发出水口(2)，并与底部具有至少一个电容脱盐出水口(4)的上端板(3)紧邻设置；所述光热/电容耦合电极(6)与所述电容脱盐电极(8)通过所述隔板(7)间隔设置；所述下端板(11)位于于所述装置的底部，其上具有至少一个电容脱盐进水口(10)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上端板(3)上设置有面积可选地约为20-60mm×20-60mm的蒸汽逸散孔区域；所述上端板(3)的厚度可选地约为5-15mm。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述隔板(7)上设置有蛇形流道，所述隔板的厚度可选地约为2-5mm。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光热/电容耦合电极(6)与直流稳压电源相连，其材质为负载碳纳米针阵列的碳纤维材料；所述光热/电容耦合电极(6)通过硅胶垫片(5)与所述上端板(3)间隔设置。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电容脱盐电极(8)的材质为负载碳纳米针阵列的碳纤维材料；所述电容脱盐电极(8)通过硅胶垫片(9)与所述下端板(11)间隔设置。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷凝罩(1)、上端板(3)、隔板(7)和下端板(11)的材质均为聚甲基丙烯酸甲酯。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置上可选地设置至少一个氙灯正对所述上端板(3)照射，所述氙灯的光强可选择地调节为1～5kWm^-2。

8.采用权利要求1-7任一项所述的装置进行盐水脱盐的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)待处理原盐水从装置下端板(11)的电容脱盐进水口(10)进入装置，流经电容脱盐电极(8)和光热/电容耦合电极(6)后从上端板(3)底部的电容脱盐出水口(4)流出，得到生活淡水；

2)利用氙灯，模拟太阳光照，调整光强为1～5kW m^-2，正对装置上端板(3)照射，所述光热/电容耦合电极(6)将吸收的太阳能转换为局部热后使所述原水蒸发，蒸发得到的水蒸气通过上端板(3)上设置的蒸汽逸散孔逸散到冷凝罩(1)内，在所述冷凝罩(1)内壁面发生气液相变冷凝为水珠，水珠在自身重力作用下汇集到冷凝罩(1)底部后经光热蒸发出水口(2)排出，得到直饮生活淡水。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述光热/电容耦合电极(6)将吸收的太阳能转换为局部热能，提高电容脱盐电极(8)吸附离子的速率，并提高电容脱盐电极(8)吸附盐离子的容量。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述原盐水可选地采用蠕动泵从装置下端板(11)的电容脱盐进水口(10)泵入装置，蠕动泵的流速可选地设定为10-20mL min^-1。