利用太陽能風能曬鹽和發電的裝置的製作方法
2023-07-27 07:32:11 1
專利名稱：利用太陽能風能曬鹽和發電的裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於生態工程技術領域，尤其是涉及一種利用自然能源製鹽和發電的裝置。
背景技術：
製鹽的方法有煮鹽、太陽能蒸發曬鹽、冷凍法、真空蒸發和熱壓蒸發等。除了太陽能蒸發曬鹽，其餘的方法幾乎都要消耗大量能源。由於曬鹽是利用太陽能和風能蒸發水分濃縮滷水，因此是最為經濟和環保的傳統製鹽方式。然而，雖然目前曬鹽採用了較先進的逐級濃縮的方法，使生產效率有所提高，但仍然是依靠各級商水池水面的自然蒸發使商水逐漸濃縮原理。其不足之處是水分蒸發慢，下雨天和晚上幾乎不能作業，其效率低下，嚴重製約了曬鹽企業的發展；而且其蒸發的水分白白浪費，也令人痛惜。探索一種太陽能風能高效曬鹽方法，克服傳統曬鹽效率低，以及收集蒸發的水分，對曬鹽企業增效和低碳經濟的發展都具有重大促進作用。
發明內容
本發明的目的是針對目前曬鹽主要是利用滷水池水面自然蒸發，效率低的問題， 以及不能收集蒸發的水分的現狀，發明這樣一種曬鹽裝置第一，在不改變各級滷水池面積和不消耗能源的情況下，擴大水分蒸發的面積，增加蒸發水分的溫度和氣流速度，提高水分蒸發的效率。第二，收集蒸發的水蒸氣製作蒸餾水。第三，儲存的太陽熱能，可以在雨天和晚上繼續蒸發水分和製作蒸餾水。本發明的主要技術方案將製鹽設施置於現有技術的太陽能風力發電站內，充分利用發電站的薄膜大棚，以及大棚內空氣溫度高、氣流速度快的特點，加速水分蒸發和回收水蒸氣成蒸餾水。本發明的具體技術裝置是這樣實現的它包括太陽能風力發電站的大棚、風筒和風筒中的風力發電機，其特徵是製鹽的各級滷水池置於所述的大棚內，滷水池中設置多隻浮在水面的圓球，所述圓球表面為含有毛細管的黑色纖維布，圓球內部為空心球體；大棚的周邊下部設有蒸餾水槽和鹽庫；鹽庫中設有黑色的金屬吸熱板；所述的大棚與風筒連接處設有阻擋水蒸氣的擋板；
本發明運作的方法是
在滷水池中加入海水，海水通過圓球上的纖維布中的毛細管溼透整個纖維布，太陽輻射進薄膜大棚內，大棚內的空氣、圓球上的黑色纖維布、滷水池中的海水吸收太陽熱，生成水蒸氣和熱空氣上升，其中的一部分水蒸氣上升至大棚遇冷，凝結成水滴，沿大棚的斜面淌下，落入蒸餾水槽；其餘的水蒸氣和熱空氣流向風筒，再沿風筒上升，帶動風筒中的多隻風力發電機發電；外界的空氣從大棚的多隻進風口進入棚內；
同時，鹽庫中的黑色金屬吸熱板也吸收太陽輻射熱，其熱量傳導於鹽，使鹽儲存熱量； 在無陽光的時間段內，鹽、滷水池中的海水和圓球釋放熱量，加熱大棚內的空氣，海水繼續蒸發，繼續產生蒸餾水；一部分水蒸氣和熱空氣繼續流向風筒，再沿風筒上升，帶動風筒中的多隻風力發電機發電；
如此周而復始地蒸發海水、產生蒸餾水和發電，直至海水濃縮結晶成鹽，該鹽輸入棚內的鹽庫，成為儲熱材料。本發明與現有技術相比的特點和有益效果是
一、利用太陽能風力發電站大棚內的快速氣流和較高的溫度，使海水中的水分快速蒸發，使得滷水池在雨天和無陽光時段也可作業，使原先浪費的水蒸氣回收為蒸餾水。而滷水池的水分和鹽分是比巖石和泥土儲熱性能更好的材料，有利於在無陽光時段釋放熱能，使風筒內的風力發電機繼續發電。上述兩者相輔相成，起到了相互促進作用。二、由於使用了圓球，使蒸發麵積大幅度提高。並且陽光熱能集中在黑色的纖維布上，能將水分蒸發的溫度集中提高，有利於快速蒸發水分。三、將鹽就近入庫於在大棚內，使鹽這一優良的儲熱材料物盡其用，從而在陰雨天和晚上時，鹽釋放熱量，有利於繼續蒸發水分、生產蒸餾水和發電。而且鹽就近入庫，減少了運輸費用。
下面結合圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是現有技術的太陽能風力發電站剖面示意圖。圖2是圖1中的A局部放大視圖。圖3是本發明的製鹽設施設置在太陽能風力發電站大棚內的示意圖。圖4是圖3中的B局部放大視圖。圖5是本發明中的浮在滷水池中的圓球剖面視圖。圖6是插入鹽中的金屬吸熱板的示意圖。
具體實施例方式曬鹽的效率主要由水分蒸發的快慢決定的，而水分的蒸發主要取決於溫度，氣流速度和蒸發麵積，下面圍繞這三個因素來實施提高曬鹽效率。圖1和圖2顯示的是現有技術中的太陽能風力發電站，它是一種利用太陽能產生的熱氣流推動發電機發電的裝置。在發電裝置所在處鋪設大面積的透明塑料薄膜大棚1，陽光透過薄膜，被棚內地面吸收。陽光充足時，薄膜大棚和地面之間的空氣可加熱到20-50°C， 大棚中心建有塔狀風筒2，被曬熱的空氣流向風筒2內，再沿風筒2上升，帶動風筒中的多隻風力發電機3。即使外界風力為零級，風筒內的氣流速度也能達到80米/秒，相當於颶風的速度。功率為1000千瓦的這種發電站，需建造一個直徑10米、高300米的風筒，覆蓋地面的薄膜大棚的直徑為400米。這個薄膜大棚和棚內較高的溫度和流速較快的氣流，正好用來加快各級滷水池4 (其中包括成鹽的結晶池)的水分蒸發。特別是在雨天，大棚起到遮雨的作用。並且，蒸發的水蒸氣會在大棚1上凝結成水滴，沿大棚的斜面淌下，成為蒸餾水。另一方面，水的熱容量相當高，Ikg水可儲存4. WkJ/°C的熱能，而固體地面約為1. 7 kJ/°C，只有水的4/10左右。滷水中的鹽分更是儲熱良好的材料。在無陽光的時間段內，水和鹽分儲存的熱量反過來可以為風筒2中的風力發電機3提供發電的風能。在增加蒸發麵積方面本發明在滷水池4中設置了多隻浮在水面的圓球5 (見圖 5)，圓球表面為含有毛細管的黑色纖維布51，圓球內部為空心球體52。海水通過圓球上的纖維布中的毛細管溼透整個纖維布51，因為圓球的表面積是平面圓面積的4倍，即使圓球的一半浸在水中，其露出水面的表面積也是平面圓面積的2倍，並且纖維布為黑色，有利於吸收太陽熱。另一方面，如果沒有圓球，陽光直接照射在水容量很大的滷水池，水溫無法有效提高，導致水分蒸發緩慢。而陽光集中在圓球上的纖維布上，溫度能有效提高，從而使纖維布上的水分快速蒸發。(見圖3和圖4)大棚的周邊下部設有蒸餾水槽6，從棚的斜面淌下來的蒸餾水可以流入蒸餾水槽內儲存。大棚的周邊下部設有鹽庫7，因為鹽是儲存熱的優良材料，但其熱傳導性較弱，所以本發明在鹽上設有黑色的金屬吸熱板71(見圖4和圖6)，黑色的金屬吸熱板吸收太陽熱， 通過其多隻導熱腳72，將熱量分散傳導給鹽73 ；在無陽光的時間段內，鹽反過來將熱量傳導給吸熱板71，由吸熱板在大棚中釋放熱量。大棚與風筒的連接處設有阻擋水蒸氣的擋板8 ；這是為了讓水蒸氣能有更多的機會與大棚接觸，產生蒸餾水。否則水蒸氣很快會進入風筒2內，白白浪費。另一方面，水蒸氣冷凝成水會放出潛熱，其中的一部分潛熱會返回在大棚內。水在蒸發時，要吸收汽化熱， 有一部分水蒸氣會和熱空氣一起流出風筒，會損失大棚內的一部分溫度，但只要適當增加大棚的面積，或者縮小滷水池的面積就可以了。綜上所述，本發明的製鹽和發電的方法是這樣實現的
在滷水池4中加入海水，海水通過圓球5上的纖維布中的毛細管溼透整個纖維布51， 太陽輻射進薄膜大棚1內，大棚內的空氣、圓球上的黑色纖維布、滷水池中的海水吸收太陽熱，生成水蒸氣和熱空氣上升，基中的一部分水蒸氣上升至大棚1遇冷，凝結成水滴，沿大棚的斜面淌下，落入蒸餾水槽6 ；其餘的水蒸氣和熱空氣流向風筒2內，再沿風筒內上升，帶動風筒中的多隻風力發電機3發電；外界的空氣從大棚的多隻進風口 9進入大棚內；
同時，鹽庫上的黑色金屬吸熱板71也吸收太陽輻射熱，其熱量傳導於鹽73，使鹽儲存熱量；
在無陽光的時間段內，鹽、滷水池中的海水和圓球釋放熱量，加熱大棚內的空氣，海水繼續蒸發，繼續產生蒸餾水；一部分水蒸氣和熱空氣繼續流向風筒，再沿風筒上升，帶動風筒中的多隻風力發電機發電；
如此周而復始地蒸發海水、產生蒸餾水和發電，直至海水濃縮結晶成鹽，該鹽輸入棚內的鹽庫，成為儲熱材料。若有需要，則可從鹽庫從向外界輸出鹽。
權利要求
1. 一種利用太陽能風能曬鹽和發電的裝置，它包括太陽能風力發電站的大棚、風筒和風筒中的風力發電機，其特徵是製鹽的各級滷水池置於所述的大棚內，滷水池中設置多隻浮在水面的圓球，所述圓球表面為含有毛細管的黑色纖維布，圓球內部為空心球體；大棚的周邊下部設有蒸餾水槽和鹽庫；鹽庫中設有黑色的金屬吸熱板；所述的大棚與風筒連接處設有阻擋水蒸氣的擋板。
全文摘要
本發明涉及一種利用太陽能風能曬鹽和發電的裝置，其特別之處是將製鹽設施和鹽庫置於太陽能風力發電站內，利用發電站內溫度高、氣流速度快的特點，加速水分蒸發和回收水蒸氣成蒸餾水。其方法是在滷水池中設置多只含有纖維布的圓球，太陽輻射進薄膜大棚內，大棚內的空氣、含有水分的圓球上的黑色纖維布、滷水池中的海水吸收太陽熱，生成水蒸氣和熱空氣上升，其中的一部分水蒸氣上升至大棚遇冷，凝結成蒸餾水，其餘的水蒸氣和熱空氣流向風筒，再沿風筒上升，帶動風筒中的多隻風力發電機發電；在無陽光的時間段內，鹽庫中的鹽、滷水池中的海水和圓球釋放熱量，繼續蒸發水分、產生蒸餾水和發電。
文檔編號F03D9/00GK102464344SQ201110164029
公開日2012年5月23日 申請日期2011年6月17日 優先權日2011年6月17日
發明者馮靜 申請人:馮靜