CN1330041A - 超高速海水淡化放爆隔离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高速海水淡化放爆隔离装置,利用海水中的盐类分子均不参与蒸发汽化的特性。采用炸药在海水中放爆,爆炸释放巨大能量产生大量的高温、高压、高速气体冲击分解海水,使海水膨胀雾化形成悬浮液滴,水液体积急剧膨胀许多倍,比重迅速减轻许多倍,使其汽、液的比重差距拉大许多倍。经高温、高压、高速气流冲击分离出并瞬间内隔离出不同比重的混合液,导入冷却室内被冷却管冷却冷凝成淡水。

Description

超高速海水淡化放爆隔离装置

本发明涉及海水高速淡化和咸水快速制盐，尤其是由加热容器高压锅炉、点火器、筒体、炸药、筒盖阀门、锅炉内盖阀门、爆炸室、高温室、加热网、隔离层单向阀、冷却室、蛇形冷却管、水泵等组成的超高速海水淡化放爆隔离装置。

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，目前最先进的也是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。(需进行重复多节闪馏，目前已达需反反复复重复闪馏操作三十多节/次，设备庞大效率低微)。其缺点是：设备投资多，海水循环量大、制水量小、浓缩率较低操作费用较高。(需要大批量的海水制作，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超高速海水淡化放爆隔离装置，其结构简单、投资少、性能稳定、体积小、水垢少，使用方便、制水特快、出淡水量非常高(约得95％淡水，只产生约5％的浓盐水)。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：利用海水中的盐类分子均不参与蒸发汽化过程的这一特性，采用炸药在海水中放爆，爆炸释放巨大能量产生大量的高温、高压、高速气体冲击分解海水，使海水膨胀雾化形成悬浮液滴，水液体积急剧成许多倍增长，比重迅速成许多倍减轻，使其汽、液的比重差距拉大许多倍，经高温、高压、高速气流冲击分离出并瞬间内隔离出不同比重的混合液，导入冷却室内被冷却管冷却冷凝成淡水，利用汽、液的比重差分离达到超高速海水淡化的目的。

海水在高温中淡水分子容易挥发，比重、间距离变化较大；盐类分子不易挥发，比重、间距离变化较小。采用海水在高温高压中全面沸腾汽化的前提下，(海水在高温沸腾中，淡水分子容易被高温汽化是由于含有较多的易挥发组分，所以随着温度的升高水液体积和比重变化非常大；盐类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水液体积和比重变化非常小。)用炸药在海水中爆炸，混合液被爆破释放出巨大能量产生大量的高温、高压气体高速冲击分解雾化，瞬间内水液急剧膨胀，分子间碰撞力急剧增加，高温、高压、高速气流以超过外界大气压许多倍的压强压力冲破混合液水分子之间的间隙，高温、高压、高速气流争先恐后往外挤，使液滴在各个方向即刻胀大开来，分子间的距离成许多倍增加形成雾状水汽(悬浮液滴)急剧膨胀扩散。盐类分子水液由于不易被蒸发汽化形成最大质点的颗粒液滴被冲击喷射得最远。达到最大限度地扩大盐类分子与淡水分子之间的比重差，在高速冲击力的作用下汽、液分离，使其比重最大的质点浓盐水喷射在最外围，达到分离目的并将它们瞬间内隔离开。

本发明的技术方案如下：在注满海水的密闭式高压锅炉内设有预热海水输送管道进水口、高压气体输送管道进气口、点火器、筒体、炸药、(可采用无毒无污染的炸药，炸药被安置在筒体内)筒盖阀门、加热器、锅炉内盖阀门；爆炸室为大型封闭式容器，可使水液充分汽化最大限度地扩大立体全方位蒸发面，内置高压锅炉与高温室连接连通；高温室内置多层加热网、隔离层单向阀气、液排放喷射口，体外设置高温混合液排放管道并与水泵连通；加热网为多层立体网络，加热后在水液通过时，可形成高密度高温气体过滤层；隔离层单向阀可采用电磁阀工作形式是只出不进的高气敏感应延时自动闭合开关单向阀门；气、液排放喷射口为排放大量的多余气体及浓盐水的排放喷射口；快速冷却室为封闭式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与水泵连通，另一孔为预热海水出水口，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。

超高速海水淡化放爆隔离装置的工作流程为：1、冷海水加热和炸药爆炸，先打开冷海水进水阀，将海水池中冷海水补充液由水泵压送至快速冷却室内置的冷却水管内，由于多层重叠蛇形冷却水管浸泡在灌满高温混合液的冷却室内，可得到逐级由下而上预热(水温约可达90摄氏度以上)，再打开在置有炸药的高压锅炉预热海水进水阀门导入高压锅炉体内，当预热海水水位达到约80％的水位时，同时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。同时打开高压锅炉的空气压缩机动力源及加热热源开关和加热网的热源开关加压加热，当高压锅炉体内的高温高压海水全面沸腾汽化，即可开启点火器引爆炸药(炸药被安置在筒体内)放爆爆炸，高温高压的混合液在被瞬间内释放巨大能量产生大量的高温、高压、高速气体在爆炸室内被高速冲击分解突跃物态变化，使释放出巨大能量的热气浪急剧扩散，使水液形成雾状水汽(悬浮液滴)高密度膨胀扩散开，盐类分子水液受冲击后形成较大颗粒液滴(盐类分子均不参与蒸发汽化过程)。海水混合液在一刹那间急剧膨胀，体积迅速成许多倍增长、比重迅速成许多倍减轻。多层加热网加热后形成高密度高温气体过滤层，可在瞬间内阻拦水汽，在水汽通过时增加阻力减缓水汽通过时的运行速度并将雾状水汽再次反复高温气化精选比重差。(在瞬间内分离时，高温室的室温保持在较高温度以上，分离的物质基本上是：浓盐水或盐类结晶体与雾状水汽，比重差距拉大许多倍，很容易得到分离)。最大限度地扩大淡水分子与盐类分子之间的比重差及运行速度。(淡水分子与盐类分子之间一旦脱离了水体，相互间就不再产生作用力。)由于浓盐水不易被高温、高压、高速气体蒸发汽化形成较大颗粒液滴，承受到的冲击作用力最大运行速度最快，作为比重最大的质点浓盐水喷射在最外围被隔离层单向阀自动闭合时隔离开(大量的多余气体和浓盐水或盐类结晶体即被排出体外)。此时可同时关闭高压锅炉加热源、高压气体动力源、加热网加热源、锅炉内盖阀门开关。

2、制取淡水：先打开高温室体下部高温混合液出液阀门，让高温混合液涌进快速冷却室内，次打开淡水出水阀门及水泵开关放水，当高温混合液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成淡水。当高温室体内的高温混合液被全部排放后，即同时关闭水泵开关、混合液出口阀门开关、排水淡水阀门开关。如此不断地反复循环。

由于上述解决方案中采用了引爆炸药爆炸汽、液比重差分离海水淡化方法，只需将海水置于在锅炉内加压加热沸腾汽化然后点火放爆爆炸，致使海水混合液被释放出巨大能量产生大量的高温、高压、气体高速冲击分解形成高密度雾状水汽悬浮液滴，分子间距离急剧成许多倍加大，水液体积迅速成许多倍增长比重迅速成许多倍减轻，使淡水分子与盐类分子之间产生最大的水与汽比重差，然后在高速冲击作用力下将浓盐水喷射出体外在瞬间内分离出雾状水汽和浓盐水(或盐类结晶体)并将它们瞬间内隔离开。其结构简单、投资少、性能稳定、体积小、制水特快、水垢少(并便于清除)、出淡水产量特别高，(特别适合浓海水淡化)能够节省大量的能源和时间。(水体的蒸发只能在气液界面进行，由于水体不能在内部蒸发，决定了只是一种缓慢蒸发的液体，而不能迅速挥发)。本发明海水淡化方法从炸药爆炸、海水中的淡水与浓盐水或盐类结晶体的分离、海水中的淡水与浓盐水或盐类结晶体的隔离开，整个过程约在1秒钟内完成。要比目前仍在应用中的大量的太阳能海水淡化方法，其制水速度提高数万倍，达到超高速海水淡化的目的且制水的浓缩率非常高。(非常容易做到：注入的是海水，瞬间内产生的是大量的淡水和盐类结晶体。)

下面结合附图一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超高速海水淡化放爆隔离装置的高压锅炉内、爆炸室、高温室、快速冷却室工作原理简要示意图。

本发明一种超高速海水淡化放爆隔离装置如附图一所示，打开阀门(4)、阀门(7)开启水泵(3)将海水池(1)中的海水(2)压注至多层重叠蛇形冷却管(5)内，由于冷却管(5)被安置在快速冷却室(6)内的灌满高温混合液(21)的浸液中，使冷海水(2)得到由下而上的预热后导入置有炸药(12)的加热容器高压锅炉(8)体内。当预热海水(2)的注入已达到锅炉(8)体内约80％的水位时，可关闭水泵(3)同时关闭阀门(4)、阀门(7)。开启高压锅炉(8)的加压源(25)、加热源(14)和高温室(16)内的加热网(17)的加热源开关加压加热汽化。在水液完全沸腾后，即开启点火器(10)引爆炸药(12)炸药(12)被安置在筒体(11)内在海水中放爆爆炸，使瞬间内释放出巨大能量产生大量的高温、高压、高速气流顶开筒盖阀门(13)锅炉内盖阀门(9)，水液在爆炸室(15)内被高温、高压、高速气流的冲击分解下急剧膨胀迅速向外扩散形成雾状水汽悬浮液滴，水液分子之间的间距离成许多倍的增大，体积迅速成许多倍的增长、比重迅速成许多倍的减轻。水汽在通过高温室(16)内置的多层加热网(17)时，加热网(17)被加热后形成高密度高温气体过滤层(可在水汽通过时阻拦水汽，增加阻力减缓水汽通过时的运行速度)，使雾状水汽再次受到高温气体的反复气化精选比重差，最大限度地扩大淡水分子与盐类分子之间汽、液的比重差。由于比重最大的质点浓盐水不易被汽化，形成最大颗粒液滴，使这些运行速度最快的比重最大的质点浓盐水被高温、高压、高速气流冲击喷射至最外围，达到所需汽、液比重差的分离目的。在高温、高压、高速气流顶开隔离层单向阀(18)时，大量的多余气体和浓盐水(或盐类结晶体)从气、液排放喷射口(24)被喷射出体外，在隔离层单向阀(18)的作用下瞬间内自动闭合时使汽、液分离并在瞬间内被隔离开。即同时关闭锅炉(8)的加热源(14)、高压气体动力源(25)开关和多层加热网(17)的加热源开关锅炉内盖阀门(9)开关。一旦打开阀门(19)、阀门(22)的阀门开关开启水泵(20)后，高温混合液(21)即涌进冷却室(6)内，经快速冷却室(6)内的多层重叠蛇形冷却管(5)快速冷却凝结，淡水(23)即批量产出。当高温室(16)内的高温混合液(21)被排放完后，即可同时关闭水泵(20)、阀门(19)、阀门(22)开关。如此不断反复循环。

Claims (1)

1、一种超高速海水淡化放爆隔离装置，其特征在于：爆炸室(15)内设置锅炉(8)与高温室(16)连接连通，在注满海水(2)的锅炉(8)、体内设置点火器(10)、筒体(11)、炸药(12)、筒盖阀门(13)、锅炉内盖阀门(9)，高温室(16)内设置加热网(17)、隔离层单向阀(18)、气、液排放喷射口(24)及体外设置高温混合液(21)的排放管道在与水泵(20)连接与冷却室(6)连通冷凝后即成大量的淡水(23)。