【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水處理，具體的說是高鹽水脫鹽處理的水凝膠-反滲透膜耦合界面蒸發裝置。
技術介紹
1、水處理以二維、三維結構太陽能蒸發器為代表的界面蒸發器可以通過利用太陽能、環境熱能等能量實現高鹽水的脫鹽處理，具有無二次污染、低碳環保等特點，在海水淡化、鹵水濃縮、高鹽廢水深度處理等領域具有較好的應用前景。因此，蒸發通量高、可規模化制備界面蒸發器的設計與制備近年來得到了廣泛關注。
2、但上述技術往往存在以下缺陷：在現有界面蒸發器的設計和制備中，高鹽水在界面蒸發，界面鹽濃度隨蒸發過程不斷提高。過高的界面鹽濃度會導致界面鹽結垢，導致蒸發速率下降，為此，本專利技術提供高鹽水脫鹽處理的水凝膠-反滲透膜耦合界面蒸發裝置。
技術實現思路
1、為了彌補現有技術的不足，解決
技術介紹
中所提出的至少一個技術問題。
2、本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：本專利技術所述的高鹽水脫鹽處理的水凝膠-反滲透膜耦合界面蒸發裝置，包括蒸發裝置本體、電子天平、太陽光模擬裝置和恒溫恒濕腔；所述蒸發裝置本體整體放置于恒溫恒濕腔中，所述恒溫恒濕腔作用是保證蒸發過程溫度、濕度恒定，所述電子天平用于測量蒸發裝置本體質量變化，計算蒸發速率，所述太陽光模擬裝置用于模擬太陽光照；
3、優選的，所述蒸發裝置本體包括蒸發器、反滲透膜本體、纖維紙、水凝膠、儲水倉、密封圈和密封蓋，所述反滲透膜本體的頂面和底面均固定連接有密封圈，所述儲水倉的頂面與密封圈密封連接，所述儲水倉用于盛裝待處理高鹽水，所述密封
4、優選的，所述蒸發器由玻璃纖維紙和水凝膠構成，玻璃纖維紙作為中間層，由水凝膠緊密包裹，所述水凝膠由丙烯酰胺水凝膠或甲基丙烯酸-2-羥基乙酯水凝膠組成，水凝膠含水量質量分數30-60％。
5、優選的，所述密封圈厚度為1～5mm，其中部存在圓形開孔，用于儲存去離子水，并與蒸發器相連，為蒸發器供水；所述密封蓋中部存在1～2mm豎直貫通狹縫，蒸發器豎直插入狹縫中，所述密封蓋上設置有對蒸發器密封的密封結構，裝置運行時，蒸發器底部伸入密封圈空心內部1～5mm，且不與反滲透膜本體接觸。
6、優選的，蒸發裝置本體是密封的，水分通過反滲透膜本體的動力是由水凝膠表面蒸發產生的拉普拉斯力提供的，所述反滲透膜本體使用前需在去離子水中浸泡24h，使膜完全潤濕，所述反滲透膜本體的反滲透正面朝下，與儲水倉內高鹽水直接接觸。
7、優選的，所述補水機構包括通過支架固定在儲水倉上的補水箱，所述補水箱的底端連通有進水管，所述補水箱靠近補水通道一側連通有出水管，所述進水管和出水管內均設置有密封機構，所述出水管與補水通道之間連通有導管，所述儲水倉遠離補水通道的一側連通有設置了進水單向閥的圓管，所述補水箱的內壁密封滑動連接有推板，所述補水箱上設置有驅動推板移動的驅動機構。
8、優選的，所述驅動機構包括固定在補水箱內壁頂面的電磁鐵，所述推板為與電磁鐵相斥的磁性材料制成，所述推板的頂面與補水箱之間固定連接有一組第一彈簧，所述儲水倉的側壁連通有警示管，所述警示管遠離儲水倉的內壁一側固定連接有導向桿和第一觸點，所述導向桿上密封滑動連接有圓盤，所述圓盤與警示管的內壁密封滑動連接，所述圓盤為可以漂浮的輕質材料制成，所述圓盤遠離儲水倉的一側固定連接有第二觸點，所述第一觸點與第二觸點脫離時可以啟動電磁鐵7秒-10秒。
9、優選的，所述密封機構包括設置在進水管和出水管內的密封球，所述進水管和出水管的內部均為漏斗形，所述進水管的開口較大的一端向上，所述出水管開口較大的一端靠近導管，所述密封球通過彈性繩與進水管和出水管連接。
10、優選的，所述推板的底面固定連接有彈性板，所述彈性板內開設有多組圓孔，所述圓孔內設置有撞擊球。
11、優選的，所述密封結構包括與密封蓋頂面固定連接的空心的彈性盤，所述彈性盤上開設有與密封蓋上的狹縫相對應的插孔，所述補水箱內開設有空腔，所述空腔內密封滑動連接有與推板磁吸的磁板，所述磁板的頂面與空腔的內壁之間固定連接有第二彈簧，所述空腔與彈性盤之間連通有連接管，所述補水箱內設置有讓磁板與推板脫離的脫離機構。
12、優選的，所述脫離機構包括與推板靠近空腔一側固定連接的驅動塊，所述驅動塊靠近空腔的一側與補水箱內壁貼合密封，且這一側開口設置，所述補水箱的底面開設有進水孔，所述空腔的內壁開設有與補水箱內壁連通的滑槽，所述滑槽的內壁密封滑動連接有擋塊，所述滑槽的底面開設有限位槽，所述限位槽內固定連接有讓擋塊復位的彈性件，所述空腔的內壁固定連接有位于磁板上方的限位塊。
13、優選的，所述彈性盤內開設有與圓孔連通的一組連通槽，所述連通槽的內壁固定連接有弧形的彈性片，所述彈性片向靠近圓孔的一側拱起，所述彈性片拱起的一側開設有一組凹槽，所述凹槽內通過扭簧扭接頭刮片。
14、本專利技術的有益效果如下：
15、1.本專利技術針對海水淡化、鹵水濃縮、高鹽廢水深度處理等過程，耦合界面蒸發和膜過濾過程，利用蒸發過程水凝膠表面蒸發產生的拉普拉斯力提供膜過濾所需動力，將蒸發過程與脫鹽過程解耦，有效避免了鹽分在水凝膠表面結垢，為低耗高效脫鹽提供了一種新的解決思路和方案，采用水凝膠和反滲透膜本體可批量制造界面蒸發器，具有成本低、操作簡單等特點，有很強的實用性和經濟性。
16、2.本專利技術利用拉普拉斯力實現水體提升，利用太陽能、環境熱能進行三維界面蒸發，并采用水凝膠降低水蒸發焓，適用于高鹽水處理，且應用不受地域限制，即本專利技術適用范圍廣、普適性強；
17、3.將膜過程和界面蒸發過程耦合的界面蒸發裝置本體，可以利用反滲透膜本體過濾鹽水，防止蒸發界面積累鹽分；并且利用蒸發界面產生的拉普拉斯力提供膜過濾所需驅動力，保證蒸發過程穩定高效。此外，目前已有報道發現水凝膠能夠降低水的蒸發焓，利用水凝膠作為界面蒸發材料，能夠提升熱量利用效率和蒸發速率。通過設計結構合理的蒸發裝置本體，利用膜過濾和界面蒸發的高效耦合，并利用水凝膠降低水的蒸發焓，實現鹽結垢的有效防控和低品質熱能的有效利用，是設計高效、穩定界面蒸發器的一種可行方案。
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1.高鹽水脫鹽處理的水凝膠-反滲透膜耦合界面蒸發裝置，包括蒸發裝置本體(1)、電子天平(2)、太陽光模擬裝置(3)和恒溫恒濕腔(4)；其特征在于：所述蒸發裝置本體(1)整體放置于恒溫恒濕腔(4)中，所述恒溫恒濕腔(4)作用是保證蒸發過程溫度、濕度恒定，所述電子天平(2)用于測量蒸發裝置本體(1)質量變化，計算蒸發速率，所述太陽光模擬裝置(3)用于模擬太陽光照；
2.根據權利要求1所述的高鹽水脫鹽處理的水凝膠-反滲透膜耦合界面蒸發裝置，其特征在于：所述蒸發器(5)由玻璃纖維紙和水凝膠構成，玻璃纖維紙作為中間層，由水凝膠緊密包裹，所述水凝膠由丙烯酰胺水凝膠或甲基丙烯酸-2-羥基乙酯水凝膠組成，水凝膠含水量質量分數30-60％。
3.根據權利要求2所述的高鹽水脫鹽處理的水凝膠-反滲透膜耦合界面蒸發裝置，其特征在于：所述密封圈(8)厚度為1～5mm，其中部存在圓形開孔，用于儲存去離子水，并與蒸發器(5)相連，為蒸發器(5)供水；所述密封蓋(9)中部存在1～2mm豎直貫通狹縫，蒸發器(5)豎直插入狹縫中，所述密封蓋(9)上設置有對蒸發器(5)密封的密封結構。
...【技術特征摘要】
1.高鹽水脫鹽處理的水凝膠-反滲透膜耦合界面蒸發裝置，包括蒸發裝置本體(1)、電子天平(2)、太陽光模擬裝置(3)和恒溫恒濕腔(4)；其特征在于：所述蒸發裝置本體(1)整體放置于恒溫恒濕腔(4)中，所述恒溫恒濕腔(4)作用是保證蒸發過程溫度、濕度恒定，所述電子天平(2)用于測量蒸發裝置本體(1)質量變化，計算蒸發速率，所述太陽光模擬裝置(3)用于模擬太陽光照；
2.根據權利要求1所述的高鹽水脫鹽處理的水凝膠-反滲透膜耦合界面蒸發裝置，其特征在于：所述蒸發器(5)由玻璃纖維紙和水凝膠構成，玻璃纖維紙作為中間層，由水凝膠緊密包裹，所述水凝膠由丙烯酰胺水凝膠或甲基丙烯酸-2-羥基乙酯水凝膠組成，水凝膠含水量質量分數30-60％。
3.根據權利要求2所述的高鹽水脫鹽處理的水凝膠-反滲透膜耦合界面蒸發裝置，其特征在于：所述密封圈(8)厚度為1～5mm，其中部存在圓形開孔，用于儲存去離子水，并與蒸發器(5)相連，為蒸發器(5)供水；所述密封蓋(9)中部存在1～2mm豎直貫通狹縫，蒸發器(5)豎直插入狹縫中，所述密封蓋(9)上設置有對蒸發器(5)密封的密封結構。
4.根據權利要求3所述的高鹽水脫鹽處理的水凝膠-反滲透膜耦合界面蒸發裝置，其特征在于：所述補水機構包括通過支架固定在儲水倉(7)上的補水箱(12)，所述補水箱(12)的底端連通有進水管(13)，所述補水箱(12)靠近補水通道(10)一側連通有出水管(14)，所述進水管(13)和出水管(14)內均設置有密封機構，所述出水管(14)與補水通道(10)之間連通有導管(11)，所述儲水倉(7)遠離補水通道(10)的一側連通有設置了進水單向閥的圓管，所述補水箱(12)的內壁密封滑動連接有推板(22)，所述補水箱(12)上設置有驅動推板(22)移動的驅動機構。
5.根據權利要求4所述的高鹽水脫鹽處理的水凝膠-反滲透膜耦合界面蒸發裝置，其特征在于：所述驅動機構包括固定在補水箱內壁頂面的電磁鐵(21)，所述推板(22)為與電磁鐵(21)相斥的磁性材料制成，所述推板(22)的頂面與補水箱(12)之間固定連接有一組第一彈簧，所述儲水倉(7)的側壁連通有警示管，所述警示管遠離儲水倉(7)的內壁一側固定連接有導向桿(18)和第一觸點(19)，所述導向桿(18)上密封滑動連接有圓盤(17)，所述圓盤(17)與警示管的內壁密封滑動連接，所述圓盤(17)為可以漂浮的輕質材料制成，所述圓盤(17)遠離儲水倉(7)的一側固定連接有第二觸點(20)，所述第一觸點...
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