淡化系统的制作方法

1.本发明涉及海水淡化的技术领域，尤其涉及一种可循环进行海水淡化的淡化系统。


背景技术：

2.由于淡水资源的有限，如何利用丰富的海水来获取淡水资源是人们一直在研究的课题。
3.现有技术中对海水进行淡化的方法包括蒸馏法、反渗透法和冷冻法，其中反渗透法也称为超过滤法，虽然淡化效果好，但是成本较高。冷冻法则是使海水结冰，从而使盐分分离出来，但是冷冻法得到的淡化水味道不好。蒸馏法则和反渗透法一样对于海水的预处理要求较高。因而上述海水淡化方法存在能耗高、成本高、海曙处理要求高、效率低的技术问题。
4.公开号为cn115253325a的现有专利公开了太阳能界面水蒸馏器，其包括一个收集器、一个隔热支撑层、一个光热反射层。整个系统漂浮在水面上，隔热支撑层为盆状容器，环形保卫光热反射层，隔热进水层连通光反射层，颗粒状的亲水的光热反射材料构成光热发射层主体，并有传输水分的通道。该现有技术虽然利用了太阳能，降低了能耗，但是当水分被蒸发以后，留下的盐分如何处理将会是一个难题，随着盐分析出的越多，在有限容量的隔热支撑层内液体的盐分比重会越来越重，从而降低了淡化效率。
5.公开号为cn115745058a的现有专利公开了gese基太阳能热蒸发海水淡化系统，包括外壳体、内壳体、吸水柱和gese薄膜，内壳体具有第二底面、第二侧壁和半球状顶面，吸水柱设置于第二底面。吸水柱具有内芯和包覆于内芯侧壁上的侧壁壳，gese薄膜设置于吸水柱的顶部。
6.内壳体放置于外壳体中，内壳体与外壳体之间具有间隙，间隙内盛放海水，靠近第二底面的第二侧壁上设有进水口，在虹吸作用下，海水沿进水口转移至吸水柱。
7.太阳光传输经过半球状顶面，汇聚至gese薄膜的表面，gese薄膜在太阳光的照射下温度升高，加热吸水柱的顶端的海水，海水受热蒸发，在内壳体的内壁凝结。
8.内芯的材料选用聚乙烯醇、棉花或亚麻布。可见，该现有技术采用棉花等吸水材料来吸附海水，当吸水柱顶部的棉花中的海水的水分被蒸发出去，将会在吸水柱顶部的棉花上留下盐分，因而该现有技术也会存在如何处理吸水柱顶部盐分的问题。


技术实现要素：

9.为了解决现有技术在淡化海水时无法及时去除淡化后的盐分的技术问题，本发明提出了一种淡化系统。
10.本发明提出的淡化系统，包括：
11.蒸发加热腔，其位于待淡化的液体的液面之上，且设有进气口和抽气口，用于对蒸发吸附件对应部分的待淡化的液体进行加热蒸发，分离为盐分和水蒸气；
12.冷凝抽湿装置，在所述蒸发加热腔内的相对湿度达到预设湿度时，通过所述抽气口将所述蒸发加热腔内的水蒸气抽走并冷凝为淡水；
13.蒸发吸附件，其被分为至少两个部分，各个部分所处的位置可互换，当任一部分与所述待淡化的液体接触时，该部分吸附一部分待淡化的液体，若该部分上同时含有盐分，则将盐分溶解至待淡化的液体中，当任一部分位于所述蒸发加热腔内时，该部分吸收热量，以将该部分吸附的待淡化的液体进行加热蒸发；
14.驱动装置，驱动所述蒸发吸附件的各个部分进行位置切换，或驱动所述蒸发吸附件的各个部分运动时形成回路。
15.进一步，所述蒸发吸附件首尾相接形成规则环状或不规则环状，在所述驱动装置的驱动下各个部分运动形成回路。
16.进一步，所述驱动装置包括通过动力件驱动的滚轮或滚筒。
17.进一步，与所述待淡化的液体接触的多个或多组滚轮或滚筒交错支撑所述蒸发吸附件的内环面和外环面，且支撑所述蒸发吸附件内环面的滚轮或滚筒的高度低于支撑所述蒸发吸附件外环面的滚轮或滚筒的高度，使所述蒸发吸附件与待淡化的液体接触的部分的截面呈波浪状。
18.进一步，所述蒸发加热腔的顶部设有可透光的聚光组件，所述聚光组件包括至少一个或多个柱状聚光镜和/或菲涅尔透镜，所述柱状聚光镜和/或菲涅尔透镜将太阳光聚集，且在所述蒸发吸附件上形成一条或多条相互平行的条形光束或线状光束，所述条形或线状光束在所述蒸发吸附件宽度上的投影的长度满足l_length/width≥p，所述l_length为所述条形或线状光束在所述蒸发吸附件宽度上的投影的长度，所述width为所述蒸发吸附件的宽度，p为预设百分比。
19.进一步，所述条形或线状光束与所述蒸发吸附件的运动方向垂直。
20.进一步，所述蒸发吸附件为吸光耐温吸水件。
21.进一步，所述吸光耐温吸附件为黑色海绵。
22.进一步，所述蒸发加热腔通过漂浮在液面上的罩体形成。
23.进一步，所述待淡化的液体的容积满足的条件为：在淡化过程中使得所述蒸发吸附件所接触的待淡化的液体的盐分浓度始终保持在一个固定范围内。
24.本发明通过位置可交替变换的蒸发吸附件来实现可持续循环的淡化系统，在该淡化系统中解决了现有技术中采用加热蒸发的方式对海水等液体进行淡化时，盐分容易残留，影响后续的淡化效率的问题。更进一步，本发明还提供了一种蒸发加热方式，通过特殊形状和排布的透镜形成一条条可覆盖蒸发吸附件指定宽度的聚光束，使得蒸发吸附件在回路运动过程中其每个部分被持续地实时加热，同时每个部分的吸附和溶解盐分也在实时地进行，极大提高了淡化的效率，同时也更节能。
附图说明
25.下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
26.图1是本发明的一实施例的结构示意图。
27.附图说明：
28.1、蒸发加热腔；2、聚光组件；3、罩体；4、进气口；5、抽气口；6、冷凝抽湿装置；7、滚
轮；8、蒸发吸附件；9、待淡化的液体。
具体实施方式
29.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
30.由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
31.本发明提出的淡化系统，主要包括：蒸发加热腔、冷凝抽湿装置、蒸发吸附件以及驱动装置。
32.蒸发加热腔位于待淡化的液体的液面之上，蒸发加热腔设有进气口和抽气口，进气口与外界空气连通，抽气口与冷凝抽湿装置连通。蒸发加热腔用来对蒸发吸附件对应部分所吸附的待淡化的液体进行加热，以使得这部分待淡化的液体当中的水分能够蒸发为水蒸气并留下盐分，从而将部分待淡化的液体分离为盐分和水蒸气。
33.本发明不限定蒸发加热腔的具体形状结构，在一个实施例中，蒸发加热腔可以由一个盖体形成，在另一个实施例中，蒸发加热腔也可以是一个可供蒸发吸附件进出的盒体，还可以是其他的结构形式。
34.冷凝抽湿装置是一种常见的现有装置，冷凝抽湿装置在蒸发加热腔内的相对湿度达到预设湿度时，通过抽气口将蒸发加热腔内的水蒸气抽走并冷凝为淡水。在一个具体实施例中，可以通过湿度传感器对蒸发加热腔内的相对湿度进行监测，达到预设湿度时冷凝抽湿装置再抽走水蒸气，随着冷凝抽湿装置对水蒸气的抽取，蒸发加热腔内的负压会使得外界空气自动从进气口进入。在一个进一步的实施例中，可以将进气口和抽气口分别设置在蒸发加热腔相对的两侧。
35.蒸发吸附件是本发明的主要部件，本发明将蒸发吸附件分为至少两个部分，并且各个部分所处的位置可互换。蒸发吸附件所处的位置包括位于蒸发加热腔内、与液面接触的位置等。随着蒸发吸附件所处的位置的变化，其功能也相应发生变化。
36.当蒸发吸附件的任一部分与待淡化的液体接触时，该部分的功能为吸附部分待淡化的液体，如果该部分上同时还含有之前吸附的液体淡化以后留下的盐分，则该部分还有一个功能就是将淡化过程中留下的盐分溶解到剩余的液体中，从而解决了现有技术中盐分持续残留导致后续的淡化效率低的问题。
37.当蒸发吸附件的任一部分位于蒸发加热腔内时，该部分的功能则转变成了吸收热量，以将吸附的部分待淡化的液体进行加热蒸发，同时承装留下来的盐分。
38.驱动装置可以采用现有技术中的任意驱动装置的结构，只要驱动装置能够驱动蒸发吸附件的各个部分进行位置切换即可，或者能够驱动蒸发吸附件的各个部分运动时形成回路。在驱动装置的驱动作用下，蒸发吸附件的各个部件依次吸附液体、溶解其上残留的盐分，同时依次进行吸热蒸发，形成循环的、各功能并行的淡化线，大大提高了淡化的效率。
39.在一个实施例中，蒸发吸附件首尾相接形成规则环状或不规则环状，在驱动装置的驱动下各个部分运动形成回路。在其他实施例中，蒸发吸附件可以是相互独立的各个部分，各个部分的位置可相互切换，例如蒸发吸附件可翻转或旋转，蒸发吸附件的任意一端位于蒸发加热腔内时用来吸热蒸发，任意一端与液面接触时用来吸附液体，或者吸附液体的同时将盐分溶解到剩余的待淡化的液体中。
40.在一个进一步的实施例中，驱动装置包括通过动力件驱动的滚轮或滚筒。动力件可以是现有技术中具有防水结构的电机，也可以是通过太阳能驱动的其他传动结构等。
41.在一个进一步的实时例中，与待淡化的液体接触的多个滚轮或滚筒交错支撑蒸发吸附件的内环面和外环面，以滚轮为例，即与待淡化的液体接触的多个滚轮中，当一个或一组滚轮支撑在蒸发吸附件的内环面时，则下一个或一组滚轮则支撑在蒸发吸附件的外环面，下下一个或一组滚轮则又支撑在蒸发吸附件的内环面。或者在一个其他实施例中，与带淡化的液体接触的任意两个相邻的滚轮或滚筒都分别支撑蒸发吸附件的内环面和外环面。
42.这些滚轮或滚筒位置的实施例中，以滚轮为例，支撑蒸发吸附件内环面的滚轮的高度低于支撑蒸发吸附件外环面的滚轮的高度，使蒸发吸附件与待淡化的液体接触的部分的截面呈波浪状，从而使得蒸发吸附件与待淡化的液体接触的部分的长度足够长，因此蒸发吸附件上的盐分可以充分被溶解掉。
43.蒸发加热腔的顶部设有可透光的聚光组件，本发明的聚光组件也是本发明的特点之一。
44.聚光组件包括至少一个或多个柱状聚光镜和/或菲涅尔透镜。
45.一个或多个柱状聚光镜和/或菲涅尔透镜将太阳光聚集起来，并且在蒸发吸附件上形成一条或多条相互平行的条形光束或线状光束。条形光束或线状光束在蒸发吸附件的宽度上的投影的长度满足l_length/width≥p，l_length为条形或线状光束在蒸发吸附件宽度上的投影的长度，width为蒸发吸附件的宽度，p为预设百分比。本领域内的技术人员可以根据具体情况来确定p的具体取值，例如p可以取90％，或者100％，或者110％等等，这些所列举的具体数值均是为了举例，并不限制本发明的保护范围。
46.p的最理想的取值为100％，由于蒸发吸附件沿其长度方向运动，当p取100％时，意味着不管蒸发吸附件有多宽，蒸发吸附件在宽度方向上都可以被聚集的太阳光加热到，且聚集的太阳光为一条条的线束状，在蒸发吸附件运动过程中就像对蒸发吸附件长度方向上的每一处都进行了扫描一样，从而使得蒸发吸附件在运动过程中，任意长度方向上的部分均可以被聚集的太阳光加热。
47.在一个较优实施例中，条形光束或线状光束与蒸发吸附件的运动方向垂直，且同时p为100％，这样将提高柱状聚光镜或菲涅尔透镜的效率。
48.在一个进一步的实施例中，蒸发吸附件为吸光耐温吸水件，例如可以是黑色海绵、也可以是由棉花制成的吸水件等。
49.本发明待淡化的液体可以是海水，但是并不局限于海水，还可以是其他盐分较高的湖水，或者其他需要淡化的液体。当待淡化的液体为海水时，也就是将本发明的蒸发吸附件一部分置于海面之上，一部分与海水接触。
50.在一个较优实施例中，待淡化的液体的容积需要满足一个条件，即在淡化过程中待淡化的液体的容积可以使得蒸发吸附件所接触的待淡化的液体的盐分浓度始终保持在
一个固定范围内，从而保证淡化和盐分溶解可以持续地进行，提高淡化效率。
51.图1示出了本发明的一个较优实施例的结构简图。
52.在该较优实施例中，待淡化的液体9具体为海水。蒸发加热腔1是通过一个漂浮在海面的罩体3形成的一个相对封闭的空间。该罩体3中部凸起形成顶部，用来安装聚光组件2，即柱状聚光镜和/或菲涅尔透镜，该罩体3的两侧或四周沿着海面延伸一段距离之后，再朝向空中延伸，形成支撑罩体3中部的支撑沿。
53.罩体3位于海面之上的相对的两个侧壁上分别设有进气口4和抽气口5，抽气口5与冷凝抽湿装置6连通。
54.蒸发吸附件8像皮带一样套装在驱动装置的滚轮7或滚筒上，一部分位于海面之上，一部分浸没在海水中，在该实施例中，蒸发吸附件包括至少两个部分：一是与海面水平的部分，这部分吸收柱状聚光镜和/或菲涅尔透镜聚集的太阳光；二是浸没在海水中部分，这部分吸附海水，同时将残留的盐分溶解到海水中。还可以认为，蒸发吸附件还包括连接上述两部分的连接部，在该实施例中，连接部垂直于海面设置，当蒸发吸附件上残留有盐分时，在蒸发吸附件的位置状态由水平变为垂直时，在重力的作用下就可以抖落一部分盐分，剩余的盐分再通过浸没的方式，溶解到海中。
55.驱动装置包含了滚轮7，以及用来固定滚轮7的支架等(图中未示出)，驱动装置的上部与罩体3的侧壁固定，下部则与蒸发吸附件一起浸没在海水中，可以将位于海面之上的滚轮7设置为主动轮，位于海面之下的滚轮7设置为从动轮，从而避免动力件长时间被海水浸泡。
56.在该实施例中，柱状聚光镜和/或菲涅尔透镜设置了多条，或者柱状聚光镜和/或菲涅尔透镜呈阵列排布，形成了多条与蒸发吸附件的宽度方向相互平行的聚光扫描线。
57.该实施例在蒸发吸附件运动的过程中，同时也在实时进行加热蒸发和新的一轮吸附以及上一轮盐分的溶解，可以极大提高海水淡化处理的效率。
58.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种淡化系统，其特征在于，包括：蒸发加热腔，其位于待淡化的液体的液面之上，且设有进气口和抽气口，用于对蒸发吸附件对应部分的待淡化的液体进行加热蒸发，分离为盐分和水蒸气；冷凝抽湿装置，在所述蒸发加热腔内的相对湿度达到预设湿度时，通过所述抽气口将所述蒸发加热腔内的水蒸气抽走并冷凝为淡水；蒸发吸附件，其被分为至少两个部分，各个部分所处的位置可互换，当任一部分与所述待淡化的液体接触时，该部分吸附一部分待淡化的液体，若该部分上同时含有盐分，则将盐分溶解至待淡化的液体中，当任一部分位于所述蒸发加热腔内时，该部分吸收热量，以将该部分吸附的待淡化的液体进行加热蒸发；驱动装置，驱动所述蒸发吸附件的各个部分进行位置切换，或驱动所述蒸发吸附件的各个部分运动时形成回路。2.如权利要求1所述的淡化系统，其特征在于，所述蒸发吸附件首尾相接形成规则环状或不规则环状，在所述驱动装置的驱动下各个部分运动形成回路。3.如权利要求2所述的淡化系统，其特征在于，所述驱动装置包括通过动力件驱动的滚轮或滚筒。4.如权利要求3所述的淡化系统，其特征在于，与所述待淡化的液体接触的多个或多组滚轮或滚筒交错支撑所述蒸发吸附件的内环面和外环面，且支撑所述蒸发吸附件内环面的滚轮或滚筒的高度低于支撑所述蒸发吸附件外环面的滚轮或滚筒的高度，使所述蒸发吸附件与待淡化的液体接触的部分的截面呈波浪状。5.如权利要求2至4任意一项所述的淡化系统，其特征在于，所述蒸发加热腔的顶部设有可透光的聚光组件，所述聚光组件包括至少一个或多个柱状聚光镜和/或菲涅尔透镜，所述柱状聚光镜和/或菲涅尔透镜将太阳光聚集，且在所述蒸发吸附件上形成一条或多条相互平行的条形光束或线状光束，所述条形或线状光束在所述蒸发吸附件宽度上的投影的长度满足l_length/width≥p，所述l_length为所述条形或线状光束在所述蒸发吸附件宽度上的投影的长度，所述width为所述蒸发吸附件的宽度，p为预设百分比。6.如权利要求5所述的淡化系统，其特征在于，所述条形或线状光束与所述蒸发吸附件的运动方向垂直。7.如权利要求1所述的淡化系统，其特征在于，所述蒸发吸附件为吸光耐温吸水件。8.如权利要求7所述的淡化系统，其特征在于，所述吸光耐温吸附件为黑色海绵。9.如权利要求1所述的淡化系统，其特征在于，所述蒸发加热腔通过漂浮在液面上的罩体形成。10.如权利要求1所述的淡化系统，其特征在于，所述待淡化的液体的容积满足的条件为：在淡化过程中使得所述蒸发吸附件所接触的待淡化的液体的盐分浓度始终保持在一个固定范围内。

技术总结
本发明公开了一种淡化系统，包括：蒸发加热腔，对蒸发吸附件上对应部分所吸附的待淡化的液体进行加热蒸发；冷凝抽湿装置，在相对湿度达到预设湿度时，将所述蒸发加热腔内的水蒸气抽走并冷凝；蒸发吸附件，其被分为至少两个部分，各个部分所处的位置可互换，当任一部分与所述待淡化的液体接触时，该部分吸附一部分待淡化的液体，若该部分上同时含有盐分，则将盐分溶解至待淡化的液体中，当任一部分位于所述蒸发加热腔内时，该部分吸收热量，以将该部分吸附的待淡化的液体进行加热蒸发；驱动装置，驱动所述蒸发吸附件的各个部分进行位置切换，或驱动各个部分运动时形成回路。本发明解决了现有技术中蒸发加热盐分残留导致淡化效率不高的问题。率不高的问题。率不高的问题。


技术研发人员：钞阅 戴宇乐 曾维扬 曾维航
受保护的技术使用者：戴宇乐 曾维扬 曾维航
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/7/12