CN108892299B - 一种组合式盐分离水肥一体化装置 - Google Patents

一种组合式盐分离水肥一体化装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种组合式盐分离水肥一体化装置，包括阳光聚能机构、热能传导机构、蒸发与反渗透机构、浓缩液回流机构、反渗透纯水导流机构、蒸汽余量利用机构、地下盐水导流机构、压力检测机构、净水储存机构及水肥一体化滴灌机构；所述阳光聚能机构包括若干串联的阳光聚能镜；所述蒸发与反渗透机构包括蒸汽动力筒、反渗透组件及中间联络件。本发明运用阳光聚能和反渗透手段生产淡水，具有成本低、土地利用率大幅提升、经济效益显著的突出优势；通过盐水分离生产纯盐，大大提供了本发明的经济附加值；通过抽取地下水降低地下水位，土壤脱盐速度快、范围大；结合滴灌形成水肥一体化。

Description

一种组合式盐分离水肥一体化装置
技术领域
本发明涉及盐碱地改良利用领域，具体涉及一种组合式盐分离水肥一体化装置。
背景技术
滨海盐碱地地下水非常丰富，但含盐量极高，不能用来灌溉农田。目前改良盐碱地的主要方法是兴建大型水库蓄积淡水，大搞沟渠配套，依靠大水压盐。这种改良方法投资巨大，土地利用率较低，经济效益较差。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种投资小、土地利用率高、经济效益好的组合式盐分离水肥一体化装置。
其技术方案是：包括阳光聚能机构、热能传导机构、蒸发与反渗透机构、浓缩液回流机构、反渗透纯水导流机构、蒸汽余量利用机构、地下盐水导流机构、压力检测机构、净水储存机构及水肥一体化滴灌机构；所述阳光聚能机构包括若干串联的阳光聚能镜；所述热能传导机构包括传导棒，传导棒包括个体部及公共部，个体部纵穿单个阳光聚能镜的基部中心点，个体部的一端为球形头且位于阳光聚能镜内侧的焦点位置、另一端与公共部连接；所述蒸发与反渗透机构包括蒸汽动力筒、反渗透组件及中间联络件，蒸汽动力筒的内部设有活塞及活塞低位限位器，蒸汽动力筒在活塞低位限位器以下的侧面分别设有第一孔、第二孔、第三孔、第四孔及第五孔，传导棒公共部的自由端通过横穿第二孔探入蒸汽动力筒内部空间，蒸汽动力筒的底部设有出盐口，出盐口连接设有第一阀门的出盐管，蒸汽动力筒上部侧面设有第六孔，蒸汽动力筒的顶部设有盐水出口，反渗透组件包括壳体及反渗透膜，壳体的底部设有盐水进口、顶部分别设有反渗透纯水出口及反渗透浓缩液出口，中间联络件的下端连接盐水出口、上端连接盐水进口；所述浓缩液回流机构包括设有第二阀门的浓缩液回流主管、设有第三阀门的浓缩液回流副管及浓缩液周转罐，浓缩液周转罐的顶面设有回流进口、侧面设有回流出口，浓缩液回流主管的一端连接反渗透浓缩液出口、另一端连接回流进口，浓缩液回流副管的一端连接回流出口、另一端连接第四孔；所述净水储存机构包括净水储存池，净水储存池的上部设有净水进口、下部设有净水出口；所述反渗透纯水导流机构包括设有第四阀门的纯水导流管，纯水导流管的一端连接反渗透纯水出口、另一端连接净水进口；所述蒸汽余量利用机构包括依次连接的出汽始管、换热管及出汽末管，换热管套装于浓缩液回流主管的立管并与立管之间形成上下闭合的环空，出汽始管的一端连接第三孔、另一端与换热管的底部贯通、管路上设有第五阀门，出汽末管的一端与换热管的顶部贯通、另一端连接纯水导流管、管路上设有第六阀门；地下盐水导流机构包括地下盐水引水管、抽水泵及地下盐水输送管，地下盐水引水管的一端伸入地下盐水中、另一端连接抽水泵的进水口、管路上设有第七阀门，地下盐水输送管的一端连接抽水泵的出水口，地下盐水输送管的管路下游分成第一支路及第二支路，第一支路的末端连接第六孔、管路上设有第八阀门，第二支路的末端连接第一孔、管路上设有第九阀门；所述压力检测机构包括蒸汽压力表，蒸汽压力表的管路末端连接第五孔；水肥一体化滴灌机构包括依次连接的送水管及滴灌管，送水管的首端连接净水出口、管路上设有第十阀门。
上述技术方案可以进一步优化为：
所述串联的阳光聚能镜设为2个。
所述阳光聚能机构设有能使阳光聚能镜随太阳位置而转动的部件。
所述阳光聚能镜为旋转抛物面镜。
所述反渗透膜采用螺旋卷形膜。
所述传导棒采用紫铜棒。
所述热能传导机构还包括保温层，保温层套装于阳光聚能镜外侧至蒸汽动力筒外侧的传导棒***。
所述保温层采用气凝胶毡。
所述蒸汽动力筒的底部为凹面，出盐口位于凹面的最低点。
所述活塞低位限位器由在蒸汽动力筒内壁上环形均匀分布的若干径向凸起组成。
本发明具有以下有益效果：
1.立足丰富的地下水资源，运用阳光聚能和反渗透手段生产淡水，具有成本低、土地利用率大幅提升、经济效益显著的突出优势。
2.通过盐水分离生产纯盐，大大提供了本发明的经济附加值。
3.通过抽取地下水降低地下水位，超过传统的暗管排盐深度10倍以上，土壤脱盐速度快、范围大，有利于早日实现盐碱地彻底变良田，这是传统的任何盐碱改良装置所不具备的。
4.结合滴灌形成水肥一体化，可以在盐碱地改良初期无土种植高价值农作物，实现效益最大化。
附图说明
图1为本发明结构及流程示意图；
图中：1-阳光聚能镜，2-传导棒，2.1-个体部，2.1.1-球形头，2.2-公共部，3-保温层，4-蒸汽动力筒，4.1-第一孔，4.2-第二孔，4.3-第三孔，4.4-第四孔，4.5-第五孔，4.6-第六孔，4.7-盐水出口，4.8-出盐口，5-活塞，6-活塞低位限位器，7-出盐管，8-壳体，8.1-盐水进口，8.2-反渗透纯水出口，8.3-反渗透浓缩液出口，9-反渗透膜，10-中间联络件，11-浓缩液回流主管，12-浓缩液回流副管，13-浓缩液周转罐，13.1-回流进口，13.2-回流出口，14-净水储存池，14.1-净水进口，14.2-净水出口，15-纯水导流管，16-出汽始管，17-换热管，18-出汽末管，19-地下盐水引水管，20-抽水泵，21-地下盐水输送管，21.1-第一支路，21.2-第二支路，22-蒸汽压力表，23-送水管，24-滴灌管，25-第一阀门，26-第二阀门，27-第三阀门，28-第四阀门，29-第五阀门，30-第六阀门，31-第七阀门，32-第八阀门，33-第九阀门，34-第十阀门。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。
参见图1。一种组合式盐分离水肥一体化装置，包括阳光聚能机构、热能传导机构、蒸发与反渗透机构、浓缩液回流机构、反渗透纯水导流机构、蒸汽余量利用机构、地下盐水导流机构、压力检测机构、净水储存机构及水肥一体化滴灌机构。阳光聚能机构包括2个以上串联的阳光聚能镜1。为提高聚能效果，阳光聚能镜1采用旋转抛物面镜，并且设有能使阳光聚能镜1随太阳位置而转动的部件。热能传导机构包括传导棒2，传导棒2包括个体部2.1及公共部2.2，个体部2.1纵穿单个阳光聚能镜1的基部中心点，个体部2.1的一端为球形头2.1.1且位于阳光聚能镜1内侧的焦点位置、另一端与公共部2.2连接。传导棒2采用导热性能良好的紫铜棒。为减少热量散失，可于阳光聚能镜1外侧至蒸汽动力筒4外侧的传导棒2***套装保温层3，保温层3优选气凝胶毡。蒸发与反渗透机构包括蒸汽动力筒4、反渗透组件及中间联络件10。蒸汽动力筒4的内部设有活塞5及活塞低位限位器6。活塞低位限位器6由在蒸汽动力筒4内壁上环形均匀分布的若干径向凸起组成。蒸汽动力筒4在活塞低位限位器6以下的侧面分别设有第一孔4.1、第二孔4.2、第三孔4.3、第四孔4.4及第五孔4.5。传导棒2公共部2.2的自由端通过横穿第二孔4.2探入蒸汽动力筒4内部空间。蒸汽动力筒4的底部设有出盐口4.8，出盐口4.8连接设有第一阀门25的出盐管7。为方便盐分流出，蒸汽动力筒4的底部设为凹面，出盐口4.8位于凹面的最低点。蒸汽动力筒4上部侧面设有第六孔4.6，蒸汽动力筒4的顶部设有盐水出口4.7。反渗透组件包括壳体8及反渗透膜9。壳体8的底部设有盐水进口8.1、顶部分别设有反渗透纯水出口8.2及反渗透浓缩液出口8.3。为提高处理能力，反渗透膜9采用螺旋卷形膜。中间联络件10的下端连接盐水出口4.7、上端连接盐水进口8.1。浓缩液回流机构包括设有第二阀门26的浓缩液回流主管11、设有第三阀门27的浓缩液回流副管12及浓缩液周转罐13。浓缩液周转罐13的顶面设有回流进口13.1、侧面设有回流出口13.2。浓缩液回流主管11的一端连接反渗透浓缩液出口8.3、另一端连接回流进口13.1。浓缩液回流副管12的一端连接回流出口13.2、另一端连接第四孔4.4。净水储存机构包括净水储存池14，净水储存池14的上部设有净水进口14.1、下部设有净水出口14.2。反渗透纯水导流机构包括设有第四阀门28的纯水导流管15，纯水导流管15的一端连接反渗透纯水出口8.2、另一端连接净水进口14.1。蒸汽余量利用机构包括依次连接的出汽始管16、换热管17及出汽末管18。换热管17套装于浓缩液回流主管11的立管并与立管之间形成上下闭合的环空。出汽始管16的一端连接第三孔4.3、另一端与换热管17的底部贯通、管路上设有第五阀门29。出汽末管18的一端与换热管17的顶部贯通、另一端连接纯水导流管15、管路上设有第六阀门30。地下盐水导流机构包括地下盐水引水管19、抽水泵20及地下盐水输送管21。地下盐水引水管19的一端伸入地下盐水中、另一端连接抽水泵20的进水口、管路上设有第七阀门31。地下盐水输送管21的一端连接抽水泵20的出水口，地下盐水输送管21的管路下游分成第一支路21.1及第二支路21.2，第一支路21.1的末端连接第六孔4.6、管路上设有第八阀门32，第二支路21.2的末端连接第一孔4.1、管路上设有第九阀门33。压力检测机构包括蒸汽压力表22，蒸汽压力表22的管路末端连接第五孔4.5。水肥一体化滴灌机构包括依次连接的送水管23及滴灌管24，送水管23的首端连接净水出口14.2、管路上设有第十阀门34。
本发明的基本工作原理如下：
用抽水泵20抽取地下盐水，分别向蒸汽动力筒4内部的活塞5上、下方注入。阳光聚能镜1吸收太阳能量，由传导棒球形头2.1.1集热后迅速传递到达蒸汽动力筒4，将活塞5下方的盐水加热产生大量蒸汽，形成的蒸汽压向上推动活塞5，达到一定压力后，活塞5上方的盐水涌向反渗透膜9，透过反渗透膜9的部分为纯水，流入净水储存池14；未透过反渗透膜9的部分为浓缩液，回流到蒸汽动力筒4活塞5下方。根据蒸汽压力表22的显示数据并参考生产经验，在确保反渗透正常进行以外的多余蒸汽经过换热管17给浓缩液预热后凝结，亦流入净水储存池14，再通过滴灌形成水肥一体化。随着蒸汽的不断产生和释放，蒸汽动力筒4底部逐渐析出盐粒，当积累到一定量时从出盐口4.8移出筒外。
至于利用上述产生的净水进行无土栽培的情况，现举一个在重盐碱地上进行双地膜无土栽培大豆（齐黄34）的实施例如下：
（1）种子处理：在播种前精选种子，确保种子中没有虫霉粒、杂物，籽粒均匀一致。种子精选的质量标准是要求纯度＞ 98%、净度＞ 98%、发芽率＞ 85%、水分＜ 12%，粒型均匀一致。精选后的种子，采用种衣剂包衣，种子包衣要按照说明书进行。
（2）播种时间：大豆于6月中旬播种。
（3）种植措施：地上先铺地膜；再在地膜上面每亩平铺腐熟的有机肥4-5吨；然后向有机肥喷洒稀土保水剂（稀土高分子吸水材料），并安装滴灌***；行株距分别为40厘米及15厘米，相当于每亩1.1万株；最后在上面覆盖第二层地膜。
（4）管理及收获：采取水肥一体化滴灌；生长108天左右、茎叶发黄时即可收获，一般亩产200-250公斤。

Claims (8)

1.一种组合式盐分离水肥一体化装置，其特征在于：包括阳光聚能机构、热能传导机构、蒸发与反渗透机构、浓缩液回流机构、反渗透纯水导流机构、蒸汽余量利用机构、地下盐水导流机构、压力检测机构、净水储存机构及水肥一体化滴灌机构；所述阳光聚能机构包括若干串联的阳光聚能镜；所述热能传导机构包括传导棒，传导棒包括个体部及公共部，个体部纵穿单个阳光聚能镜的基部中心点，个体部的一端为球形头且位于阳光聚能镜内侧的焦点位置、另一端与公共部连接；所述蒸发与反渗透机构包括蒸汽动力筒、反渗透组件及中间联络件，蒸汽动力筒的内部设有活塞及活塞低位限位器，蒸汽动力筒在活塞低位限位器以下的侧面分别设有第一孔、第二孔、第三孔、第四孔及第五孔，传导棒公共部的自由端通过横穿第二孔探入蒸汽动力筒内部空间，蒸汽动力筒的底部设有出盐口，出盐口连接设有第一阀门的出盐管，蒸汽动力筒上部侧面设有第六孔，蒸汽动力筒的顶部设有盐水出口，反渗透组件包括壳体及反渗透膜，壳体的底部设有盐水进口、顶部分别设有反渗透纯水出口及反渗透浓缩液出口，中间联络件的下端连接盐水出口、上端连接盐水进口；所述浓缩液回流机构包括设有第二阀门的浓缩液回流主管、设有第三阀门的浓缩液回流副管及浓缩液周转罐，浓缩液周转罐的顶面设有回流进口、侧面设有回流出口，浓缩液回流主管的一端连接反渗透浓缩液出口、另一端连接回流进口，浓缩液回流副管的一端连接回流出口、另一端连接第四孔；所述净水储存机构包括净水储存池，净水储存池的上部设有净水进口、下部设有净水出口；所述反渗透纯水导流机构包括设有第四阀门的纯水导流管，纯水导流管的一端连接反渗透纯水出口、另一端连接净水进口；所述蒸汽余量利用机构包括依次连接的出汽始管、换热管及出汽末管，换热管套装于浓缩液回流主管的立管并与立管之间形成上下闭合的环空，出汽始管的一端连接第三孔、另一端与换热管的底部贯通、管路上设有第五阀门，出汽末管的一端与换热管的顶部贯通、另一端连接纯水导流管、管路上设有第六阀门；地下盐水导流机构包括地下盐水引水管、抽水泵及地下盐水输送管，地下盐水引水管的一端伸入地下盐水中、另一端连接抽水泵的进水口、管路上设有第七阀门，地下盐水输送管的一端连接抽水泵的出水口，地下盐水输送管的管路下游分成第一支路及第二支路，第一支路的末端连接第六孔、管路上设有第八阀门，第二支路的末端连接第一孔、管路上设有第九阀门；所述压力检测机构包括蒸汽压力表，蒸汽压力表的管路末端连接第五孔；水肥一体化滴灌机构包括依次连接的送水管及滴灌管，送水管的首端连接净水出口、管路上设有第十阀门；
所述热能传导机构还包括保温层，保温层套装于阳光聚能镜外侧至蒸汽动力筒外侧的传导棒***；
所述保温层采用气凝胶毡。
2.根据权利要求1所述的一种组合式盐分离水肥一体化装置，其特征在于：所述串联的阳光聚能镜设为2个。
3.根据权利要求1所述的一种组合式盐分离水肥一体化装置，其特征在于：所述阳光聚能机构设有能使阳光聚能镜随太阳位置而转动的部件。
4.根据权利要求1所述的一种组合式盐分离水肥一体化装置，其特征在于：所述阳光聚能镜为旋转抛物面镜。
5.根据权利要求1所述的一种组合式盐分离水肥一体化装置，其特征在于：所述反渗透膜采用螺旋卷形膜。
6.根据权利要求1所述的一种组合式盐分离水肥一体化装置，其特征在于：所述传导棒采用紫铜棒。
7.根据权利要求1所述的一种组合式盐分离水肥一体化装置，其特征在于：所述蒸汽动力筒的底部为凹面，出盐口位于凹面的最低点。
8.根据权利要求1所述的一种组合式盐分离水肥一体化装置，其特征在于：所述活塞低位限位器由在蒸汽动力筒内壁上环形均匀分布的若干径向凸起组成。
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