一种海水淡化回收装置及淡水回收方法

本发明涉及海水淡化，尤其涉及一种海水淡化回收装置及淡水回收方法。

背景技术：

1、随着经济的发展及水体的污染，淡水资源短缺现状加剧，获得充足淡水资源的需求日益紧迫。由于地球百分之七十被海洋覆盖，海水资源丰富，因此，发展海水淡化技术已成为解决淡水资源短缺的有效方法。

2、基于光热转换材料将吸收的太阳能有效的转换成热能进一步获得蒸气是一种环境友好型获取清洁水的方式，且经过近些年的发展已成为一种全新的海水淡化手段。目前利用界面光热转换产生蒸气的热效率已经普遍超过80％，且多个研究团队实现了蒸发效率100％的突破。将光热蒸发器作为光热海水淡化闭式系统一部分时，由于传统冷凝部件需要消耗能源驱动冷海水对蒸气进行冷却，收集淡水的性能则远低于预期，由太阳能到淡水的系统综合转换效率只有35％左右。

3、因此，亟需设计一种能够改善淡水收集效果、提高系统综合转换效率的海水淡化回收装置。

技术实现思路

1、本发明提供一种海水淡化回收装置及淡水回收方法，以满足海水淡化回收装置对于改善淡水收集效果、提高系统综合转换效率的需求。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

3、一种海水淡化回收装置，包括冷凝器和光热蒸发器，冷凝器包括第一流道和第二流道，第二流道和第一流道分别通过蒸气管路和第一供水管路连通光热蒸发器，第一流道远离第一供水管路的一端通过第二供水管路连通有海水储罐；第二流道内设有用于将水蒸气液化的温敏性水凝胶和用于检测温敏性水凝胶温度的温度传感器；冷凝器连接有集水器，集水器用于收集第二流道内的液态水，集水器中设有第一液位计；蒸气管路上设有第一电磁阀，用于控制蒸气管路的启闭；第一供水管路和/或第二供水管路上设有第二电磁阀，用于控制第一供水管路和/或第二供水管路的启闭；第一供水管路和/或第二供水管路上设有水泵；温度传感器、第一液位计、第一电磁阀、第二电磁阀以及水泵均电连接控制装置。

4、进一步的，冷凝器还包括壳体，第一流道设在壳体内，壳体上开设有第一开口和第二开口，第一开口与第二供水管路连通，第二开口与第一供水管路连通。第一流道的外壁与壳体的内壁形成第二流道；壳体上开设有蒸气入口和集液口，蒸气入口与蒸气管路连通，集液口与集水器连通。

5、进一步的，温敏性水凝胶为聚n-异丙基丙烯酰胺、羟丙基纤维素以及吸湿盐复合材料。

6、进一步的，第一流道的外壁固设有翅片，温敏性水凝胶包覆在第一流道的外壁和翅片上。

7、进一步的，第一流道包括第一管件和多个第二管件，第一管件的横截面为圆形，第二管件的横截面为弧形；多个第二管件均布环绕第一管件并形成多层，相邻两个第二管件彼此间隔布置。

8、进一步的，每层布置相同数量的第二管件，每层相邻两个第二管件的间隔与其他层相邻两个第二管件的间隔相对应。

9、进一步的，光热蒸发器包括顶部开口的蒸发腔体，蒸发腔体顶部的开口覆盖有透明盖板，透明盖板倾斜设置；蒸发腔体外侧包裹有保温层、内部设有光热转换材料。

10、进一步的，蒸发腔体内设有第二液位计和盐浓度传感器；蒸发腔体底部设有第一排水管，第一排水管上设有第一排水阀。

11、进一步的，回收系统还包括储水罐，集水器底部设有第二排水管连通储水罐，第二排水管上设有第二排水阀。

12、一种海水淡化回收装置的淡水回收方法，包括以下步骤：

13、s1，海水预填装：

14、控制装置控制打开第二电磁阀、启动水泵，将海水储罐中的海水泵入光热蒸发器内；海水量达到设定量后控制装置控制关闭第二电磁阀和水泵。

15、s2，海水光热蒸发：

16、控制装置控制打开第一电磁阀，海水在光热蒸发器内蒸发。

17、s3，淡水回收：

18、温敏性水凝胶吸收进入第二流道的蒸气，温度传感器检测温敏性水凝胶的温度；当温度传感器的检测值达到第一设定温度值后，控制装置控制关闭第一电磁阀，温敏性水凝胶析出液态水，液态水流入集水器。

19、s4，温敏性水凝胶的再生：

20、第一液位计检测集水器内的液位值，当集水器内的液位值持续设定时间内保持不变后，控制装置控制打开第二电磁阀、启动水泵，使海水储罐中的海水流经第一流道以冷却温敏性水凝胶；当温度传感器的检测值达到第二设定温度值后，控制装置控制关闭第二电磁阀和水泵。

21、s5，循环：

22、返回s2，循环进行s2-s4。

23、有益效果：

24、第一、本申请在冷凝器中设置温敏性水凝胶，利用温敏性水凝胶对于温度敏感而亲水-疏水以及吸水能力强的特性，将光热蒸发器中产生的水蒸气的绝大部分实现液化，提高了淡水的回收率，能够改善淡水收集效果，提高系统综合转换效率。

25、第二、本申请通过海水储罐中的冷海水对温敏性水凝胶进行冷却，完成温敏性水凝胶的再生，实现海水的预热，提高热量利用率，实现了装置的节能。

技术特征：

1.一种海水淡化回收装置，其特征在于，包括冷凝器(1)和光热蒸发器，所述冷凝器(1)包括第一流道(12)和第二流道(13)，所述第二流道(13)和第一流道(12)分别通过蒸气管路(31)和第一供水管路(32)连通所述光热蒸发器，所述第一流道(12)远离所述第一供水管路(32)的一端通过第二供水管路(33)连通有海水储罐(4)；

2.根据权利要求1所述的一种海水淡化回收装置，其特征在于，所述冷凝器(1)还包括壳体(11)，所述第一流道(12)设在所述壳体(11)内，所述壳体(11)上开设有第一开口和第二开口，所述第一开口与第二供水管路(33)连通，所述第二开口与第一供水管路(32)连通；

3.根据权利要求2所述的一种海水淡化回收装置，其特征在于，所述温敏性水凝胶(14)为聚n-异丙基丙烯酰胺、羟丙基纤维素以及吸湿盐复合材料。

4.根据权利要求2所述的一种海水淡化回收装置，其特征在于，所述第一流道(12)的外壁固设有翅片(121)，所述温敏性水凝胶(14)包覆在所述第一流道(12)的外壁和翅片(121)上。

5.根据权利要求4所述的一种海水淡化回收装置，其特征在于，所述第一流道(12)包括第一管件(122)和多个第二管件(123)，所述第一管件(122)的横截面为圆形，所述第二管件(123)的横截面为弧形；多个所述第二管件(123)均布环绕所述第一管件(122)并形成多层，相邻两个所述第二管件(123)彼此间隔布置。

6.根据权利要求5所述的一种海水淡化回收装置，其特征在于，所述每层布置相同数量的所述第二管件(123)，每层相邻两个所述第二管件(123)的间隔与其他层相邻两个所述第二管件(123)的间隔相对应。

7.根据权利要求1所述的一种海水淡化回收装置，其特征在于，所述光热蒸发器包括顶部开口的蒸发腔体(21)，所述蒸发腔体(21)顶部的开口覆盖有透明盖板(22)，所述透明盖板(22)倾斜设置；所述蒸发腔体(21)外侧包裹有保温层(23)、内部设有光热转换材料(24)。

8.根据权利要求7所述的一种海水淡化回收装置，其特征在于，所述蒸发腔体(21)内设有第二液位计(25)和盐浓度传感器(26)；所述蒸发腔体(21)底部设有第一排水管(27)，所述第一排水管(27)上设有第一排水阀(28)。

9.根据权利要求1所述的一种海水淡化回收装置，其特征在于，所述回收系统还包括储水罐(8)，所述集水器(5)底部设有第二排水管(52)连通所述储水罐(8)，所述第二排水管(52)上设有第二排水阀(53)。

10.权利要求1－9任意一项所述的一种海水淡化回收装置的淡水回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种海水淡化回收装置包括冷凝器和光热蒸发器，冷凝器包括第一流道和第二流道，第二流道和第一流道分别通过蒸气管路和第一供水管路连通光热蒸发器，第一流道远离第一供水管路的一端通过第二供水管路连通有海水储罐；第二流道内设有用于将水蒸气液化的温敏性水凝胶和用于检测温敏性水凝胶温度的温度传感器。本发明公开了一种海水淡化回收装置的淡水回收方法，包括步骤：海水预填装、海水光热蒸发、淡水回收、温敏性水凝胶的再生以及循环。本发明的冷凝器内的温敏性水凝胶将光热蒸发器中产生的水蒸气的绝大部分实现液化，提高了淡水的回收率，能够改善淡水收集效果，提高系统综合转换效率。

技术研发人员：牛东,陈仙芝,骆佳星,王浥冲
受保护的技术使用者：大连海事大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25