CN1361067A - 一种高效海水淡化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效海水淡化装置,由加热容器甩体型锅炉、隔离层、隔离层单向阀、快速冷却室、多层重叠蛇形冷却管、超高速离心机、水泵等组成。采用比重差分离法将海水加热汽化,在达到超高密度‘汽水共腾’状态后,经超高速离心力比重分离出并隔离出水和水汽二相共存混合液,导入冷却室快速冷却凝结即成淡水。并可设计不同形式的立体型复式离心机达到规模制水,体积小、制水快、水垢少、成本低、出淡水量非常高可在各种领域中使用。
Description
本发明涉及海水淡化，尤其是由加热容器甩体型锅炉、隔离层、隔离层单向阀、快速冷却室、多层重叠蛇形冷却管、超高速离心机、水泵等组成的高效海水淡化装置。
目前国内、外采用的海水淡化方法比较多，变相法：蒸发法、蒸馏法、冷却法；膜分离法：反渗透法、电渗析法；化学平衡法：离子交换法、水合法、溶剂萃取法等主要三大类型，目前应用最多的是闪急蒸馏法，占当今世界海水淡化总产量的70％。
闪急蒸馏法就是利用水的沸点随压力降低而降低这一特性，首先使海水在管道中加热，然后引到一个压力较低的蒸发室中，被引入的高温海水就会在一刹那间迅速蒸发，产生的蒸汽在装有冷海水的管道外得到冷凝而造成淡水。其缺点是：设备庞大，海水循环量大、制水量小、浓缩率较低操作费用较高。(需大批量的海水制作，只得1份淡水，却要产生9份有污染的浓海水)。
本发明的目的是提供一种高效海水淡化装置，其结构简单、投资少、体积极小、性能稳定、水垢少，使用方便、出水快、成本低、出淡水量非常高(得9份淡水，只产生1份浓盐水)。
为了达到上述目的，本发明的解决方案是：利用海水在高温中，淡水分子容易挥发，比重、膨胀率变化较大；浓盐水分子不易挥发，比重、膨胀率变化较小。根据海水加热后分子之间比重差较大的特性，采用比重差分离法淡化海水。海水在超高速离心机的高速旋转中在高温中全面沸腾汽化(在达到超高密度‘汽水共腾’状态后)的前提下，(海水在高温沸腾中，淡水分子容易被高温汽化体积增大比重减轻是由于含有较多的易挥发组分，所以随着温度的升高体积和比重变化非常大；浓盐水分子不易被高温汽化是由于含有较多的难挥发组分，所以随着温度的升高体积和比重变化非常小。)使其比重最大的质点分布在外围，比重最小的质点靠近旋转轴，达到分离目的并将它们隔离开。在加热容器甩体型锅炉体内安置一层或多层隔离层，在注入预热海水和悬浮物后进行快速加热汽化，将甩体型锅炉安置在超高速离心机上采用超高速离心力旋转分离出不同的比重液，在甩体型锅炉体内设一层或多层隔离层单向阀隔离出不同的比重液，将甩体型锅炉内已分离好的水和水汽二相共存的比重较轻的混合液(饱和水和湿饱和蒸汽)输送到快速冷却室内，由快速冷却室内安置的注满冷海水的多层重叠蛇形冷却管进行快速冷却凝结即成为淡水。甩体型锅炉底端设有浓盐水排放口，如此不断反复循环。
本发明的技术方案如下：甩体型封闭式锅炉由三部分组成，上部设置预热海水输送管道进水口和气体单向阀管道进气口，中部设置一层或多层隔离层，下部内设置隔离层单向阀，锅炉体外设置高温混合液排放口并与水泵连通及设置水位显示管，底端设置浓盐水排放口；隔离层为中间有孔的隔离层面板；悬浮物可用稻壳代替重复使用；隔离层单向阀可采用电磁阀工作形式是只出不进的单向阀门；超高速离心机为超高速立体型多层组合式专用离心机；快速冷却室为内置注满冷海水的多层重叠蛇形冷却管便于快速冷却，冷却室上部设置二孔口，一孔口为高温混合液进入口，另一孔为预热水管出水口，底部也设置二孔口，一孔为淡水出水口，另一孔为冷海水补充液进口并与水泵连通。
高效海水淡化装置的工作流程为；1.冷海水加热：先打开冷海水进水阀，冷海水补充液由水泵送至快速冷却室底部的冷却水管内，由于多层重叠蛇形冷却水管浸埋在灌满高温混合液的冷却室内可得到逐级由下而上预热，再导入甩体型锅炉体内，当预热海水水位达到约60％的水位时(由水位显示管显示)，关闭水泵开关和锅炉预热海水进水口阀门及冷海水进口阀门。可将超高速离心机的动力系统打开，次打开甩体型锅炉热源开关加热，离心机开始作离心甩体旋转旋转速度逐渐加快，当离心机达到最高转速时锅炉体内的高温海水全面沸腾，水和水汽二相共存混合液在置放了一定比例的悬浮物的帮助和隔离层的配合下，达到充分地全面均质的超高密度‘汽水共腾’状态，(全方位充分均质混合汽中有水水有汽)最大限度地扩大淡水分子与浓盐水分子之间的比重差，体积大幅度增加比重大幅度减轻。(此时的淡水分子处在最活跃状态、平均动能增至最大、单位时间内跑出水面和落回水中的分子最多、淡水分子之间的距离加大许多、体积大隔度增加、比重大幅度减轻。)由于浓盐水不易被高温汽化作为比重最大的质点分布在外围被单向阀闭合时隔离开；比重最小的质点水汽靠近旋转轴，也被单向阀闭合时隔离开。此时可同时关闭隔离层单向阀开关及超高速离心机动力源，次关闭甩体型锅炉热源，直至离心机停止旋转。
2.制取淡水：先打开锅炉下部水和水汽二相共存高温混合体出液阀门，让高温混合液涌入快速冷却室，次打开淡水出水阀门及水泵开关放水，(气体单向阀自动工作)当高温混合液(饱和水和湿饱和蒸汽)一旦进入快速冷却室就被冷却室内安置的多层重叠蛇形冷却管内的大量冷海水快速冷却凝结转化为淡水。当锅炉体内的高温混合液被全部排放后，即关闭水泵开关和高温混合液出口阀门开关及排放淡水阀门开关，最后打开锅炉体底端阀门开关及隔离层单向阀开关排放浓盐水。如此不断地反复循环不息。(循环一次约10分钟)。
由于上述解决方案中采用了比重差分离法海水淡化，只需将海水加热沸腾呈现‘汽水共腾’状态迫使淡水分子与浓盐水分子之间产生最大的比重差，然后用超高速离心机分离出淡水和浓盐水并将它们隔离开。其结构简单、投资少、性能稳定、耗能少、体积小、制水特快、水垢少(并便于清除)、成本低、出淡水产量特别高，(特别适合浓海水淡化)可在各种领域中使用。真正做到近千年来人们一直盼望的：造价低、体积小、价格低廉、产量非常高的可全面推广的普及型海水淡化装置。
下面结合附图一、附图二与实施例对本发明作进一步描述。
附图一是本发明实施例的一种高效海水淡化装置的甩体型锅炉和快速冷却室工作原理简要示意图。
附图二是本发明实施例的一种高效海水淡化装置的超高速离心机静止状和工作状工作原理简要示意图。
本发明一种高效海水淡化装置如附图一、附图二所示，打开阀门(3)、阀门(6)开启水泵(2)将海水池(1)中的冷海水(15)和悬浮物(19)压注至多层重叠蛇形冷却管(4)内，由于冷却管(4)被安置在快速冷却室(5)内的高温混合液(16)浸液中，使冷海水(15)得到预热后导入加热容器甩体型锅炉(8)内。当水位显示管(17)显示锅炉(8)内的预热海水已达到了锅炉(8)体内约60％水位时即可关闭水泵(2)同时再关闭阀门(3)、阀门(6)。可开启超高速离心机(10)动力源开关，次开启甩体型锅炉(8)加热源开关加热汽化。让甩体型锅炉(8)旋转并逐渐加速，在超高速离心机(10)的转速达到最高转速时，甩体型锅炉(8)内的高温海水已转化成水和水汽二相共存混合液(饱和水和湿饱和蒸汽在悬浮物(19)和隔离层(7)的帮助下达到全面的超高密度‘汽水共腾’状态)，体积大幅度增加其比重却大幅度减轻。理论和实验表明：“在离心机高速旋转时比重最大的质点分布在外围，比重最小的质点靠近旋转轴”。由于比重最大的质点浓盐水不易被汽化，让这些比重最大的质点分布在外围，达到了所需比重差分离目的并将其隔离开。即同时关闭隔离层单向阀(9)开关及超高速离心机(10)动力源开关，再同时关闭锅炉(8)的加热源，让锅炉(8)旋转逐渐减慢直至停止旋转。一旦打开阀门(11)、阀门(13)的阀门开启水泵(12)后，同时只进不出的气体单向阀(18)由于负压自动工作，高温混合液(16)即涌进封闭状快速冷却室(5)内，经多层重叠蛇形冷却管(4)快速冷却凝结，淡水(20)即批量产出。当锅炉(8)内的高温混合液(16)被排放完后即关闭水泵(12)再关闭阀门(11)、阀门(13)并打开阀门(14)及隔离层单向阀(9)开关将浓盐水(21)排光。如此不断反复循环。
Claims (1)
1.一种高效海水淡化装置，含有加热容器、冷却装置，其特征在于：采用比重差分离法在一种加热容器甩体型锅炉(8)内安置隔离层(7)将冷海水(15)和悬浮物(19)用水泵(2)导入快速冷却室(5)预热后输入进行加热汽化，将甩体型锅炉(8)安置在超高速离心机(10)上配合运转，在高温海水达到超高密度‘汽水共腾’状态后即从水和水汽二相共存混合液中分离出不同的比重液，经甩体型锅炉(8)内设置的一层或多层隔离层单向阀(9)从水和水汽混合液中隔离出不同的比重液(16)通过水泵(12)导入快速冷却室(5)内，由其内置的多层重叠蛇形冷却管(4)快速冷却凝结成为淡水(20)。
Priority Applications (1)
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| CN 00135184 CN1361067A (zh) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 一种高效海水淡化装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1870802B (zh) * | 2005-05-27 | 2010-05-12 | 株式会社卡西欧日立移动通信 | 无线通信终端 |
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2000
- 2000-12-26 CN CN 00135184 patent/CN1361067A/zh active Pending
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