專利名稱：高效海水淡化放爆離心隔離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海水淡化和咸水制鹽，尤其是由加熱容器高壓鍋爐、鍋爐內(nèi)蓋閥門、爆炸室、高溫離心室、錐形離心管、多層隔離閘、加熱網(wǎng)、隔離單向閥門、隔離室、超高速離心機、快速冷卻室、多層重疊蛇形冷卻管、水泵等組成的高效海水淡化放爆離心隔離裝置。
目前國內(nèi)、外采用的海水淡化方法比較多，變相法蒸發(fā)法、蒸餾法、冷卻法；膜分離法反滲透法、電滲析法化學(xué)平衡法離子交換法、水合法、溶劑萃取法等主要三大類型，目前技術(shù)領(lǐng)先的也是應(yīng)用最多的，是閃急蒸餾法，約占當(dāng)今世界海水淡化總產(chǎn)量的70％。閃急蒸餾法就是利用水的沸點隨壓力降低而降低這一特性，首先使海水在管道中加熱，然后引到一個壓力較低的蒸發(fā)室中，被引入的高溫海水就會在一剎那間迅速蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽在裝有冷海水的管道外得到冷凝而造成淡水。(需要進行重復(fù)多節(jié)閃餾，目前已達需要反反復(fù)復(fù)重復(fù)閃餾操作三十多節(jié)/次，設(shè)備龐大效率低微。)其缺點是設(shè)備投資多，海水循環(huán)量大、制水量小、濃縮率較低操作費用較高。(需要大批量的海水制作，只得1份淡水，卻要產(chǎn)生9份有污染的濃海水。)本發(fā)明的目的是提供一種高效海水淡化放爆離心隔離裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、投資少、性能穩(wěn)定、體積小、水垢少，使用方便、耗能很少、出水快、成本低、出淡水量非常高(約得9份淡水，只產(chǎn)生1份鹽水)。
為了達到上述目的，本發(fā)明的解決方案是利用海水在高溫高壓下閃急放爆，混合液急劇膨脹霧化，體積迅速成倍增加比重迅速成倍減輕的特性，利用比重差采用離心力汽與液分離達到高效淡化的目的。海水在高溫中淡水分子容易揮發(fā)，比重、間距離變化較大；鹽類分子不易揮發(fā)，比重、間距離變化較小。采用海水在超高速離心機上高速旋轉(zhuǎn)中，在高溫高壓中全面沸騰汽化的前提下，(海水在高溫沸騰中，淡水分子容易被高溫汽化是由于含有較多的易揮發(fā)組分，所以隨著溫度的升高水液體積和比重變化非常大；鹽類分子不易被高溫汽化是由于含有較多的難揮發(fā)組分，所以隨著溫度的升高水液體積和比重變化非常小。)混合液被爆破釋放的巨大能量產(chǎn)生大量的高溫高壓強氣體高速沖擊分解霧化，瞬間氣體急劇膨脹，分子間碰撞力增加，高溫高壓氣流以超過外界大氣壓許多倍的壓強壓力沖破混合液水分子之間的間隙，高溫高壓氣體爭先恐后往外擠，使液滴在各個方向即刻脹大開來，分子間的距離成數(shù)倍增大形成霧狀水汽(懸浮液滴)急劇膨脹擴散。鹽類分子水液由于不易被汽化形成較大的顆粒液滴被甩拋在最外圍，達到最大限度地擴大鹽類分子與淡水分子之間的比重差，在高速沖擊力及離心力的作用下汽與液分離，使其比重最大的質(zhì)點分布在外圍，比重最小的質(zhì)點靠近旋轉(zhuǎn)軸，達到分離目的并將它們瞬間隔離開。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下密閉型高壓鍋爐設(shè)置有鍋爐內(nèi)蓋閥門、預(yù)熱海水輸送管道進水口、加熱器、水位顯示管、高壓氣體進氣口與爆炸室連接；爆炸室為大型封閉式容器，其放爆的空間是鍋爐容體的許多倍，可使水液充分汽化最大限度地擴大立體全方位蒸發(fā)面，體外設(shè)置高溫混合體排放口并與水泵連通，被安置在超高速離心機上與高溫離心室連接連通；高溫離心室為扁圓形封閉型容器，內(nèi)設(shè)置許許多多的高密度的錐形離心管、多層隔離閘、加熱網(wǎng)、隔離層單向閥門、隔離室，體外設(shè)置濃鹽水排放口；錐形離心管為通管，向中心旋轉(zhuǎn)軸的一面口徑大，向外圍的另一面口徑小(大口徑與小口徑的液流流量約相關(guān)100倍，)管體長度約是大口徑管口直徑的10倍，管體與管體之間排列很緊密無間隙；多層隔離閘為多層限制水液流量的小口徑閘口；加熱網(wǎng)為多層立體型網(wǎng)絡(luò)高溫加熱網(wǎng)，加熱后可形成高密度高溫氣體過濾層；隔離層單向閥門可采用電磁閥工作形式是只出不進的高氣敏感應(yīng)延時自動閉合開關(guān)單向閥門；隔離室為被瞬間內(nèi)隔離的濃鹽水儲存室，底端設(shè)置濃鹽水排放口，超高速離心機為超高速立體型組合式專用離心機；排氣口單向閥為快速排放大量的多余氣體的排放口，快速冷卻室為封閉式內(nèi)置注滿冷海水的多層重疊蛇形冷卻管便于快速冷卻，冷卻室上部設(shè)置三孔口，一孔口為高溫混合液進入口與水泵連通，一孔口為預(yù)熱海水出水口，另一孔口為排氣口單向閥為快速排放大量的多余氣體的排放口；底部也設(shè)置二孔口，一孔口為淡水出水口，另一孔口為冷海水補充液進口并與水泵連通。
高效海水淡化放爆離心隔離裝置的工作流程為1、冷海水加熱及離心分離先打開冷海水進水閥門，將海水池中冷海水補充液由水泵壓送至快速冷卻室內(nèi)置的冷卻水管內(nèi)，由于多層重疊蛇形冷卻水管浸泡在灌滿高溫混合液的冷卻室內(nèi)，可得到逐級由下而上預(yù)熱(水溫約可達90攝氏度)，再打開鍋爐預(yù)熱海水進水閥門導(dǎo)入高壓鍋爐體內(nèi)，當(dāng)預(yù)熱海水水位達到約70％的水位時(由水位顯示管顯示)，關(guān)閉水泵開關(guān)和鍋爐預(yù)熱海水進水口閥門及冷海水進口閥門?？蓪⒊咚匐x心機的動力系統(tǒng)打開，次打開高壓鍋爐的空氣壓縮機動力源和加熱源開頭及加熱網(wǎng)的熱源開關(guān)加壓加熱，離心機開始作離心甩體旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速度逐漸加快，當(dāng)離心機達到最高轉(zhuǎn)速時，在高壓鍋爐體內(nèi)的高溫高壓海水全面沸騰汽化，即可打開鍋爐內(nèi)蓋閥門，閃急減壓放爆(爆炸)，高溫高壓的混合液在被瞬間內(nèi)釋放巨大能量產(chǎn)生大量的高溫高壓強氣體在爆炸室內(nèi)被劇烈高速沖擊分解突躍物態(tài)變化，使之釋放出最大能量的熱氣浪急劇擴散，使水液形成霧狀水汽(懸浮液滴)高密度膨脹擴散開，鹽類分子水液受沖擊后形成較大顆粒液滴(鹽類分子均不參與蒸發(fā)汽化過程)。海水混合液在一剎那間強烈急劇膨脹，體積迅速成倍增長比重迅速成倍減輕。在高溫混合液(發(fā)泡水液)進入錐形離心管內(nèi)后，(混合液的分離含有高壓高密度氣體的混合液在沸騰后的一剎那間減壓放爆，進入錐形離心管的混合液在高溫下即形成高密度氣泡體，在超高速離心力的作用下汽與液的比重差距形成許多倍之差，在錐形離心管的使用下，瞬間內(nèi)即得到分離，在超高速的旋轉(zhuǎn)中，比重最大的質(zhì)點分布在最外圍。)由于離心管置于在超高速離心旋轉(zhuǎn)中，(理論和實驗表明“在離心機高速旋轉(zhuǎn)時比重最大的質(zhì)點分布在外圍，比重最小的質(zhì)點靠近旋轉(zhuǎn)軸”。)高溫混合液(高密度氣泡水液)在超高速離心力的使用下，能夠得到非常容易的充分的分離。經(jīng)多層隔離閘多處截流，進一步強化比重差，在多層加熱網(wǎng)加熱后形成的高密度高溫氣體過濾層，可在瞬間內(nèi)阻攔水汽，在水汽通過時增加阻力，減緩水汽通過時的運行速度，并將霧狀水汽再次反復(fù)高溫氣化，反復(fù)精選比重差。(在瞬間內(nèi)分離時，爆炸室及高溫離心室的室溫保持在較高溫度上，分離物質(zhì)基本上是濃鹽水與霧狀懸浮液滴，比重差距很大，很容易得到分離。)最大限度地擴大淡水分子與鹽類分子之間的比重差及運行速度。(淡水分子與鹽類分子之間一旦脫離了水體，相互間就不再產(chǎn)生作用力。)由于濃鹽水不易被高溫汽化形成較大顆粒液滴，承受到的高速沖擊作用力和離心力最大，運行速度最快，作為比重最大的質(zhì)點分布在外圍，比重最小的質(zhì)點水汽靠近旋轉(zhuǎn)軸，被隔離層單向閥門瞬間自動閉合(約延時數(shù)秒鐘自動閉合)時隔離開。(被隔離的濃鹽水總量約占隔離室空間的70％，約占鍋爐注入海水的10％)，此時可同時關(guān)閉超高速離心機動力源和高壓鍋爐加熱源、壓縮機動力源、加熱網(wǎng)加熱源，直至離心機停止旋轉(zhuǎn)。
2、制取淡水先打開爆炸室體下部高溫混合液出液閥門，讓高溫混合液涌進快速冷卻室內(nèi)(出氣口單向閥由于負壓自動工作)，次打開淡水出水閥門及水泵開關(guān)放水，當(dāng)高溫混合液一旦進入快速冷卻室后就被冷卻室內(nèi)安置的多層重疊蛇形冷卻管內(nèi)的大量冷海水快速冷卻凝結(jié)轉(zhuǎn)化為淡水。當(dāng)爆炸室體內(nèi)的高溫混合液被全部排放后，即同時關(guān)閉水泵開關(guān)、高溫混合液出口閥門開關(guān)、排放淡水閥門開關(guān)和鍋爐內(nèi)蓋閥門開關(guān)，最后打開隔離室底端閥門開關(guān)及稍后再打開隔離層單向閥門開關(guān)排放濃鹽水。如此不斷地反復(fù)循環(huán)。
由于上述解決方案中采用了放爆汽與液比重差離心力分離海水淡化方法，只需將海水置于在超高速離心機上在超高速旋轉(zhuǎn)中加壓加熱沸騰汽化然后閃急放爆(爆炸)，致使海水混合液被在釋放出巨大能量的高溫高壓氣體高速沖擊成高密度霧狀水汽懸浮液滴，分子間距離急劇成許多倍加大，水液體積迅速成許多倍增長比重迅速成許多倍減輕，使淡水分子與鹽類分子之間產(chǎn)生最大的水與汽比重差，然后在高速沖擊力及離心力的作用下瞬間內(nèi)分離出霧狀懸浮液滴水汽和濃鹽水并將它們瞬間內(nèi)隔離開。其結(jié)構(gòu)簡單、投資少、性能穩(wěn)定、耗能很少、制水特快、水垢少(并便于清除)、成本低、出淡水產(chǎn)量特別高，(特別適合濃海水淡化)能夠節(jié)省大量的能源和時間?？稍诟鞣N領(lǐng)域中普及使用。真正做到近千年來人類一直盼望的投資少、設(shè)備簡單、價格低廉、產(chǎn)量非常高的、可全面推廣的、無需蒸餾能夠真正地直接將海水轉(zhuǎn)化成淡水的(實用性特別強)普及型海水淡化裝置。(水體的蒸發(fā)只能在氣液界面進行，由于水體不能在內(nèi)部蒸發(fā)，決定了水只是一種緩慢蒸發(fā)的液體，而不能迅速揮發(fā))。
下面結(jié)合附圖
一、附圖二與實施例對本發(fā)明作進一步描述。
附圖一是本發(fā)明實施例的高效海水淡化放爆離心隔離裝置的高壓鍋爐、爆炸室、高溫離心室和快速冷卻室工作原理簡要示意圖。
附圖二是本發(fā)明實施例的高效海水淡化放爆離心隔離裝置的高溫離心室、超高速離心機的工作原理簡要示意圖。
本發(fā)明一種高效海水淡化放爆離心隔離裝置如附圖一、附圖二所示，打開閥門(4)、閥門(7)開啟水泵(3)將海水池(1)中的冷海水(2)壓注至多層重疊蛇形冷卻管(5)內(nèi)，由于冷卻管(5)被安置在快速冷卻室(6)內(nèi)的灌滿高溫混合液(24)的浸液中，使冷海水(2)得到由下而上的預(yù)熱后導(dǎo)入加熱容器高壓鍋爐(8)體內(nèi)。當(dāng)預(yù)熱海水(2)的注入已達到鍋爐(8)體內(nèi)約70％的水位時由水位顯示管(10)顯示，即可關(guān)閉水泵(3)同時關(guān)閉閥門(4)、閥門(7)。可開啟超高速離心機(20)動力源(21)開關(guān)，次開啟高壓鍋爐(8)的加壓氣源(11)閥門(13)、加熱源(12)及加熱網(wǎng)(17)熱源開關(guān)加壓加熱汽化后，讓離心機(20)作甩體旋轉(zhuǎn)并逐漸加速，在超高速離心機(20)的轉(zhuǎn)速達到最高轉(zhuǎn)速時，在水液完全沸騰汽化后即可打開鍋爐內(nèi)蓋閥門(9)讓高溫高壓混合液涌進爆炸室(18)內(nèi)閃急減壓放爆(爆炸)，混合液即被瞬間內(nèi)釋放巨大能量產(chǎn)生大量的高溫高壓氣體劇烈高速沖擊迅速膨脹，氣體膨脹作功釋放出最大能量高壓氣體，水液在高溫高壓氣體的高速沖擊下形成霧狀水汽懸浮液滴，分子間距離成數(shù)倍加大，體積迅速成倍增加比重迅速成倍減輕。在高溫混合液(發(fā)泡水液)進入錐形離心管(29)內(nèi)后，由于高溫離心室(15)體內(nèi)的離心管(29)被置于在超高速離心機(20)高速旋轉(zhuǎn)中，高溫混合液(高密度氣泡水液)能夠得到充分地分離。在通過多隔離閘(30)的多層截流在多層加熱網(wǎng)(17)加熱形成高密度高溫氣體過濾層(能幫助在瞬間內(nèi)阻攔汽液通過時增加阻力減緩汽液通過時的運行速度)，使霧狀水汽懸浮液滴再次受到高溫氣體的反復(fù)氣化精選比重差，能夠最大限度地擴大淡水分子與鹽類分子之間的比重差。理論和實驗表明“在離心機高速旋轉(zhuǎn)時比重最大的質(zhì)點分布在外圍，比重最小的質(zhì)點靠近旋轉(zhuǎn)軸?！庇捎诒戎刈畲蟮馁|(zhì)點濃鹽水不易被汽化，讓這些運行速度最快的比重最大的質(zhì)點分布在外圍，達到所需比重差分離目的并在高溫高壓高速氣體頂開隔離層單向閥門(18)在濃鹽水(28)進入隔離室(19)后，隔離層單向閥門(18)在氣敏感應(yīng)延時的作用下瞬間內(nèi)自動閉合使汽與液分離并隔離開。即同時關(guān)閉離心機(20)的動力源(21)鍋爐(8)的加熱源(12)、多層加熱網(wǎng)(17)的加熱源開關(guān)和壓縮機動力源(11)開關(guān)，讓離心機(20)旋轉(zhuǎn)逐漸減慢直至停止旋轉(zhuǎn)。一旦打開閥(22)、閥門(25)的閥門開啟水泵(23)后，同時只進不出的氣體單向閥(16)由于負壓自動工作補充氣體，高溫混合液(24)即涌進封閉式快速冷卻室(6)內(nèi)，經(jīng)多層重疊蛇形冷卻管(5)快速冷卻凝結(jié)，淡水(26)即批量產(chǎn)出。當(dāng)爆炸室(14)內(nèi)的高溫混合液(24)被排放完后，即同時關(guān)閉水泵(23)、閥門(22)、閥門(25)和鍋爐內(nèi)蓋閥門(9)開關(guān)并打開閥門(27)及稍后再打開隔離層單向閥(18)開關(guān)將隔離室(19)內(nèi)的濃鹽水(28)排光。被隔離的濃鹽水(28)總量約占隔離室(19)空間的70％，約占鍋爐(8)內(nèi)注入海水(2)的10％。如此不斷反復(fù)循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種高效海水淡化放爆離心隔離裝置，其特征在于爆炸室(14)被安置在超高速離心機(20)上與高壓鍋爐(8)、高溫離心室(15)連接連通，在注滿海水(2)的高壓鍋爐(8)體內(nèi)設(shè)置鍋爐內(nèi)蓋閥門(9)高壓氣體動力源(11)輸送氣體進入口、加熱熱源(12)，高溫離心室(15)內(nèi)設(shè)置錐形離心管(29)、多層隔離閘(30)加熱網(wǎng)(17)、隔離層單向閥門(18)、隔離室(19)及體外設(shè)置濃鹽水(28)排放閥門(27)，爆炸室(14)體外設(shè)置高溫混合液(24)排放閥門(22)與水泵(23)連接與快速冷卻室(6)連通冷凝后即成大量的淡水(26)。
全文摘要
本發(fā)明高效海水淡化放爆離心隔離裝置,利用海水中的鹽類分子均不參與蒸發(fā)汽化過程的這一特性,采用閃急減壓放爆劇烈分解海水,使海水急劇膨脹霧化形成高密度懸浮液滴,水液體積膨脹成倍增長,比重成倍減輕,使其汽與液的比重差距拉大多倍。經(jīng)安置在超高速離心機上進行超高速旋轉(zhuǎn)快速分離開并隔離出不同比重的混合液,導(dǎo)入快速冷卻室內(nèi)被冷卻管內(nèi)的冷海水冷卻冷凝成淡水。
文檔編號C02F1/38GK1328966SQ0110536
公開日2002年1月2日 申請日期2001年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月20日
發(fā)明者陳明 申請人:陳明