蒸發器的案例
干式蒸發器 滿液式蒸發器 降膜式蒸發器的區別
干式蒸發器
干式蒸發器制冷劑在換熱管內通過，冷水在高效換熱管外運行，這樣的換熱器換熱效率相對較低，其換熱系數僅為光管換熱系數的2倍左右，但是其優點是便于回油，控制較為簡便，而制冷劑的充注量大約是滿液式機組充注量的1/2～1/3左右。
滿液式蒸發器
滿液式蒸發器與干式蒸發器的運行方式恰好相反，冷水在換熱管內通過，制冷劑完全將換熱管浸沒，吸熱后在換熱管外蒸發。滿液式蒸發器的傳熱管表面上有許多針形小孔，管內表面上還有螺旋形凸起強化冷水側的換熱。這種同時強化管外沸騰和管內傳熱的高效傳熱管，使其傳熱系數較光管提高了5倍左右。
降膜式蒸發器
降膜式蒸發器，也稱之為噴淋式蒸發器，這種換熱器與滿液式蒸發器相似，但是它又與滿液式蒸發器有區別。這種蒸發器的制冷劑是從換熱器的上部噴淋到換熱管上，制冷劑只是在換熱管上形成一層薄薄的冷劑液膜，這樣冷劑在沸騰蒸發時便減少了靜液位壓力，從而提高了換熱效率，其換熱效率較滿液式機組提高了5左右。
降膜蒸發是流動沸騰，由于管外表面的液膜層厚度小，沒有靜壓產生的沸點升高，傳熱系數高。
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5、強制循環蒸發器
強制循環蒸發器
強制循環管式蒸發器
上述各種蒸發器均為自然循環型蒸發器，即靠加熱管與循環管內溶液的密度差引起溶液的循環，這種循環速度一般都比較低，不宜處理粘度大、易結垢及有大量析出結晶的溶液。對于這類溶液的蒸發，可采用強制循環型蒸發器。這種蒸發器是利用外加動力（循環泵）使溶液沿一定方向作高速循環流動。循環速度的大小可通過調節泵的流量來控制。一般循環速度在2.5m/s以上。
這種蒸發器的優點是傳熱系數大，對于粘度較大或易結晶、結垢的物料，適應性較好，但其動力消耗較大。
二、單程型蒸發器
這類蒸發器的特點是，溶液沿加熱管壁成膜狀流動，一次通過加熱室即達到要求的濃度，而停留時間僅數秒或十幾秒鐘。
單程型蒸發器的主要優點是傳熱效率高，蒸發速度快，溶液在蒸發器內停留時間短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發。
按物料在蒸發器內的流動方向及成膜原因的不同，可以分為以下幾種類型：（1）升膜蒸發器；（2）降膜蒸發器；（3）升—降膜蒸發器；（4）刮板薄膜蒸發器。
1、升膜蒸發器
升膜式蒸發器其加熱室由一根或數根垂直長管組成，通常加熱管直徑為25~50mm，管長與管徑之比為100~150。原料液經預熱后由蒸發器的底部進入，加熱蒸汽在管外冷凝。當溶液受熱沸騰后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管內高速上升，帶動液體沿管內壁成膜狀向上流動，上升的液膜因受熱而繼續蒸發。故溶液自蒸發器底部上升至頂部的過程中逐漸被蒸濃，濃溶液進入分離室與二次蒸汽分離后由分離器底部排出。常壓下加熱管出口處的二次蒸汽速度不應小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓操作時，有時可達100~160m/s或更高。
展開 蒸發器的結構、分類和工藝流程
05
強制循環蒸發器
強制循環蒸發器
強制循環管式蒸發器
上述各種蒸發器均為自然循環型蒸發器，即靠加熱管與循環管內溶液的密度差引起溶液的循環，這種循環速度一般都比較低，不宜處理粘度大、易結垢及有大量析出結晶的溶液。
對于這類溶液的蒸發，可采用強制循環型蒸發器。這種蒸發器是利用外加動力（循環泵）使溶液沿一定方向作高速循環流動。循環速度的大小可通過調節泵的流量來控制。一般循環速度在2.5m/s以上。
這種蒸發器的優點是傳熱系數大，對于粘度較大或易結晶、結垢的物料，適應性較好，但其動力消耗較大。
二：單程型蒸發器
這類蒸發器的特點是，溶液沿加熱管壁成膜狀流動，一次通過加熱室即達到要求的濃度，而停留時間僅數秒或十幾秒鐘。
單程型蒸發器的主要優點是傳熱效率高，蒸發速度快，溶液在蒸發器內停留時間短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發。
按物料在蒸發器內的流動方向及成膜原因的不同，可以分為以下幾種類型：（1）升膜蒸發器；（2）降膜蒸發器；（3）升—降膜蒸發器；（4）刮板薄膜蒸發器。
01
升膜蒸發器
升膜式蒸發器其加熱室由一根或數根垂直長管組成，通常加熱管直徑為25~50mm，管長與管徑之比為100~150。原料液經預熱后由蒸發器的底部進入，加熱蒸汽在管外冷凝。
當溶液受熱沸騰后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管內高速上升，帶動液體沿管內壁成膜狀向上流動，上升的液膜因受熱而繼續蒸發。故溶液自蒸發器底部上升至頂部的過程中逐漸被蒸濃，濃溶液進入分離室與二次蒸汽分離后由分離器底部排出。
常壓下加熱管出口處的二次蒸汽速度不應小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓操作時，有時可達100~160m/s或更高。
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5、強制循環蒸發器
強制循環蒸發器
強制循環管式蒸發器
上述各種蒸發器均為自然循環型蒸發器，即靠加熱管與循環管內溶液的密度差引起溶液的循環，這種循環速度一般都比較低，不宜處理粘度大、易結垢及有大量析出結晶的溶液。對于這類溶液的蒸發，可采用強制循環型蒸發器。這種蒸發器是利用外加動力（循環泵）使溶液沿一定方向作高速循環流動。循環速度的大小可通過調節泵的流量來控制。一般循環速度在2.5m/s以上。
這種蒸發器的優點是傳熱系數大，對于粘度較大或易結晶、結垢的物料，適應性較好，但其動力消耗較大。
二、單程型蒸發器
這類蒸發器的特點是，溶液沿加熱管壁成膜狀流動，一次通過加熱室即達到要求的濃度，而停留時間僅數秒或十幾秒鐘。
單程型蒸發器的主要優點是傳熱效率高，蒸發速度快，溶液在蒸發器內停留時間短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發。
按物料在蒸發器內的流動方向及成膜原因的不同，可以分為以下幾種類型：（1）升膜蒸發器；（2）降膜蒸發器；（3）升—降膜蒸發器；（4）刮板薄膜蒸發器。
1、升膜蒸發器
升膜式蒸發器其加熱室由一根或數根垂直長管組成，通常加熱管直徑為25~50mm，管長與管徑之比為100~150。原料液經預熱后由蒸發器的底部進入，加熱蒸汽在管外冷凝。當溶液受熱沸騰后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管內高速上升，帶動液體沿管內壁成膜狀向上流動，上升的液膜因受熱而繼續蒸發。故溶液自蒸發器底部上升至頂部的過程中逐漸被蒸濃，濃溶液進入分離室與二次蒸汽分離后由分離器底部排出。常壓下加熱管出口處的二次蒸汽速度不應小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓操作時，有時可達100~160m/s或更高。
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列文蒸發器的優點是循環速度大，傳熱效果好，由于溶液在加熱管中不沸騰，可以避免在加熱管中析出晶體，故適用于處理有晶體析出或易結垢的溶液。其缺點是設備龐大，需要的廠房高。此外，由于液層靜壓力大，故要求加熱蒸汽的壓力較高。
05
強制循環蒸發器
強制循環蒸發器
強制循環管式蒸發器
上述各種蒸發器均為自然循環型蒸發器，即靠加熱管與循環管內溶液的密度差引起溶液的循環，這種循環速度一般都比較低，不宜處理粘度大、易結垢及有大量析出結晶的溶液。對于這類溶液的蒸發，可采用強制循環型蒸發器。這種蒸發器是利用外加動力（循環泵）使溶液沿一定方向作高速循環流動。循環速度的大小可通過調節泵的流量來控制。一般循環速度在2.5m/s以上。
這種蒸發器的優點是傳熱系數大，對于粘度較大或易結晶、結垢的物料，適應性較好，但其動力消耗較大。
二：單程型蒸發器
這類蒸發器的特點是，溶液沿加熱管壁成膜狀流動，一次通過加熱室即達到要求的濃度，而停留時間僅數秒或十幾秒鐘。
單程型蒸發器的主要優點是傳熱效率高，蒸發速度快，溶液在蒸發器內停留時間短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發。
按物料在蒸發器內的流動方向及成膜原因的不同，可以分為以下幾種類型：（1）升膜蒸發器；（2）降膜蒸發器；（3）升—降膜蒸發器；（4）刮板薄膜蒸發器。
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5、強制循環蒸發器
強制循環蒸發器
強制循環管式蒸發器
上述各種蒸發器均為自然循環型蒸發器，即靠加熱管與循環管內溶液的密度差引起溶液的循環，這種循環速度一般都比較低，不宜處理粘度大、易結垢及有大量析出結晶的溶液。對于這類溶液的蒸發，可采用強制循環型蒸發器。這種蒸發器是利用外加動力（循環泵）使溶液沿一定方向作高速循環流動。循環速度的大小可通過調節泵的流量來控制。一般循環速度在2.5m/s以上。
這種蒸發器的優點是傳熱系數大，對于粘度較大或易結晶、結垢的物料，適應性較好，但其動力消耗較大。
二、單程型蒸發器
這類蒸發器的特點是，溶液沿加熱管壁成膜狀流動，一次通過加熱室即達到要求的濃度，而停留時間僅數秒或十幾秒鐘。
單程型蒸發器的主要優點是傳熱效率高，蒸發速度快，溶液在蒸發器內停留時間短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發。
按物料在蒸發器內的流動方向及成膜原因的不同，可以分為以下幾種類型：（1）升膜蒸發器；（2）降膜蒸發器；（3）升—降膜蒸發器；（4）刮板薄膜蒸發器。
1、升膜蒸發器
升膜式蒸發器其加熱室由一根或數根垂直長管組成，通常加熱管直徑為25~50mm，管長與管徑之比為100~150。原料液經預熱后由蒸發器的底部進入，加熱蒸汽在管外冷凝。當溶液受熱沸騰后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管內高速上升，帶動液體沿管內壁成膜狀向上流動，上升的液膜因受熱而繼續蒸發。故溶液自蒸發器底部上升至頂部的過程中逐漸被蒸濃，濃溶液進入分離室與二次蒸汽分離后由分離器底部排出。常壓下加熱管出口處的二次蒸汽速度不應小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓操作時，有時可達100~160m/s或更高。
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5、強制循環蒸發器
強制循環蒸發器
強制循環管式蒸發器
上述各種蒸發器均為自然循環型蒸發器，即靠加熱管與循環管內溶液的密度差引起溶液的循環，這種循環速度一般都比較低，不宜處理粘度大、易結垢及有大量析出結晶的溶液。對于這類溶液的蒸發，可采用強制循環型蒸發器。這種蒸發器是利用外加動力（循環泵）使溶液沿一定方向作高速循環流動。循環速度的大小可通過調節泵的流量來控制。一般循環速度在2.5m/s以上。
這種蒸發器的優點是傳熱系數大，對于粘度較大或易結晶、結垢的物料，適應性較好，但其動力消耗較大。
二、單程型蒸發器
這類蒸發器的特點是，溶液沿加熱管壁成膜狀流動，一次通過加熱室即達到要求的濃度，而停留時間僅數秒或十幾秒鐘。
單程型蒸發器的主要優點是傳熱效率高，蒸發速度快，溶液在蒸發器內停留時間短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發。
按物料在蒸發器內的流動方向及成膜原因的不同，可以分為以下幾種類型：（1）升膜蒸發器；（2）降膜蒸發器；（3）升—降膜蒸發器；（4）刮板薄膜蒸發器。
1、升膜蒸發器
升膜式蒸發器其加熱室由一根或數根垂直長管組成，通常加熱管直徑為25~50mm，管長與管徑之比為100~150。原料液經預熱后由蒸發器的底部進入，加熱蒸汽在管外冷凝。當溶液受熱沸騰后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管內高速上升，帶動液體沿管內壁成膜狀向上流動，上升的液膜因受熱而繼續蒸發。故溶液自蒸發器底部上升至頂部的過程中逐漸被蒸濃，濃溶液進入分離室與二次蒸汽分離后由分離器底部排出。常壓下加熱管出口處的二次蒸汽速度不應小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓操作時，有時可達100~160m/s或更高。
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5、強制循環蒸發器
強制循環蒸發器
強制循環管式蒸發器
上述各種蒸發器均為自然循環型蒸發器，即靠加熱管與循環管內溶液的密度差引起溶液的循環，這種循環速度一般都比較低，不宜處理粘度大、易結垢及有大量析出結晶的溶液。對于這類溶液的蒸發，可采用強制循環型蒸發器。這種蒸發器是利用外加動力（循環泵）使溶液沿一定方向作高速循環流動。循環速度的大小可通過調節泵的流量來控制。一般循環速度在2.5m/s以上。
這種蒸發器的優點是傳熱系數大，對于粘度較大或易結晶、結垢的物料，適應性較好，但其動力消耗較大。
二、單程型蒸發器
這類蒸發器的特點是，溶液沿加熱管壁成膜狀流動，一次通過加熱室即達到要求的濃度，而停留時間僅數秒或十幾秒鐘。
單程型蒸發器的主要優點是傳熱效率高，蒸發速度快，溶液在蒸發器內停留時間短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發。
按物料在蒸發器內的流動方向及成膜原因的不同，可以分為以下幾種類型：（1）升膜蒸發器；（2）降膜蒸發器；（3）升—降膜蒸發器；（4）刮板薄膜蒸發器。
1、升膜蒸發器
升膜式蒸發器其加熱室由一根或數根垂直長管組成，通常加熱管直徑為25~50mm，管長與管徑之比為100~150。原料液經預熱后由蒸發器的底部進入，加熱蒸汽在管外冷凝。當溶液受熱沸騰后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管內高速上升，帶動液體沿管內壁成膜狀向上流動，上升的液膜因受熱而繼續蒸發。故溶液自蒸發器底部上升至頂部的過程中逐漸被蒸濃，濃溶液進入分離室與二次蒸汽分離后由分離器底部排出。常壓下加熱管出口處的二次蒸汽速度不應小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓操作時，有時可達100~160m/s或更高。
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5、強制循環蒸發器
強制循環蒸發器
強制循環管式蒸發器
上述各種蒸發器均為自然循環型蒸發器，即靠加熱管與循環管內溶液的密度差引起溶液的循環，這種循環速度一般都比較低，不宜處理粘度大、易結垢及有大量析出結晶的溶液。對于這類溶液的蒸發，可采用強制循環型蒸發器。這種蒸發器是利用外加動力（循環泵）使溶液沿一定方向作高速循環流動。循環速度的大小可通過調節泵的流量來控制。一般循環速度在2.5m/s以上。
這種蒸發器的優點是傳熱系數大，對于粘度較大或易結晶、結垢的物料，適應性較好，但其動力消耗較大。
二、單程型蒸發器
這類蒸發器的特點是，溶液沿加熱管壁成膜狀流動，一次通過加熱室即達到要求的濃度，而停留時間僅數秒或十幾秒鐘。
單程型蒸發器的主要優點是傳熱效率高，蒸發速度快，溶液在蒸發器內停留時間短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發。
按物料在蒸發器內的流動方向及成膜原因的不同，可以分為以下幾種類型：（1）升膜蒸發器；（2）降膜蒸發器；（3）升—降膜蒸發器；（4）刮板薄膜蒸發器。
1、升膜蒸發器
升膜式蒸發器其加熱室由一根或數根垂直長管組成，通常加熱管直徑為25~50mm，管長與管徑之比為100~150。原料液經預熱后由蒸發器的底部進入，加熱蒸汽在管外冷凝。當溶液受熱沸騰后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管內高速上升，帶動液體沿管內壁成膜狀向上流動，上升的液膜因受熱而繼續蒸發。故溶液自蒸發器底部上升至頂部的過程中逐漸被蒸濃，濃溶液進入分離室與二次蒸汽分離后由分離器底部排出。常壓下加熱管出口處的二次蒸汽速度不應小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓操作時，有時可達100~160m/s或更高。
展開 制冷系統蒸發器結霜怎么辦？
三、傳統除霜方法
1、人工除霜（掃霜）
工作方式：用掃帚直接掃去冷卻排管蒸發器上的霜層，或用月牙形除霜鏟等專用工具對冷卻排管蒸發器上的鏟等專用工具對冷卻排管蒸發器上的霜層進行鏟除。
適用范圍：光滑排管蒸發器，多用于小型冷庫及排管不多的地方
效果：除霜不徹底
優點：可不停止蒸發器工作，不影響冷間降溫
缺點：勞動強度大
2、自然除霜（停機除霜）
在溫度不低于5℃的冷庫中，可以采用自然除霜方式。
圖文詳解 MVR蒸發器機構原理及特點
應用范圍：
降膜蒸發器適用于MVR蒸發結晶過程預濃縮工序，可以蒸發粘度較大的物料，尤其適用于熱敏性物料，但不適用處理有結晶的物料。
2、MVR強制循環蒸發器
工作原理：
強制循環蒸發器由蒸發分離器、換熱器和強制循環泵組成。物料在換熱器的換熱管內被換熱管外的蒸汽加熱溫度升高。在循環泵作用下物料上升到蒸發分離器中，在蒸發分離器內由于物料靜壓下降使物料發生蒸發。
蒸發產生二次蒸汽從物料中溢出，物料被濃縮產生過飽和而使結晶生長，解除過飽和的物料進入強制循環泵，在循環泵作用下進入換熱器，物料如此循環不斷蒸發濃縮或濃縮結晶。
晶漿從循環管路中用出料泵輸出。蒸發分離器內的二次蒸汽經過蒸發分離器上部的分離和除沫裝置凈化后輸送到壓縮機，壓縮機把二次蒸汽壓縮后輸送到換熱器殼程用作蒸發器加熱蒸汽，實現熱能循環連續蒸發。
特點：
1. 傳熱系數較低；
2. 換熱表面不易形成結垢或結晶。
應用范圍：
適用于易結垢、產生結晶、高粘度物料蒸發濃縮或蒸發結晶過程。
3、MVR蒸發OSLO結晶器
工作原理：
OSLO蒸發結晶器由OSLO蒸發器、換熱器和強制循環泵組成。物料在換熱器的換熱管內被換熱管外的蒸汽加熱溫度升高。在循環泵作用下物料上升到OSLO蒸發結晶器中，在OSLO蒸發結晶器內由于物料靜壓下降使物料發生蒸發。
蒸發產生二次蒸汽從物料中溢出，物料被濃縮產生過飽，過飽和溶液在OSLO蒸發結晶器的中心管內下降與溶液中的小結晶充分接觸而使結晶進一步生長，成長較大的結晶經過淘析柱淘析把大結晶沉淀到淘析柱下面用晶漿泵輸送到稠厚器。
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四川大學陳思翀教授團隊在高效太陽能水蒸發器上取得進展
大量粘附在PU骨架上的親水性PDA中空管可以通過毛細管作用將水快速的輸送至器件的上表面，進而結合PDA的光熱轉換和水合作用實現高效的太陽能水蒸發。與此同時，裸露于液面以上的器件側表面所粘附的PDA-t還可以利用水蒸發過程的吸熱作用從環境中獲取熱量，進一步提升SVG效率。根據器件裸露在液面之上的高度不同，其表觀SVG效率可高達2.5~3.6 kg m-2 h-1。
圖2 (a) PDA-t@PU三維太陽能蒸發器示意圖. (b) 不同液面裸露高度條件下PDA-t@PU蒸發器的水失重率. (c) PDA-t@PU蒸發器的表觀SVG速率、上表面SVG速率及側表面SVG速率. (d) PDA-t@PU蒸發器表觀SVG速率與文獻比較.
與此同時，他們還研究了室外光照條件下PDA-t@PU三維太陽能蒸發器的實際表現。結果表明即使在陰云較多，光照條件不好的情況下（0.2標準太陽光強度），PDA-t@PU蒸發器的表觀SVG速率仍可達到1.37 kg m-2 h-1。此外，得益于優異的水輸送性能，PDA-t@PU蒸發器可以長時間處理模擬海水而不發生表面鹽沉積和蒸發效率下降。即使對于高鹽濃度的鹵水，蒸發器表面沉積的少量鹽也可以在停止光照的暗室條件下重新溶解而清除。這些結果都說明PDA-t@PU蒸發器具有非常高的實際應用價值，該研究為太陽能水蒸發器的多功能集成設計和協同增效提供了新的思路。
圖3 (a) PDA-t@PU蒸發器在室外的太陽能水蒸發表現 (2021年5月23日, 北京時間 9:00–19:00, 四川大學，成都).
展開 美國東北大學鄭義教授課題組JMCA：在基于海洋生物材料的水凝膠太陽能蒸發器上取得進展
這些主要提取自海洋生物的制作材料，使得蒸發器實現了取自于海洋，且用于海洋。
圖3. (a) CI/CS 水凝膠的太陽輻射吸收比。(b) 不同入射光角度下CI/CS 水凝膠的太陽輻射吸收比。(c) 動態水接觸角測量。(d) 不同濃度的CI/CS水凝膠的水吸收比。(e) 不同濃度的CI/CS水凝膠在干的狀態和濕的狀態下的熱導率。(f) 2 wt% 的CI/CS水凝膠的壓縮應力-應變曲線。
由于黑色素本身對太陽光有著高吸收率，且CI/CS 水凝膠外表面的多孔結構也有助于光的捕捉，即使針對不同角度的入射光照，該水凝膠也展現了統一的高吸收率，是一個很理想的光吸收器 (圖3a, b)。此外，由于本身材料的親水性和整體結構的多孔性，CI/CS蒸發器也具有很好的吸水能力，從而保證了能持續地給蒸發表面供水進行水的蒸發 (圖3c-e)。
圖4. (a) 室內蒸發實驗裝置示意圖。(b) 不同供水方式裝置示意圖。以 (c) 棉布和(d)直接接觸作為供水方式的蒸發器在工作過程中的紅外熱像圖。(e) 不同供水方式的蒸發器在工作過程中水凝膠中心溫度隨時間變化曲線。(f) 在一個太陽照射下，水的質量隨著時間的變化。(g) 不同濃度的蒸發器的蒸發速率的比較。(h) CI/CS水凝膠中水的拉曼光譜和譜帶擬合。(i) 基于生物材料的不同的太陽能界面蒸發器的蒸發速率的比較。
在室內的太陽驅動下的水蒸發實驗當中，他們對比了兩種對CI/CS水凝膠的供水方式，一種是采用無紡織棉布作為傳輸水的通道，另一種是將水凝膠直接接觸水溶液 (圖4a, b)。
展開 水凝膠蒸發器凈化海水、廢水
文中，作者報道了一種經濟節約、高水分蒸發率、可有效去除重金屬離子和有機色素的水凝膠蒸發器。
1、如何制造水凝膠蒸發器（HHE）
近期，在《Advanced Material》上發表了”Biomass-Derived Hybrid Hydrogel Evaporators for Cost-Effective Solar Water Purification”.作者將可再生生物質葡甘露聚糖（KGM）與太陽能吸收劑（鐵基金屬有機骨架（Fe-MOF））引入PVA網絡，從而形成了低成本的混合水凝膠蒸發器（HHE）（圖1）。由于出色的隔熱性能，KGM不僅有助于促進大孔/中孔結構的水傳輸，還為水凝膠提供了更多的水合能力，從而降低蒸發焓。另外，通過磁體輔助制造，可控制磁性太陽能吸收器的空間分布，以改善蒸發表面的熱定位，并將太陽能吸收器的使用量減少到目前水凝膠蒸發器的三分之一。 HHE成本低，每平方米僅為$14.9，每小時就可提供高達3.2kg的高水分蒸發率。KGM含過量羥基，HHE通過形成氫鍵和螯合鍵有效去除重金屬離子和有機色素，在數量和質量上都非常滿足社區對純凈水水的需求。
圖1.HHE凈化太陽能水的示意圖。 a）MOF吸收器位于水凝膠蒸發器的頂面，以將太陽能轉換成熱能并就地產生蒸氣。 b）HHE通過一步吸附法可去除重金屬離子和有機色素。
2、凝膠蒸發器（HHE）的基礎表征
HHE是通過PVA和KGM與碳化的Fe-MOF納米粒子作為太陽能添加劑的凝膠化合成的（圖2a）。使用磁鐵將吸收劑顆粒吸到蒸發器的一側，減少HHE實現高太陽吸收所需的顆粒量（圖2b）。垂直管狀互連通道（圖2c）有助于通過毛細作用力進行水傳輸。
展開 華中大龔江研究員和長春應化所唐濤研究員：廢棄聚酯可控碳化構筑雙層太陽能界面蒸發器用于光熱海水淡化
圖2 調控ZnO比例催化PET可控碳化制備多孔碳的微觀結構和孔結構
圖3 雙層太陽能蒸發器界面產生蒸汽的機理
在制備的雙層界面蒸發器中，得益于高比表面積（1164 m2 g-1）、豐富的微/中/大孔、大量的含氧官能團，等級多孔碳表現出水分子限域效應，也即是在孔道中多孔碳的含氧基團可以與水分子形成氫鍵，減少水分子的氫鍵數目，從而降低水的蒸發焓。另一方面，木頭基體具有豐富的微孔通道和固有的超親水性，強大的毛細作用可以將水迅速泵送到蒸發界面（圖3）。由于這些特點，使得雙層太陽能蒸發器在1個太陽輻照度下具有較高的水蒸發速率（2.38 kg m-2 h-1，圖4），且海水中鹽的去除率超過99.9%。在海水傳輸過程中，微孔通道和納米孔道構建的濃度梯度可有效防止鹽分積累并確保快速排鹽，使該雙層太陽能蒸發器具有優良的長期穩定性和良好的耐鹽性。
圖4 雙層太陽能蒸發器用于光熱海水淡化
圖5 雙層太陽能蒸發器用于實際光熱海水淡化
為測試雙層太陽能蒸發器在實際中的產水性能，作者進行了光熱現場測試（圖5）。太陽光照射10 min后，在蒸發器的內壁觀察到大量水珠。即便是在0.1~0.5個太陽光強的輻照下，單位面積日淡水產量為3.65 kg m-2，因而按此放大1 m2，就能夠滿足一個成人一天的飲水量。該工作利用低成本的廢聚酯轉化為多孔碳與木頭結合構筑了一種新型雙層太陽能蒸發器，為建立可擴展、成本效益高的界面太陽能蒸汽生成系統提供了一種新的策略，為解決全球淡水短缺問題和白色污染問題提出了新的策略。
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