一种利用废弃卤水的太阳池光-热-储方法

本发明涉及一种太阳能利用方法，具体为利用盐碱水淡化的副产物—卤水，制作太阳池，并利用相变熔盐和纳米颗粒增强太阳池的传热和储热。

背景技术：

1、南疆地区盐碱水问题突出，严重制约当地工业农业生产。盐梯度太阳池作为一种成熟的太阳能利用技术，具有形式简单，实用性强的特点，但其占地面积大，限制了该技术的发展。而南疆地区太阳能资源丰富，地域辽阔，适宜发展太阳池技术。如能将太阳池技术和盐碱水淡化后的浓盐水进行结合，一方面可以充分利用太阳能资源，另一方面能够解决浓盐水的处理问题。

2、盐碱水淡化后所剩余的卤水有以下几种常见的处理方式：直接排放、深度净化、晒盐，直接排放会导致当地土壤和水中含盐量逐年累加，影响环境；深度净化能够根本解决剩余卤水，但目前的工艺复杂、成本高；晒盐场进行晒盐能够利用卤水中的有效成分，且工艺简单，但时间较长，后续还需进一步加工，现有技术中通过在太阳池底部放置鹅卵石或锅炉渣等方法增强蓄热的装置，但无法应对下对流层盐分积聚的问题；将纳米颗粒添加进太阳池中，能够增大吸光率，但纳米颗粒不稳定，且容易团聚，影响换热。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服上述问题，有效解决南疆地区盐碱水淡化后的浓盐水处置问题，同时充分利用太阳能资源，提出了一种利用废弃卤水的太阳池光-热-储方法，包括如下步骤：

2、s1：收集盐碱水淡化装置产生的卤水，卤水的盐度为20～30g/l；

3、s2：采用逐级分层灌池法进行灌池操作，形成不同盐分梯度的三层，盐梯度由下至上递减，最下层盐浓度最高，为下对流层，中间部分为非对流层，上层为上对流层；

4、s3：形成稳定的太阳池后，向下对流层中添加纳米流体，形成磁性纳米颗粒悬浮液，下对流层的吸光度增大，吸热强化；

5、s4：下对流层的盐分开始沉淀，盐分吸附在换热器或太阳池池体的壁面上时，可以利用磁铁在太阳池外部干涉磁性纳米颗粒的运动，形成扰动，使下对流层恢复正常；

6、s5：太阳池在太阳光照射时，通过辐射传热的方式吸热升温，由于盐梯度不同，太阳池内温度由下至上递减，下对流层温度最高；由于非对流层只能通过导热与其他两层进行热量交换，阻碍了下对流层热量向上传递，使得下对流层能够保持较高的温度；

7、s6：当下对流层达到设定温度时，开启换热器的进口阀门和出口阀门，利用下对流层的热量加热换热器内的流体。

8、作为优选方式，所述太阳池的池体由底板和六个侧板组成，用于容置收集碱水淡化装置产生的卤水；

9、进一步优选，所述六个侧板与地面的夹角均为50～80°。

10、进一步优选，所述底板下侧和六个侧板的外侧均包裹有保温层。

11、进一步优选，所述太阳池的池体的内部均涂黑处理。

12、进一步优选，所述太阳池底设有熔盐储热层，所述熔盐储热层由相变熔盐材料制成。

13、作为优选方式，所述换热器内设有换热器入口和换热器出口，所述换热器入口和换热器出口均设于下对流层内，用于完成换热。

14、本发明具有以下优点：

15、本发明使用盐碱水淡化产生的卤水制作太阳池，充分利用废弃物资源；通过加入磁性纳米颗粒形成纳米流体悬浮液，增强太阳池的吸热效果；并且在太阳光不足时，利用太阳池下对流层储存的热量保持太阳池的温度。提取的热量可用于向附近的农业大棚供热，咸水鱼养殖的保温，农产品的干燥等。配合淡化装置，可以在盐碱区域形成水质减盐-土壤改良-太阳能光热利用的协同效应。该方法能够有效解决南疆地区盐碱水淡化后的浓盐水处置问题，同时充分利用太阳能资源，为该地区的经济发展提供新的动力和方向，为节能减碳做贡献。

技术特征：

1.一种利用废弃卤水的太阳池光-热-储方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种利用废弃卤水的太阳池光-热-储方法，其特征在于：所述太阳池的池体由底板和六个侧板组成，用于容置收集碱水淡化装置产生的卤水。

3.根据权利要求2所述的一种利用废弃卤水的太阳池光-热-储方法，其特征在于，所述六个侧板与地面的夹角均为50～80°。

4.根据权利要求2所述的一种利用废弃卤水的太阳池光-热-储方法，其特征在于，所述底板下侧和六个侧板的外侧均包裹有保温层。

5.根据权利要求2所述的一种利用废弃卤水的太阳池光-热-储方法，其特征在于，所述太阳池的池体的内部均涂黑处理。

6.根据权利要求2所述的一种利用废弃卤水的太阳池光-热-储方法，其特征在于，所述太阳池底设有熔盐储热层，所述熔盐储热层由相变熔盐材料制成。

7.根据权利要求1所述的一种利用废弃卤水的太阳池光-热-储方法，其特征在于：所述换热器内设有换热器入口和换热器出口，所述换热器入口和换热器出口均设于下对流层内，用于完成换热。

技术总结
本发明公开了一种利用废弃卤水的太阳池光‑热‑储方法，包括如下步骤：S1:通过收集盐碱水淡化装置产生的卤水；S2：采用逐级分层灌池法进行灌池操作，盐梯度由下至上递减，分别为下对流层、非对流层、上对流层；S3：向下对流层中添加纳米流体，形成磁性纳米颗粒悬浮液；S4：下对流层的盐分开始沉淀，利用磁铁在太阳池外部干涉磁性纳米颗粒的运动；S5：太阳池内温度由下至上递减，下对流层温度最高；S6：当下对流层达到设定温度时，开启换热器的进口阀门和出口阀门。本发明能够有效解决南疆地区盐碱水淡化后的浓盐水处置问题，同时充分利用太阳能资源，为该地区的经济发展提供新的动力和方向，为节能减碳做贡献。

技术研发人员：贾壮壮,王浩宇,马海龙,王之宇,斯丽曼·日扎克,阿丽旦姆·拉合曼,韩冬萌,曹子恒
受保护的技术使用者：塔里木大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29