CN100371259C - 海水电磁淡化法及淡化池 - Google Patents
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Abstract
一种海水电磁淡化法及淡化池,由底槽、四壁中一组对装的电极板、一组对装的电磁铁组成,侧面设有带阀门的进液管、排液管、排水管、电极板不与溶液传递电子。在头半个周期内电场向左,磁场向里;阳离子R+向左下方偏转;阴离子R-向右下方偏转;进入下半个周期,电磁场同时反向,R+向右下方偏转,R-向左下方偏转,以后的每个周期情况与上述相同。使下层区域的R+和R-富集超过饱和,析出晶体;从上端管放出纯水,又从下端注入新的海水,提取出晶体或放出浓水。优点:易控制,淡化纯度高,节能,无污染,还能得到浓水或晶体,适合大规模工业应用。
Description
技术领域
本发明涉及海水淡化方法,特别是海水电磁淡化法及淡化池。
技术背景
地球上的人类越来越多,人类居住的地球清洁淡水却越来越少,特别是人口密集的大城市人均拥有的淡水量更少,地下水长期大量开采造成一系列的生态灾难。但是浩瀚的大海有巨大的水量却无法直接使用。因此采用海水淡化设备提取海洋中的水通过淡化来为人类服务。目前淡化海水有电渗析法、离子交换法、逆渗透法和蒸馏法,其海水淡化的设备提取淡水的成本较高,特别是蒸馏法在加工过程中需要大量热量供给,渗透法设备较昂贵,初期投资大,不利于推广使用。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点,提供一种用大小不变、方向交替变化的由电压和磁场作用于阴、阳离子,使其聚集,达到饱和之后,析出晶体而剩下纯水,同时得到盐类、水及其它产物的海水电磁淡化法及淡化池。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种海水电磁淡化法,其电磁淡化方法如下:
池内注一些海水,然后接通电源U,立即产生电场和对应的磁场;在一开始的半个周期内电场E水平向左,磁场B垂直于竖直面向里;带正电的阳离子R+受到向左的电场力而向左运动,因此受到垂直于速度方向并且向下的洛伦兹力而向下偏转,总的向左下方偏转;同时带负电的阴离子R-受到向右的电场力而向右运动,因此也受到垂直于速度方向并且向下的洛伦兹力而向下偏转,总的向右下方偏转;到了一定时刻,交变电磁场同时反向,进入下半个周期,根据同样的原理,R+将向右下方偏转,R-向左下方偏转,这与头半个周期的情况正好相反;以后的每个周期情况与此相同,如此下去R+、R-并没有被分开,几乎沿着各自的垂力线摆动着下降,使下层区域的R+和R-富集超过饱和,而被迫析出晶体;这些小颗粒由于重力作用纷纷下沉,底部会堆上一层盐粒,上层就只剩下水了;从上端管放出纯水,又从下端不断注入新的海水,积盐将由采晶装备提出。
U在10~110V内取值,B在0.01~0.1T内取值,T在0.05~1S内取值,即频率在1~20Hz之间。
一种海水电磁淡化池,其特征在于:包括淡化池、电极板(2)、电磁铁(1),淡化池由底槽、四壁中一组对装的电极板(2)、一组对装的电磁铁(1)组成,其侧面设有进液管(3)、排液管(5)、排水管(4),其管上均设有调节流量的阀门,电极板(2)不与溶液传递电子,只在装置内产生可变的电场,电磁铁(1)为装置内空间提供可变的磁场。底槽的底面为波形或平底,电磁铁安装在装置板内侧或外侧。
周期性变化的电磁场使原来附在四壁上的离子下移,阴、阳离子没有被分开,很容易结晶,其次上端管排水,水会更纯,下端管进液使离子的起点低,沉降快,耗能少,还有波形线槽便于沉积和提取,其电磁淡化池的最大特点在于电压、电磁、水流量都可以被灵活的调节与控制。
当排液管阀门关闭时,将在底部析出晶体;当排液管阀门打开时,将排出浓度很高的溶液。当溶质无用或溶质单一时,可关闭阀门,除去无用的结晶物或单一晶体。当溶质有用却很混杂或难于结晶时,可打开阀门,排出这些浓溶液,进行其它处理。淡化海水就完全可以这样,得到了淡水又制出了精盐或高浓度溶液。可调节三个阀门让其进出量相等,处在一个相对稳定的状态。
优点:易控制,淡化纯度高,节能,无污染,还能得到浓水或晶体,适合大规模工业应用。
附图说明
图1为本发明淡化装置结构示意图;
图2为本发明电压随时间变化的示意图;
图3为本发明磁场随时间变化的示意图;
图4为本发明离子深度位置随时间变化的示意图;
图中:1-电磁铁,2-电极板,3-进液管,4-排水管,5-排液管。
具体实施方式
实施例1.
往池内注入质量分数为10%的食盐水(以代替海水),接通U=10V,T=0.1s,f=10Hz,如图所示的电源,并调节磁感应强度B=0.01T。钠离子Na+就会像方法中所说的R+那样下降,氯离子Cl+就会像R-那样下降,如果关闭排液管阀门将在底部形成盐食晶体,如果打开该阀门将排出浓度很高的浓盐水,得到上层的纯水。
实施例2.
将池内注入物质的量浓度为1mol/L的盐酸,接通U=50V,T=0.05s,f=20Hz,如图所示的电源,并调节磁感应强度B=0.1T。氢离子H+就会像R+下降,还要打开排液管阀门,排出浓度很高的盐酸,得到上层的纯水,因为HCl通常不能结晶,因此该方法还有浓缩的功效。
Claims (4)
1.一种海水电磁淡化法,其特征在于:
池内注一些海水,然后接通电源U,立即产生电场和对应的磁场;在一开始的半个周期内电场E水平向左,磁场B垂直于竖直面向里;带正电的阳离子R+受到向左的电场力而向左运动,因此受到垂直于速度方向并且向下的洛伦兹力而向下偏转,总的向左下方偏转;同时带负电的阴离子R-受到向右的电场力而向右运动,受到垂直于速度方向并且向下的洛伦兹力而向下偏转,总的向右下方偏转;交变电磁场同时反向,进入下半个周期,根据同样的原理,R+将向右下方偏转,R-向左下方偏转,与头半个周期的情况正好相反;以后的每个周期情况与上述相同,如此进行R+、R-并没有被分开,几乎沿着各自的垂力线摆动着下降,使下层区域的R+和R-富集超过饱和,而被迫析出晶体;这些小颗粒由于重力作用纷纷下沉,底部会堆上一层盐粒,上层就只剩下水了;从上端管放出纯水,又从下端不断注入新的海水,积盐将由采晶装备提出,或从下端放出高浓度溶液。
2.根据权利要求1所述的海水电磁淡化法,其特征在于:U在10~110V内取值,B在0.01~1T内取值,T在0.05~1S内取值,即频率在1~20Hz之间。
3.一种海水电磁淡化池,其特征在于:包括淡化池、电极板(2)、电磁铁(1),淡化池由底槽、四壁中一组对装的电极板(2)、一组对装的电磁铁(1)组成,其侧面设有进液管(3)、排液管(5)、排水管(4),其管上均设有调节流量的阀门,电极板(2)不与溶液传递电子,只在装置内产生可变的电场,电磁铁(1)为装置内空间提供可变的磁场。
4.根据权利要求3所述的海水电磁淡化池,其特征在于:底槽的底面为波形或平底,电磁铁(1)安装在装置板内侧或外侧。
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