一种基于低品位热能和纳米布料的高效净水装置
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-12-13 16:10:54
本发明提供一种基于低品位热能和纳米布料的高效净水装置,包括污水或海水容器,其特征在于,所述净水装置还包括设于所述污水或海水容器上的箱体以及设于所述箱体顶部的透明罩;其中,所述污水或海水容器顶部设有多个安装槽,所述箱体的底部对应设有多个安装卡槽,便于将呈阵列布置的散热装置卡接在其中,所述散热装置包括热水管及设于所述热水管上的增强换热片,所述增强换热片套设于所述热水管外周表面以增大所述散热装置的散热面积,所述热水管的表面充分包裹有纳米布料,所述纳米布料底端有足够的余量使其能够拖曳在所述污水或海水容器的水液面以下,由此不仅可以通过所述纳米布料的毛细结构来促进水分的吸收和传导,而且还进一步增大了湿润后的蒸发面积,以此提高水的蒸发速率;
本发明属于水处理技术领域,并公开了一种利用低品位热能和纳米布料的净水装置。其包括污水或海水容器,所述净水装置还包括箱体透明罩及安装散热装置,所述散热装置包括热水管及设于所述热水管上的增强换热片和纳米布料,所述箱体内壁周向设有集水槽卡槽,冷凝水集水槽通过所述集水槽卡槽固定于所述箱体内。本发明的净水装置,纳米布料能够被水有效润湿,保证水的蒸发与补给平衡,纳米布料的柔性能够很好的贴合具有复杂结构的散热装置,增加吸热效果,且被润湿的纳米布料能够有效增大水蒸发表面积,极大提高了水的蒸发效率,提高了净水产量,成本低。
水是生命赖以生存的资源之一,而如今随着人口的增加,工业的发展,以及环境污染的加剧,水资源的供应形势越来越严峻。近年来,为了解决水的供应问题,海水淡化、污水处理等受到了越来越多的关注。如何高效、廉价地获得更多洁净的水资源是人们最关注的问题。同时,由于缺水问题在地域上的普遍性,净水技术对不同环境和需求的适应性也十分重要。
水处理过程中,不可避免地需要能量的供应。在能源日益紧缺的今天,如果使用常规的化石能源或电能将进一步增加能源供应的压力。因此,利用其他形式的能源来净化水是水处理技术十分重要的一点。在众多能源形式中,低品位热能是生活中非常常见的一种,由于其能量密度小,通常难以高效利用,因此往往被浪费。诸如电厂余热,太阳热能等都属于低品位热能。充分利用低品位热能可以减少化石能源的消耗,有利于缓解环境污染,全球变暖等问题。因而如何高效利用低品位能源来净化水成为目前行业内的主流方向之一。
华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流” “985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。
主要具备以下的技术优点:
1.本发明的净水装置,其通过紧密结合各类污水或海水的再利用,并充分利用低品位热能进行净水的具体工况需求,对整体净水装置的空间布局及结构重新进行了设计,特别针对其中的散热装置从其具体结构组成、所配备的增强散热片、与其相应设置的纳米布料的工作机理以及其与其他组件之间的安装设置等各个方面进行了改进,相应的能够实现在利用废弃热水余热资源的基础上有效增强换热面积,从而显著提高净水处理的效率,而且还具备结构更为紧凑、便于操控、环境适应性更强和净水成本低等优点。
2.本发明的净水装置,主要利用的是废弃热水中的热能,并采用多个增强换热片结构增大了散热装置的散热面积,同时通过表面生长有微米或者纳米结构或者表面涂有微米或者纳米颗粒的纳米布料相配合,以利用纳米部的工作机理,从而实现在利用废弃热水余热资源的基础上有效增强换热面积,从而显著提高净水处理的效率。
3.本发明的净水装置,通过紧凑设计的散热装置及其与其相互配合卡接的各个连接部件结构,从而有效将多个散热装置固定恰好固定于污水或海水容器与箱体之间并实现机械密封,结构紧凑,避免散热装置的热量泄漏,提高散热装置的热效率。
本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。