CN108085824A - 三维间隔填充结构集热蒸发织物及制备、使用方法和用途 - Google Patents

三维间隔填充结构集热蒸发织物及制备、使用方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种三维间隔填充结构集热蒸发织物，包括依次设置的集热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层，集热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层通过具有导水功能的相互交织的间隔纱捆绑成为一个整体。本发明还提供了三维间隔填充结构集热蒸发织物的制备和使用方法及其用途。本发明提供的织物可以浮在水面上，通过间隔纱将水分从吸水层传导到集热蒸发层，集热蒸发层通过吸收阳光的热量，实现水分蒸发。本发明提供的织物具有三维一体结构，质量轻，强度高，结构简单，可以产业化生产；在海水淡化和污水处理领域具有重要应用前景。

Description

三维间隔填充结构集热蒸发织物及制备、使用方法和用途
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，更具体地说，涉及一种三维间隔填充结构集热蒸发织物及其制备、使用方法和用途。
背景技术
陆地上的淡水资源总量只占地球上水体总量的2.53％，淡水的绝大部分又被封冻在南北两极及高山的冰层和冰川中，难以利用。淡水资源的时空分布不均和人类的不合理利用，使世界上许多地区面临着严重的淡水资源危机。随着经济的发展，淡水的使用量急剧增加，而经济增长、人口增加以及水体的污染，导致我国当前淡水资源严重短缺，成为经济持续发展的重要障碍，淡水资源的开发势在必行。海水淡化技术是解决淡水来源的有效途径，不断地在创新和发展，应用前景广阔。
目前，海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等。蒸馏法中的多级闪蒸技术，动力消耗大，设备的操作弹性小，多效蒸馏技术的低温多效蒸馏设备体积较大，装置费用高。电渗析法工艺简单，除盐率高，但水回收率低，队不带电荷的物质无脱除能力，且能耗大，不适用大规模的海水淡化工程。反渗透法需要具有选择透过性能的“半透膜”，膜的寿命和抗污染问题不能有效解决，反渗透膜、高压泵、能量回收装置需定期更换。
以上技术主要是利用热能和电能作为海水淡化的能源，且淡化效率不高，设备复杂，淡化过程慢，显然要实现大规模的海水淡化首先需要寻求更可靠、更经济的新能源。太阳能是一种取之不尽的清洁可再生能源，可将其作为淡化能源，开发出一种利用太阳能快速淡化海水的技术，生产出成本较低、纯度较高的淡水。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用太阳能进行海水蒸发，从而快速淡化海水的织物。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种三维间隔填充结构集热蒸发织物，其特征在于：包括依次设置的集热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层，集热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层通过具有导水功能的相互交织的间隔纱捆绑成为一个整体。
优选地，所述集热蒸发层采用吸光度强、表面积大的吸湿纤维织造而成。
更优选地，所述吸湿纤维为天然纤维的空气变形纱或亲水改性过的化学纤维的膨体纱。进一步地，所述天然纤维为深色的棉纱线或麻纱线；所述化学纤维为深色的涤纶、锦纶或丙纶。
优选地，所述漂浮隔热层的漂浮嵌入材料采用拒水海绵，或拒水泡沫材料，或两端封闭的空心管状材料。
优选地，所述吸水层采用天然纤维，或再生纤维素纤维，或亲水改性过的化学纤维织造而成。进一步地，所述天然纤维为棉纱线或麻纱线；所述化学纤维为涤纶、锦纶或丙纶。
优选地，所述间隔纱采用天然纤维，或再生纤维素纤维，或亲水改性过的化学合成纤维。
更优选地，所述间隔纱在2个经纱织造循环后进行交织；或根据漂浮隔热层的漂浮嵌入材料的宽度，在3-10个经纱织造循环后进行交织。
本发明还提供了上述的三维间隔填充结构集热蒸发织物的制备方法，其特征在于，步骤为：
步骤1：选择纱线；
分别选择织造集热蒸发层和吸水层的纱线，选择漂浮隔热层的漂浮嵌入材料；选择间隔纱采用的纱线；
步骤2：织物的织造过程；
将下层经纱和下层纬纱相互交织形成吸水层；将上层经纱和上层纬纱相互交织形集热蒸发层；在集热蒸发层和吸水层之间放入漂浮嵌入材料；使间隔纱相互交织，将集热蒸发层、漂浮嵌入材料和吸水层捆绑成为一个整体，经过多次循环织造后下机，获得三维间隔填充结构集热蒸发织物。
本发明还提供了上述的三维间隔填充结构集热蒸发织物的使用方法，其特征在于：将三维间隔填充结构集热蒸发织物浮在水面上，集热蒸发层位于上方，吸水层位于下方；通过间隔纱将水分从吸水层传导到集热蒸发层；集热蒸发层通过吸收阳光的热量，实现水分蒸发；漂浮隔热层实现织物漂浮和隔绝集热蒸发层热量的耗散，使集热蒸发层吸收的热量聚集在集热蒸发层表面，提高水分蒸发效率。
本发明还提供了上述的三维间隔填充结构集热蒸发织物的用途，其特征在于：用于海水淡化，或工业废水、农业污水的净化处理。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1.本发明通过三维织造工艺将不同特性的纤维织造在一起，实现了集导水、隔热和蒸发于一体的一种三维间隔填充结构集热蒸发织物。
2.本发明获得的三维间隔填充结构集热蒸发织物中，通过嵌入低密度的拒水隔热材料，实现织物漂浮和隔绝集热蒸发层热量的耗散，使集热蒸发层吸收的热量聚集在集热蒸发层表面，提高了水分蒸发效率。
3.本发明提供的三维间隔填充结构集热蒸发织物具有三维一体结构，质量轻，结构简单，可以产业化生产。
4.本发明提供的三维间隔填充结构集热蒸发织物强度高，蒸发速度快，可用于海水淡化和污水处理领域。
5.本发明提供的三维间隔填充结构集热蒸发织物的制备方法，工艺简单，工艺流程短，适合工业化生产。
附图说明
图1为三维间隔填充结构集热蒸发织物结构示意图；
附图标记说明：1-集热蒸发层，2-漂浮隔热层，3-吸水层，4-集热蒸发层经纱，5-集热蒸发层纬纱，6-吸水层经纱，7-吸水层纬纱，8-漂浮嵌入材料，9-间隔纱。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。以下所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
实施例1
基于棉纤维的三维间隔填充结构集热蒸发织物
结合图1，选用20支棉纤维作为吸水层经纱6和吸水层纬纱7织造吸水层3；选用30支苎麻纤维作为间隔纱9；选用长度10厘米、宽度0.4厘米、高度0.5厘米、孔径为10-20微米的闭孔发泡海绵作为漂浮隔热层2的漂浮嵌入材料8；选用黑色的15支棉纤维空气变形作为集热蒸发层经纱4和集热蒸发层纬纱5织造集热蒸发层1。设定织物宽度10厘米，经纬密：5根/厘米；间隔纱密度：2.5根/厘米。
织造过程：第一步开动引纬装置，引入上下层纬纱；第二步单组综框运动带动上下层经纱同步交织，实现上下面层，即吸水层和蒸发层的织造；重复前两步操作一次，实现两个上下面纱织造循环；第三步，在上下面层中间放入漂浮嵌入材料，双组综框运动带动间隔纱相互交织，实现间隔层，即漂浮隔热层织造；第四步打纬，第五步步进电机卷取，第六步重复上述步骤，完成50个织造循环。
本实施例获得的基于棉纤维的三维间隔填充结构集热蒸发织物，长度20厘米，厚度0.6厘米，结构如图1所示。
实施例2
基于涤纶纤维的三维间隔填充结构集热蒸发织物
选用15支棉纤维作为经纬纱织造吸水层；选用20支苎麻纤维作为间隔纱；选用长度10厘米、宽度0.5厘米、高度0.5厘米、孔径为10-20微米的闭孔发泡海绵作为漂浮嵌入材料；选用1500tex亲水改性涤纶膨体纱作为经纬纱织造集热蒸发层。设定织物宽度10厘米，经纬密：4根/厘米；间隔纱密度：2根/厘米。
织造过程：第一步开动引纬装置，引入上下层纬纱；第二步单组综框运动带动上下层经纱同步交织，实现上下面层，即吸水层和蒸发层的织造；重复前两步操作一次，实现两个上下面纱织造循环；第三步，在上下面层中间放入漂浮嵌入材料，双组综框运动带动间隔纱相互交织，实现间隔层，即漂浮隔热层织造；第四步打纬，第五步步进电机卷取，第六步重复上述步骤，完成40个织造循环。
本实施例获得的基于涤纶纤维的三维间隔填充结构集热蒸发织物，长度20厘米，厚度0.6厘米。
实施例3
基于再生纤维素纤维的三维间隔填充结构集热蒸发织物
选用600tex再生纤维素长丝作为经纬纱织造吸水层，选用黑色600tex再生纤维素长丝膨体纱作为经纬纱织造集热蒸发层；选用两端封闭直径0.5厘米、孔隙率80％的聚乙烯空心管作为漂浮嵌入材料，选用30支苎麻纤维作为间隔纱。设定织物宽度10厘米，经纬密：10根/厘米；间隔纱密度：2根/厘米。
织造过程：第一步开动引纬装置，引入上下层纬纱；第二步单组综框运动带动上下层经纱同步交织，实现上下面层，即吸水层和蒸发层的织造；重复前两步操作5次，实现5个上下面纱织造循环；第三步，在上下面层中间放入漂浮嵌入材料，双组综框运动带动间隔纱相互交织，实现间隔层，即漂浮隔热层织造；第四步打纬，第五步步进电机卷取，第六步重复上述步骤，完成40个织造循环。
本实施例获得的基于再生纤维素纤维的三维间隔填充结构集热蒸发织物，长度20厘米，厚度0.6厘米。

Claims (10)

1.一种三维间隔填充结构集热蒸发织物，其特征在于：包括依次设置的集热蒸发层(1)、漂浮隔热层(2)、吸水层(3)，集热蒸发层(1)、漂浮隔热层(2)、吸水层(3)通过具有导水功能的相互交织的间隔纱捆绑成为一个整体。
2.如权利要求1所述的一种三维间隔填充结构集热蒸发织物，其特征在于：所述集热蒸发层(1)采用深色吸湿纤维织造而成。
3.如权利要求2所述的一种三维间隔填充结构集热蒸发织物，其特征在于：所述吸湿纤维为天然纤维的空气变形纱或亲水改性过的化学纤维的膨体纱。
4.如权利要求1所述的一种三维间隔填充结构集热蒸发织物，其特征在于：所述漂浮隔热层(2)的漂浮嵌入材料采用拒水海绵，或拒水泡沫材料，或两端封闭的空心管状材料。
5.如权利要求1所述的一种三维间隔填充结构集热蒸发织物，其特征在于：所述吸水层(3)采用天然纤维，或再生纤维素纤维，或亲水改性过的化学纤维织造而成。
6.如权利要求1所述的一种三维间隔填充结构集热蒸发织物，其特征在于：所述间隔纱采用天然纤维，或再生纤维素纤维，或亲水改性过的化学合成纤维。
7.如权利要求6所述的一种三维间隔填充结构集热蒸发织物，其特征在于：所述间隔纱在2个经纱织造循环后进行交织；或根据漂浮隔热层(2)的漂浮嵌入材料的宽度，在3-10个经纱织造循环后进行交织。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的三维间隔填充结构集热蒸发织物的制备方法，其特征在于，步骤为：
步骤1：选择纱线；
分别选择织造集热蒸发层(1)和吸水层(3)的纱线，选择漂浮隔热层(2)的漂浮嵌入材料；选择间隔纱采用的纱线；
步骤2：织物的织造过程；
将下层经纱和下层纬纱相互交织形成吸水层(3)；将上层经纱和上层纬纱相互交织形集热蒸发层(1)；在集热蒸发层(1)和吸水层(3)之间放入漂浮嵌入材料；使间隔纱相互交织，将集热蒸发层(1)、漂浮嵌入材料和吸水层(3)捆绑成为一个整体，经过多次循环织造后下机，获得三维间隔填充结构集热蒸发织物。
9.一种如权利要求1～7任一项所述的三维间隔填充结构集热蒸发织物的使用方法，其特征在于：将三维间隔填充结构集热蒸发织物浮在水面上，集热蒸发层(1)位于上方，吸水层(3)位于下方；通过间隔纱将水分从吸水层(3)传导到集热蒸发层(1)；集热蒸发层(1)通过吸收阳光的热量，实现水分蒸发；漂浮隔热层(2)实现织物漂浮和隔绝集热蒸发层(1)热量的耗散，使集热蒸发层(1)吸收的热量聚集在集热蒸发层(1)表面，提高水分蒸发效率。
10.一种如权利要求1～7任一项所述的三维间隔填充结构集热蒸发织物的用途，其特征在于：用于海水淡化，或工业废水、农业污水的净化处理。
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