專利名稱：海水脫鹽以及獲得能量和海水中含有的原料的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海水脫鹽以及獲得能量和海水中含有的原料的方法和裝置。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，主要有三種海水脫鹽的基本方法是公眾所知的1、通過改變其物態(tài)，那就是說通過蒸發(fā)或結(jié)晶獲得水;
2、通過電解方法脫鹽;
3、反滲透法。
例如，水蒸發(fā)和過濾所消耗的能量大約是每立方米水25-50千瓦小時，這樣就涉及到高能量的消耗問題;因為在其工藝過程中至少傳播的熱量會大大損失掉，除此以外，蒸餾設(shè)備還有一個缺點，即它在顯著的腐蝕危險條件下容易被報廢，與海水相接觸的部件在1/2-2年以后就需要更換。蒸餾裝置的生產(chǎn)率最多也限于每天1000立方米水。
凝結(jié)過程是以單個結(jié)晶體的形成和成長為基礎(chǔ)的，在該結(jié)晶體附近，只有相同化學(xué)材料的結(jié)晶體積聚。如果大約有50%的鹽溶液轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)，則也可能其間藏有雜質(zhì)微粒的晶體間區(qū)的形成會在含水的溶液中發(fā)生;在上述的情況下凝結(jié)所需要的冷卻裝置同樣也是效率很低的，可是在工藝流程方面卻是非常浪費的。不管怎樣，上述的方案結(jié)果其費用總是非常巨大的。
在電解情況下，離子直接由鹽溶液提取，在該過程中離子在電極上放出電荷，同時所形成的金屬原子就在陽極析出。可是這個方法原則上只適用于在弱鹽液時使用，而在海水脫鹽時并不適用，這時波動的離子濃度是每立升溶液105庫倫。由于使用離子過濾器，提取的離子數(shù)值會降低，因此這個試驗也是不適用的，由于這兒貯積著離子，這個過濾器在短時間以后不能使用，所以在電解方法時腐蝕問題也受到了重視。
所謂反滲透法在技術(shù)上還設(shè)有實現(xiàn)，因為在最大的試驗設(shè)備中所得到的水量幾乎超過了每天1000立升，在反滲透作用時鹽液通過醋酸纖維素薄膜擠壓的，在這種情況下壓力為50巴的大小等級，一部份還用到100巴。薄膜的機械負荷是相當(dāng)大的。這種脫鹽方法的缺點是薄膜在長時間使用以后由于各種原因，例如細菌的侵襲，而不能再使用。但是與以前所述的方法相比，滲透法也有其優(yōu)點，它只消耗很低的能量，可是這些并沒有抵消生產(chǎn)率低以及薄膜損壞帶來的危險。
此外，將來的能源問題也沒有認為已經(jīng)得到解決。在化石的燃料燃燒時產(chǎn)生二氧化碳，它在大氣中的百分率提高了，使人擔(dān)憂會引起嚴重的氣候后果。用核分裂獲得能量。存在著放射性廢料的處理問題。雖然由太陽能或風(fēng)力發(fā)電廠獲得能量有其優(yōu)點，即它沒有廢料，可是它還被認為在經(jīng)濟上是失敗的。
因此，我們?nèi)匀黄惹行枰环N新能源，它可以經(jīng)濟地使用，而不會給環(huán)境造成負擔(dān)。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是要開辟這種能源，同時本發(fā)明的任務(wù)又是創(chuàng)造海水脫鹽的方法和裝置，這個裝置可以經(jīng)濟地工作而沒有環(huán)境負擔(dān)。
一方面這些任務(wù)是通過權(quán)利要求1所述的方法來實現(xiàn)的。這些方法的基本思想與現(xiàn)有技術(shù)不一樣，這些主要是，在海水中離解的離子是由水提取的，沒有顯著的能量消耗，它的能量本身也像它的原料含量一樣可以利用。此外，所要求的能量可以減少到水的抽吸所需要之量;為了使1立方米水揚高1米，僅僅需要0.003千瓦小時，為維持靜電場所需的殘余能量大約是低1000倍，相比之下可以忽略不計。與此相比，在鹽水中假設(shè)35公斤鹽/立方米，利用本發(fā)明的方法則可以釋放55千瓦小時的能量。在假定為3×1026對離子的情況下，也就是6×1026離子/米3電荷大約為108庫倫，通過庫倫力的能量相當(dāng)于2.6×10-21焦耳。反之，離子的動能具有5.8×10-21焦耳接近于三倍那么大，所以在利用離子的高運動性的情況下，離子分離沒有中和作用是可以實現(xiàn)的。所提到的55千瓦小時是由每對7×10-19焦耳的分子能再乘以每對對數(shù)(3×1026)產(chǎn)生的，也就是2.1×108焦耳＝55千瓦小時。
因為本發(fā)明的方法(以及以后所使用的裝置)也可以定量的使大量海水脫鹽，每天可準備1-5百萬立方米的去離子水是完全可能的，由于使用塑料作為管道的內(nèi)襯，就可以避免可能的腐蝕危害。
根據(jù)本發(fā)明的方法，除了海水脫鹽以及獲得能量以外，還能由海水中提取有關(guān)的原料，主要是堿和堿土金屬和氯氣。
根據(jù)本發(fā)明的基本思想，非同性的離子與庫倫吸引力相比，在使用它的較高的動能的情況下是在一個靜電場中分離的，可是通過排出水強烈的抽吸作用而由靜電場排出來，而沒有中和。僅含有同性離子的水流各自被接通穿過一導(dǎo)體，在該導(dǎo)體上它放電。這兒所以可以取出的電荷可以作為直流電流而直接離開，在這種情況下直流電流也有優(yōu)點，在經(jīng)過相當(dāng)長的導(dǎo)線輸送時，電壓損失比交流輸送顯著地低些。
除了在權(quán)利要求1所述第一級中的靜電場外，還能選擇用一個矩形電壓來進行工作，此矩形電壓被添加于電極(冷凝器極板)上。
在直流電壓的情況下添加的電壓為200千伏-500千伏之間，或者在矩形電壓的情況下，是在5和20千伏之間，最佳是在7和10千伏之間，頻率在10赫芝和2千赫芝之間，在實驗室作試驗時是以10到30赫芝之間的頻率進行工作的，可是為了要得到較高的電流和輸出功率，所以建議在1千赫芝到2千赫芝之間。
在流動速度較小的情況下，為了要防止離子電極范圍內(nèi)積聚，首先在其內(nèi)襯以絕緣材料，使電極不致發(fā)生放電，本發(fā)明進一步建議形成短暫時間的恒常直流電壓，也就是用脈沖＜20μ秒(μsec)通過大小稍為相等的相反電壓來停止。當(dāng)短暫時間的脈沖撞擊聚積的離子以及由相應(yīng)的部份電流吸引時，通過直流靜電場所施加的分離作用不會明顯受到阻礙。
在使用矩形電壓時這種沖擊脈沖同樣是可以想象的，其中總計短的電壓脈沖最大為20μ秒或者到最大的矩形電壓脈沖長度1/20(正電壓脈沖的持續(xù)時間)。
在第一級或者只有唯一的一級，其中離子靠電極來分離，顯然只有在海水中存在的離子可以部份分離，它總計至少為所用的海水量的大約20%。離子分離率主要與添加的電壓以及海水以什么樣的流動速度通過電極有關(guān)。在適當(dāng)時候海水也可以多次再循環(huán)地通過一個和同樣的分離極。
下列的說明與工藝裝備有關(guān)，其中在第一個分離級以后還可以連接更多個分離級。
為了使排出的離子流的流動速度阻礙電荷在第一級排出區(qū)中積聚，所以把有關(guān)的水/離子流引導(dǎo)到接地的導(dǎo)線上。第一級的已經(jīng)去離子的水量可以隔離地排出，總計大約是使用的水量的20%。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個實施例，離子流在一個非接地的導(dǎo)管部件上以這樣的距離互相平行地引導(dǎo)，庫倫吸引力是有效的，具有結(jié)果，非同性的離子常常在導(dǎo)管對面的邊緣區(qū)繼續(xù)濃縮，其中遠離的流體是去離子的，因此通過相應(yīng)的導(dǎo)管分叉，一方面運送了去離子的水，另一方面摻有強烈的離子濃度的小水量每次也被隔離地輸送了。特別是導(dǎo)管的導(dǎo)向裝置在第二級中是這樣選擇的，可以排出95-97%去離子的水，在第二級以后只有原來水量的2.4-4%以強烈的離子濃度導(dǎo)向?qū)w。
特別是在第一級盡可能建立一個較大的靜電場，它是通過把200和500千伏之間的電壓，連接到電極上來實現(xiàn)的。分離的離子流的最佳流動速度常常位于3-7公尺/秒。正如上面已經(jīng)敘述的，海水的流動或含水的離子溶液由此可以維持。海水在第一級以前抽吸入一個例如高8-10米的貯料容器中，通過以前所獲得的位能的消耗被獨立維持著。換句話說，在水揚吸以后僅僅利用重力來維持水流。下面證實了工藝技術(shù)是有效的，即當(dāng)海水在第一級由下面導(dǎo)入一個主要是垂直平面狀的電極所裝備的室內(nèi)時，在這種情況下，通過電極之間所控制的靜電場，離子常常在電極方向轉(zhuǎn)移。在離子到達電極以前，然而它通過排出導(dǎo)管所對準的流體流動性所吸出，由此所述的離子分離達到兩個具有同性離子(正的或負的)流，已經(jīng)去離子的水主要在電極上面排泄出去。為了要確證離子并沒有到達電極而且在哪兒是中和的，所以在第一級的電極是用一個電介質(zhì)罩覆。
當(dāng)它在到達第一級以后時，在靜電場的調(diào)準中的流動速度盡可能選得高一些，主要在第二級避免長的導(dǎo)管導(dǎo)向裝置，離子的流動速度通過導(dǎo)管截面來減緩，大約為以前的速度的40-60%。因此在隔離的導(dǎo)管中引導(dǎo)的非同性離子之間的庫倫力可以特別有效地發(fā)生影響，在這方面同性電荷的排斥力互相通過總的庫倫力來克服全部電荷載體的總和。
為了要防止由于固體，無機生物，植物，膠體等等引起工藝的故障，所以在海水導(dǎo)入以前，第一級是用機械過濾的，在導(dǎo)體上放電以后，中和的金屬導(dǎo)入反應(yīng)容器中，它以高濃度形式位于含水溶液中，在這兒就得到揮發(fā)的氫，金屬(主要是堿，堿土金屬)以及氯氣。氫由下列化學(xué)反應(yīng)式發(fā)生的
在假設(shè)的情況下，海水中元素常常在下列規(guī)定的量中發(fā)生，由此每立方米海水可以得到470克分子H2。
Na+38.5% 3.5×1026H+0.82% 4.4×1024Mg++8.95% 7.7×1025Ca++1.73% 9.0×1024上面所述的化學(xué)反應(yīng)是放熱地進行的，所以必須排去所生的熱量，而且可以加以利用。大約在可提取的分子氫中所含有的氣態(tài)的水粒將通過冷凝而脫離，以便獲得純氫。
在溶液中殘留的堿液有一個不同的比重，它盡可能分離為不同的餾份。鈉和鉀的堿液(NaOH和KOH)在工業(yè)上可以直接利用。
氫氧化錳和氫氧化鈣可以互相獨立地被分離，錳或鈣再進一步加工。通過加熱有關(guān)的堿液就可以產(chǎn)生金屬氧化物(MgO和CaO)以及最后根據(jù)方程式產(chǎn)生過量氫。錳和鈣的分離主要可以在利用不同的熔點實施，錳的熔點是在651℃，而鈣的熔點在881℃。在溫度大約為700℃時，在混合物中所含的錳就熔化，而可以以液體形式排出。相應(yīng)地鈣由于加熱到900℃才熔化，同樣也形成一個可以流動的狀態(tài)。
另一個可以利用的元素是在海水中大量含有的氯。該元素可以在導(dǎo)體級中和以后首先以溶解的形式在一個反應(yīng)容器中轉(zhuǎn)變，在容器中它逐漸地在形成水和氯氣情況下反應(yīng)，而且導(dǎo)入一個冷卻器以冷卻到-50℃和壓縮。
每立方米水大約可以獲得224克分子氯氣，24公斤堿金屬，3公斤錳和0.6公斤鈣。
因此本發(fā)明的方法是在一個大型工藝設(shè)備中，例如在機動船中，可以使用。不僅電能，而且所生產(chǎn)的氫也可以利用來作為能量貯存庫和能量供應(yīng)者，因此使用氫，其能量幾乎如碳氫的能量的三倍，其優(yōu)點是，氫的燃燒是無毒性地進行的。
本發(fā)明任務(wù)還將通過權(quán)利要求22中所限定的裝置來完成。進一步的敘述是在權(quán)利要求23-32中。這個裝置的主要部件是在上面所述的第一級，其中在靜電場中非同性的離子彼此分開地分離。通過一平面形的電極對，在電壓達到220和500千伏之間時，產(chǎn)生了該電場，其中電極主要同時用作棱柱體的四個壁的二個壁，海水的輸入主要是通過排泄導(dǎo)管經(jīng)過一個8-10米高的貯料容器來進行的，其中已經(jīng)去掉離子的水(大約20%)在排水管或排水管道中的電極上面，具有非同性離子的水流在該電極下面。在分離裝置中，在得到氫，堿，堿土金屬和氯氣之前，這些排水管連接到導(dǎo)體上，在其中產(chǎn)生的電荷被放出。
首先這兩個排出管都是接地的，其中，根據(jù)本發(fā)明另一布置，排水管的接地是在另一個部件上中止的，而且在這個范圍內(nèi)排水管是在2.5和3m之間的距離互相平行地導(dǎo)引。當(dāng)另外的導(dǎo)引在含水溶液中仍然強烈地凝聚的離子的排水管的半徑顯著小時，在這個范圍內(nèi)，另外還各有一個用于去離子水的排出管分岔出來了。所以排水管在部件前面具有直徑8到12厘米，在部件中還有一個擴大的直徑，最好為1.3到2倍的截面，而與此相比，在分枝的排水管后面只有3%到5%最大截面，在所述的部件的前面和后面，其中產(chǎn)生另外的離子濃縮(第2個分離級)，排水管的距離至少為3M。為了避免腐蝕貯料槽，第二個容器，電極，排水管和/或其余的排泄管或流入管的內(nèi)部都用塑料，特別是用PVC內(nèi)襯。
根據(jù)另外一個最佳的實施例，電極是在第2個容器(排泄范圍)的下部范圍內(nèi)向外彎曲。
貯料槽具有許多個過濾器和/或淤渣沉積池，所以在貯料槽中抽送的水在它進一步導(dǎo)送到第二個容器以前(靜電場)，要穿過許多裝有蛇形管的室和過濾篩。
在海水中獲得的所含的化學(xué)物質(zhì)的分離裝置，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在已知的反應(yīng)容器的原理上面常常是由許多個或一個沉淀容器和貯存容器組成。
本發(fā)明的實施例是在附圖中表示的，其中

圖1為本發(fā)明的裝置的示意圖;
圖2為在大型工藝規(guī)模中海水脫鹽和獲得能量的裝置的展開圖。
海水10依靠一個或多個泵(11)經(jīng)過一個末端在海平面12下面的導(dǎo)管13輸入貯料槽14中，以使固體，浮游生物、海藻以及膠體等等從開始起就分離，貯料槽14大約8-10m高，而且具有一定容量，目的是如果泵11突然停止或過濾器15必須短暫時間清凈時，為了使輸入水仍依次輸入設(shè)備部份內(nèi)。泵11也是唯一的需要能量的設(shè)備部份，在水揚吸以后流體的繼續(xù)流動性僅通過重力來維持，至少帶有一個裝備調(diào)節(jié)筏18的排水導(dǎo)管16從貯料槽14導(dǎo)入第二個容器17，排水導(dǎo)管16在其大致為直角形或正方形的底面范圍處流入該容器17中，此外，容器17被作成大致為棱柱形，其中，四壁的兩個壁作為電極19，20，它與相應(yīng)的控制裝置和電源裝置相連接。在棱柱體頂部的范圍內(nèi)裝有排泄去離子水的排水導(dǎo)管21。在電極下面，它的下端是向外彎曲的，具有兩個排水管(22，23)，其直徑常為10厘米。這些排水管(22，23)都是接地的，而且導(dǎo)引到另外的第2個離子分離級24上，其中排水管24的接地保留，排水管相隔從3米導(dǎo)引到0.5米。排水管的直徑是在第2個離子分離級中擴大的，以便產(chǎn)生較小的流動速度。流動速度是這樣調(diào)整的，它達到所支配的路程S2，所以離子通過它的庫倫吸引力常在排水管對面的邊緣區(qū)積聚，而且通過直徑較小的排水管25、26導(dǎo)向?qū)w(27、28)，它同時也是接地的。在第二個分離級末端的前面一短距離內(nèi)還有排水管29、30用于排出由離子所釋放的水。在導(dǎo)體27、28上所排出的電荷是從通過導(dǎo)線31、32按照現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)所知的方式排走，而位于導(dǎo)體27、28后面的排水管25、26也部份直接流入分離裝置33、34，所以除了氫以外，還得到堿，堿土的堿液鈣、錳以及氯。
本發(fā)明的裝置工作如下含水的鹽溶液是導(dǎo)入貯料槽14中，再從這兒又導(dǎo)入第二個容器17。它處于由電極19、20所組成的靜電場中，電極19、20是由塑料涂層絕緣的，所以對于含水的溶液并沒有電的接觸，電極所消耗的電壓應(yīng)該盡量高些，也就是，例如，500千伏，電場是一次建立的，所以能量的損失可以認為是比較小的，因為電場的磁通最高應(yīng)該是5mA，當(dāng)海水在第2個容器17向上運動時，離子就這樣地分離，使負離子在陰極19的方向以及正離子在陽極的方向遷移。電極19、20的高度調(diào)整到輸入容器17中的水量以及它的流動速度的高度之上，也就是通過排水管21所流出來的水是去離子的。反之，設(shè)置的電場會阻礙離子通過排水管21流出來，離子反而在箭頭35、36的方向與這兒的水流相結(jié)合而向下排走，而且通過排水管22，23而以5和7米/秒之間的流動速度排送出去。在第1個通過電極19，20的靜電電場所確定的級中，離子也僅僅被改變方向。反之，并不會被中和。在改變方向時，它喪失了它的一部份動能，因此它同時也妨礙了在排水管21的方向繼續(xù)運動，它反而通過在排水管22，23流出來的水的吸力而被吸引住。如果沿著電極19、20的水的吸力不夠時，如果有這種情況，那么能在電極前面各是裝配一個大網(wǎng)眼的格柵(37、38)，它在排水管25、26上面形成一個流水道。這個格柵當(dāng)然是由塑料組成的。為了要在排水管25、26中防止電荷的積聚，在庫倫吸引力的基礎(chǔ)上想象不同性的離子，排水管25、26直到第二個分離級24為止都是被接地的。該接地終止了在第二個分離級之前的短距離長度，在那里，導(dǎo)管也是近似地互相平行的;所以庫倫的吸引力是有效的。這造成離子在對面范圍的邊緣區(qū)積聚，當(dāng)具有全部離子(2至5%)的一部份含水的溶液通過繼續(xù)進行的排水管25、26繼續(xù)運送時，從而導(dǎo)致去電離的水可以通過排水管25、26排出來。這些排水管同樣也是接地的，電流減少是在電極上面發(fā)生，它在排水管25、26的壁范圍。
個別的離子只能用上述的方法才能分離，在這種情況下個別的離子以近似的方式(55)包圍水分子，在分離時，所消耗的能量大約為每個分子7×10-19焦耳，可以最終目的地加以利用，加在導(dǎo)體27、28上的電壓通過方程式V＝q/c來確定，在這里q是在導(dǎo)體板上所含有的充電量，C是其電容量。
然后離子，主要是Na+，K+，Mg+，Ca2+，Cl-，Br-，J-失去它的電荷，并且變成化學(xué)上的中性原子，在同時，形成氫分子的情況下，它和水反應(yīng)成為堿液。正如由圖2可以看出來，這些氫是在預(yù)先排出和凈化水以后通過冷凝而貯存在氫容器中，例如，氫可以在設(shè)備中作燃料，殘余的堿和堿土堿液(Erdalkalilangen)可以在比重不同的基礎(chǔ)上進行分離，在這種情況下堿液可以直接在工業(yè)上利用，首先堿土堿液可以用來加熱金屬，在這個方面除了水以外，還常常發(fā)生金屬氧化物，該金屬氧化物被繼續(xù)運送到另外的反應(yīng)室中，它使還原的氫焰中止，在這種情況下反應(yīng)通過連續(xù)的排水被保持，個別的堿土金屬的分離，特別是錳，鈣是在另一個級首先通過把混合物分級地加熱到高于錳的熔點的溫度(651℃)而發(fā)生的，但是卻在鈣的熔點之下的溫度(881℃)，由此錳成為液體而能排出;在加熱到900℃時，鈣也成為液體而能排出，剩下的余料在圖2中另外表示出來了，該圖2是用簡圖表示其金屬精餾40。
鹵素提煉是在氯的實例中說明的，在氯中和以后這些就與水反應(yīng)，直到產(chǎn)生氯氣為止，它用泵抽吸，在這種情況下用發(fā)生的水煤氣導(dǎo)引過一個冷卻器，水煤氣在冷卻器中冷凝而滴入專門的貯水池中，凈化的氯氣又導(dǎo)入冷凝器中，在冷凝器中控制溫度為-50℃。在冷卻以后氯氣就被壓縮而以液化形式貯存在專門的鹵族元素容器41中，這方面可以表示每立方米水有217克分子氯氣。它相當(dāng)于質(zhì)量為15.2公斤。
在圖2中附加地還有腳手架42以及電極19、20的電源43，和獲得電流的控制裝置44。
10、海水 11、泵 13、導(dǎo)管14、貯料槽 15、過濾器 16、排水管17、第二個容器 18、調(diào)節(jié)閥 19、電極20、電極 21、排水管 22、排水管23、排水管 24、第二個離子分離級 25、排水管26、排水管 27、導(dǎo)體 28、導(dǎo)體29、排出管 30、排出管 31、導(dǎo)線32、導(dǎo)線 33、分離裝置 34、分離裝置35、離子運動的箭頭 36、離子運動的箭頭 37、格柵38、格柵 39、貯水容器(水箱) 40、金屬精餾
41、氯氣容器 42、腳手架 43、電壓電極44、控制裝置 S2、部件下面概述一下權(quán)利要求范圍，本發(fā)明海水脫鹽方法以及獲得能量和海水中含有的原料的方法，其中海水是通過一個與它的流動方向相垂直的靜電場導(dǎo)引，除了離子數(shù)貧乏的海水分流以外，用正離子或負離子濃縮的海水分流來脫去該海水，其特征在于在第一級中海水從下面導(dǎo)入一個主要垂直的用平面狀的用電介質(zhì)內(nèi)襯的電極裝備的室內(nèi)，通過電極之間控制的靜電場，離子各自在電極之間改變方向，然而通過安裝在其上的分流管道，重力維持的水流，都將吸引該離子，在他到達電極以前，水已經(jīng)去了離子的部分在電極上面被排出，在另一級排出的含水離子流各自沿著導(dǎo)體流去，在那兒放電而后被導(dǎo)入一個分離級。
本發(fā)明海水脫鹽方法以及獲得能量和海水中含有的原料的方法，其中海水是通過一個與它的流動方向相垂直的靜電場導(dǎo)引，除了離子數(shù)貧乏的海水分流以外，用正離子或負離子濃縮的海水分流來脫去該海水，其特征在于電場強度通過一矩形電壓(矩形脈沖最小值為零伏)產(chǎn)生，而排出的含水離子流各自沿著導(dǎo)體流去，在那兒放電和導(dǎo)入分離級。
其特征還在于直流電壓在200KV和500KV之間，或者矩形電壓在5和20KV之間，最好在7和10KV之間，頻率在10HZ和2KHZ之間，最好在10到30HZ或1KHZ至2KHZ之間。
其特征在于在短時間(＜20微秒)通過同樣大小的反向電壓來中斷該恒定的直流電壓，在直流電壓脈沖之間短時間地接通一個反極性，因而短時電壓脈沖之長度最大為20微秒，或者至最大為矩形電壓頂峰長度的1/20。
其特征在于負離子和正離子從第一級中各自在分離的接地導(dǎo)線中被排去。
其特征在于在第2級中，在導(dǎo)線部件上中斷該接地，而且導(dǎo)線以這樣的間距互相平行地布置，即其中通過庫倫吸引力使該導(dǎo)線上的離子進一步可能靠近，而去了離子的水又通過分岔的導(dǎo)管排出，并且只有在含有高濃度的水中的離子被導(dǎo)入導(dǎo)體。
其特征在于第一級中，從含有離子的水分流中分離出來的去了離子的水，重量至20%，被排去了。
其特征在于在第二級內(nèi)重量95-97%的去離子水被排出。
其特征在于分離的離子流各自的流動速度在3-7米/秒之間。
其特征在于第1級前面的海水被抽吸入一個貯料槽中，而且通過由此所得之位能的消耗單獨維持該海水流。
其特征在于含有離子的水分流的流動速度，在第二級中由于導(dǎo)管截面的擴大而減緩，為上述速度的40-60%。
其特征在于導(dǎo)入第1級的海水都用機械來凈化和過濾固體，有機生物，植物和膠體。
其特征在于在導(dǎo)體上放電后，水溶液中的中性金屬又被導(dǎo)入一反應(yīng)容器，由此排出所產(chǎn)生的揮發(fā)性氫。
其特征在于氫在冷凝器中凈化。
其特征在于在中性金屬和水應(yīng)中所產(chǎn)生的熱將被排出。
其特征在于在反應(yīng)中所產(chǎn)生的堿液作為不同的重餾份分離出來。
其特征在于堿土金屬，特別是錳和鈣由于鹽基加熱過渡為金屬氧化物接著在輸入氫排出水的情況下又還原為堿土金屬。
其特征在于堿土金屬特別是錳和鈣通過分級加熱至熔點以上，都從其余的金屬中分離出來。
其特征在于中性的氯被導(dǎo)入反應(yīng)容器中，從該容器中抽吸出所形成的氯氣。
其特征在于通過一冷卻器把氯氣引入水的凈化。
其特征在于凈化之氯氣在冷凝器中冷卻至-50℃，接著就壓縮。
所述上方法的裝置，其特征在于采用以下部件(a)、一個貯料槽(14)，它至少裝有一個泵(11)，該泵的一端是在海平面(12)下面的輸入管(15)，在第1個排水管(16)流入第2個容器(17)中還裝有一個調(diào)節(jié)閥或控制閥(18)。
(b)第二個容器(17)主要為由垂直安裝的電極偶(19，20)所組成的靜電場，在底部或底部范圍內(nèi)與第1個排水管(16)連接，還有在電極(19，20)下面有兩個排水管(22，25;23，26)以及在電極(19，20)上面另有一個排水管(21)，(c)各個導(dǎo)體(27，28)位于排水管(25，26)的后面，(d)一個獲得氫、堿液，堿土金屬和氯氣的化學(xué)分離裝置(33，34)。
其特征還在于兩個排水管(22，25;23，26)都是接地的。
其特征在于排水管(22，25;23，26)的接地被中斷在部件S2上面，排水管(22，25;23，26)在這個范圍(24)內(nèi)，在距離為2.5米和3米間平行地導(dǎo)引，而且從排水管(22，25;23，26)這個范圍內(nèi)各自分岔出另一個排水管(29，30)。
其特征在于在該部件(S2)前后，排水管(22，25;23，26)有一個3米的最小距離。
其特征在于該部件前面的排水管(22，25;23，26)的直徑為8-12厘米，在該部件處該排水管有一擴大的直徑，其截面為前面的1.3-2.0倍，在分岔的排水管(29，30)之后，其相對的截面僅為3-5%那么大。
其特征在于貯料槽(14)，第二個容器(17)，電容(19，20)，排水管和排水通道(13，16，21，22，23，25，26，29，30)都內(nèi)襯以塑料，主要是PVC。
其特征在于電極(19，20)對面作為第二個容器(17)的壁，該容器(17)為一棱柱體，且具有裝在下面的基底。
其特征在于電極(19，(20)在下面范圍(排水范圍)內(nèi)是向外彎曲的。
其特征在于在第二個容器(17)的上部范圍內(nèi)安裝了直徑至少大于8厘米的第1個排水管(21)。
其特征在于貯料槽(14)有許多過濾器(15)和/或淤渣沉積池。
其特征在于該分離裝置(33，34)由許多個反應(yīng)容器，離折容器和收集器(39-41)所組成。
權(quán)利要求
1.海水脫鹽方法以及獲得能量和海水中含有的原料的方法，其中海水是通過一個與它的流動方向相垂直的靜電場導(dǎo)引，除了離子數(shù)貧乏的海水分流以外，用正離子或負離子濃縮的海水分流來脫去該海水，其特征在于在第一級中海水從下面導(dǎo)入一個主要垂直的用平面狀的用電介質(zhì)內(nèi)襯的電極裝備的室內(nèi)，通過電極之間控制的靜電場，離子各自在電極之間改變方向，然而通過安裝在其上的分流管道，重力維持的水流，都將吸引該離子，在他到達電極以前，水已經(jīng)去了離子的部分在電極上面被排出，在另一級排出的含水離子流各自沿著導(dǎo)體流去，在那兒放電而后被導(dǎo)入一個分離級。
2.海水脫鹽方法以及獲得能量和海水中含有的原料的方法，其中海水是通過一個與它的流動方向相垂直的靜電場導(dǎo)引，除了離子數(shù)貧乏的海水分流以外，用正離子或負離子濃縮的海水分流來脫去該海水，其特征在于電場強度通過一矩形電壓(矩形脈沖最小值為零伏)產(chǎn)生，而排出的含水離子流各自沿著導(dǎo)體流去，在那兒放電和導(dǎo)入分離級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法之一，其特征在于直流電壓在200KV和500KV之間，或者矩形電壓在5和20KV之間，最好在7和10KV之間，頻率在10HZ和2KHZ之間，最好在10到30HZ或1KHZ至2KHZ之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的方法，其特征在于在短時間(＜20微秒)通過同樣大小的反向電壓來中斷該恒定的直流電壓，在直流電壓脈沖之間短時間地接通一個反極性，因而短時電壓脈沖之長度最大為20微秒，或者至最大為矩形電壓頂峰長度的1/20。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的方法，其特征在于負離子和正離子從第一級中各自在分離的接地導(dǎo)線中被排去。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的方法，其特征在于在第2級中，在導(dǎo)線部件上中斷該接地，而且導(dǎo)線以這樣的間距互相平行地布置，即其中通過庫倫吸引力使該導(dǎo)線上的離子進一步可能靠近，而去了離子的水又通過分岔的導(dǎo)管排出，并且只有在含有高濃度的水中的離子被導(dǎo)入導(dǎo)體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的方法，其特征在于第一級中，從含有離子的水分流中分離出來的去了離子的水，重量至20%，被排去了。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的方法，其特征在于在第二級內(nèi)重量95-97%的去離子水被排出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的方法，其特征在于分離的離子流各自的流動速度在3-7米/秒之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9所述的方法，其特征在于第1級前面的海水被抽吸入一個貯料槽中，而且通過由此所得之位能的消耗單獨維持該海水流。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10所述的方法，其特征在于含有離子的水分流的流動速度，在第二級中由于導(dǎo)管截面的擴大而減緩，為上述速度的40-60%。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11所述之方法，其特征在于導(dǎo)入第1級的海水都用機械來凈化和過濾固體，有機生物，植物和膠體。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12所述的方法，其特征在于在導(dǎo)體上放電后，水溶液中的中性金屬又被導(dǎo)入一反應(yīng)容器，由此排出所產(chǎn)生的揮發(fā)性氫。
14.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于氫在冷凝器中凈化。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于在中性金屬和水應(yīng)中所產(chǎn)生的熱將被排出。
16.根據(jù)權(quán)利要求13-15所述的方法，其特征在于在反應(yīng)中所產(chǎn)生的堿液作為不同的重餾份分離出來。
17.根據(jù)權(quán)利要求13-16所述的方法，其特征在于堿土金屬，特別是錳和鈣由于鹽基加熱過渡為金屬氧化物接著在輸入氫排出水的情況下又還原為堿土金屬。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述方法，其特征在于堿土金屬特別是錳和鈣通過分級加熱至熔點以上，都從其余的金屬中分離出來。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18所述的方法，其特征在于中性的氯被導(dǎo)入反應(yīng)容器中，從該容器中抽吸出所形成的氯氣。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述之方法，其特征在于通過一冷卻器把氯氣引入水的凈化。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于凈化之氯氣在冷凝器中冷卻至-50℃，接著就壓縮。
22.實施權(quán)利要求1-21所述方法的裝置，其特征在于采用以下部件(a)、一個貯料槽(14)，它至少裝有一個泵(11)，該泵的一端是在海平面(12)下面的輸入管(15)，在第1個排水管(16)流入第2個容器(17)中還裝有一個調(diào)節(jié)閥或控制閥(18)。(b)第二個容器(17)主要為由垂直安裝的電極偶(19，20)所組成的靜電場，在底部或底部范圍內(nèi)與第1個排水管(16)連接，還有在電極(19，20)下面有兩個排水管(22，25;23，26)以及在電極(19，20)上面另有一個排水管(21)，(c)各個導(dǎo)體(27，28)位于排水管(25，26)的后面，(d)一個獲得氫、堿液，堿土金屬和氯氣的化學(xué)分離裝置(33，34)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于兩個排水管(22，25;23，26)都是接地的。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的裝置，其特征在于排水管(22，25;23，26)的接地被中斷在部件S2上面，排水管(22，25;23，26)在這個范圍(24)內(nèi)，在距離為2.5米和3米間平行地導(dǎo)引，而且從排水管(22，25;23，26)這個范圍內(nèi)各自分岔出另一個排水管(29，30)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于在該部件(S2)前后，排水管(22，25;23，26)有一個3米的最小距離。
26.根據(jù)權(quán)利要求22-25之一所述的裝置，其特征在于該部件前面的排水管(22，25;23，26)的直徑為8-12厘米，在該部件處該排水管有一擴大的直徑，其截面為前面的1.3-2.0倍，在分岔的排水管(29，30)之后，其相對的截面僅為3-5%那么大。
27.根據(jù)權(quán)利要求24-26所述的裝置，其特征在于貯料槽(14)，第二個容器(17)，電容(19，20)，排水管和排水通道(13，16，21，22，23，25，26，29，30)都內(nèi)襯以塑料，主要是PVC。
28.根據(jù)權(quán)利要求22-27所述的裝置，其特征在于電極(19，20)對面作為第二個容器(17)的壁，該容器(17)為一棱柱體，且具有裝在下面的基底。
29.根據(jù)權(quán)利要求22-28所述的裝置，其特征在于電極(19，(20)在下面范圍(排水范圍)內(nèi)是向外彎曲的。
30.根據(jù)權(quán)利要求22-29所述的裝置，其特征在于在第二個容器(17)的上部范圍內(nèi)安裝了直徑至少大于8厘米的第1個排水管(21)。
31.根據(jù)權(quán)利要求22-30所述的裝置，其特征在于貯料槽(14)有許多過濾器(15)和/或淤渣沉積池。
32.根據(jù)權(quán)利要求22-31所述的裝置，其特征在于該分離裝置(33，34)由許多個反應(yīng)容器，離折容器和收集器(39-41)所組成。
全文摘要
本發(fā)明是按以下原理進行的，即在靜電場的幫助下，使含有離子的海水分離成二個各是具有同性離子的兩個隔離的溶液，再導(dǎo)入一導(dǎo)體，在導(dǎo)體中它被中和，中和的原子可以得到氫，堿，堿土，堿液，堿土金屬以及鹵族元素再進一步化學(xué)處理。
文檔編號C02F1/48GK1056669SQ9010307
公開日1991年12月4日 申請日期1990年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月19日
發(fā)明者格里高里·以塞韋茨·伯雷也夫 申請人:多姆巴吉有限公司