CN105314713A - 利用磁场对流动海水淡化的新方法新装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为利用磁场对流动海水淡化的新方法新装置，其与现有的从海水中分离出淡水或从海水中分离出盐的方法不同，是利用磁场对流动海水中盐的正、负离子的作用使流动海水分流出淡水和盐的正、负离子水溶液，这是利用运动荷电粒子在磁埸中发生相互作用时，正、负离子会向相反方向运动而从不同的管道中分流出来的结果。这种方法在冶理水中离解成正、负离子状态的污染废水时也可采用。这种方法对环境不会造成任何生态问题。
Description
一技术领域
本发明为一种海水淡化的新方法新装置。具体地说是利用电磁埸对运动荷电粒子产生的作用来对流动的海水进行分流淡化的新方法新装置。
二背景技术
水是人类生存所必须的物质，成人身体质量中水占60％以上，儿童体重的近80％为水，人如果失水10％则会生病，失水20％则可能死亡。如果一个人不吃饭，仅依靠自己体内贮存的营养物质或消耗自体组织，可以活上一个月。但是如果不喝水，连一周时间也很难度过。而人类社会生产也离不开水，农业生产无水灌溉作物将会旱死，很多工业生产的连续流程中都离不开水作为中间介质，一旦无水则无法连续生产。也就是无水社会也将不复存在。但水却是地球表面数量最多的天然物质，它覆盖了地球71％以上的表面。地球上水的体积大约有1,360,000,000立方公里。但这些水大部分是海水，淡水资源仅占其总水量的2.5％，而在这极少的淡水资源中，又有70％以上被冻结在南极和北极的冰盖中，加上难以利用的高山冰川和永冻积雪，有87％的淡水资源难以利用。人类真正能够利用的淡水资源约占地球总水量的0.26％。目前淡水资源的贫乏是困扰世界发展的突出问题，而淡水危机比粮食危机、能源危机对人类社会的危害更大，尤其是对发展中国家及贫困地区更是如此。我国更是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球淡水资源的6％，居世界第四位，但人均只有2300立方米，仅为世界人平均水平的1/4，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。由此人要想生存与发展，能从海水中取得淡水是最便捷最好的方法，即海水淡化是人类的生存与发展必须解决的重要问题。
目前海水淡化的技术主要是从海水中取出淡水或盐。取淡水主要的方法有“热”法和“膜”法两种，都是从海水中取出淡水，如蒸馏法、冷冻法、反渗透法、溶剂萃取法等等；从海水中分离出盐有渗析法、离子交换法等。这两类方法都已有工厂投入淡水生产，由于这两种方法都是取出单纯成份，必然存在能耗高、成本高、产量低等缺点。这不能满足世界日益增长的淡水资源要求。
三发明内容
为了解决现在海水淡化是从海水中取出淡水方法的高能耗、高成本、产量低的问题，本发明是利用磁场对流动的海水加以分流，分流开淡水与盐离子而引出淡水的新方法新装置。
海水之所以与淡水不同，是因为海水中含有大量的盐。海水中含量大于1毫克/千克的有11种化学成分，它们为钠(Na+)、镁(Mg2+)、钙(Ca2+)、钾(K+)和锶(Sr2+)等5种阳离子；氯根(Cl)、硫酸根(SO4 2-)、碳酸氢根(HCO3)(包括碳酸根CO3 2-)、溴根(Br)和氟根(F)等5种阴离子。这些成分的总量占海水中所有溶解成分的99.9％以上，而占海水总质量的3％左右(不同海域含量略不同)。这些正、负离子在水中是呈一种等离子态的。这时若水流动起来，这些离子也自然随水一起流动。由于运动荷电粒子与电、磁埸会发生相互作用受到作用力，为：F＝q·E+qv×B其中F为荷电粒子所受到的力，q为荷电粒子子所带的电荷量，v为水流(离子运动)速度，E为电场强度，B为磁场强度。在这个力作用下，正、负离子将会发生相反方向的运动。即在同一电磁埸作用下，运动正、负荷电粒子运动方向正好相反，由此可在不同的方向引出带不同电荷的离子，也即使海水分流，则会分流出盐离子、淡水。但这时分离出的不是盐分子，而分别是它们在水中的正离子与负离子酸根溶液。这正如荷电粒子加速器分析不同荷电粒子，再引出不同的荷电粒子流一样。
具体的过程为海水从取水口(101)被水泵(102)吸入，送入过滤池(103)去除海水中的悬浮物，再经水泵(102)加压，送到夹在上、下磁铁(105、106)两极的缝隙的分水盒(104)中，这时在磁场的作用下海水中正离子若向左运动，则负离子就向右运动，而淡水则不会受磁场的影响直向流动，这样从分水盒流出来的水，若左面管孔中流出的是含正离子的水，中间孔流出的是淡水，右边孔流出的则是含负离子的水，从而得到淡水和含有正离子溶液与含有负离子溶液。而离子在分流盒中横向运动距离D为：D＝qBLt/m其中L为分流盒的长度，t为离子在分流盒中流动的时间，m为离子的质量。也就是在一定的水流速度下分流距离与磁场强度成正比，与分水盒的长度成正比，与海水在分流盒中流动的时间成正比，与离子的质量成反比。这样就可以据所用的永久磁铁所产生的磁场强度来设计分流盒的长度了。同时还必须注意，带有同样电荷的离子之间是会发生相互排斥作用的，故分水盒排出离子的孔道并不是一个，而是在当离子浓度达到一定时就将其排出，从而避免影响离子继续分流，由此离子引出管就要设计成几级，而每级间的距离则要按离子在分流盒中横向移动距离而设定。这时应特别指出的是分水盒不能用铁磁物质制造，即必须是使磁场能进入分水盒内作用于流动的海水。最后将分流出的水分别储于相应的水池中。这时正离子储水池中的溶液有大量正电荷，而负离子储水池中的溶液则有大量的负电荷，若在池中插入电极，并将两个电极用导线连接起来，则会有电流通过，这种电能也是可以加以利用的。同时在负离子池电极处由于负酸根离子得到了正电荷，又再溶于水中要夺取水分子中的氢构成酸，则可能有氢气产生，而在正离子池电极处金属正离子得到了负电荷金属原子可与水再发生化学反应生成碱，可能产生氧气，这些气体也可作为副产品被利用。这时在正离子储水池中只是碱的水溶液，而负离子储水池中则只是酸的水溶液。如果这时将这两个池子的溶液对到一起，则可得到过饱和的盐水溶液，盐就可能结晶出来而得到盐。这又是一种副产品。
本发明是利用磁场对流动海水淡化的新方法新装置，其由取水口(101)、水泵(102)、过滤池(103)、水泵(102)、分水盒(104、204)、永久磁铁(105、205、106、206)、正离子溶液储水池(107、207)、淡水储水池(108、208)、负离子储水池(109、209)组成，其特征是利用运动带电离子在磁场的作用下会发生正、负离子的反方向运动，在水泵加速水流速下经过夹在上、下磁铁(105、205、106、206)两极的缝隙的分水盒(104、204)中流过，使流动中海水的正、负离子与淡水分流开，而得到淡水的新装置新方法。而分水盒(104、204)的特征为其是由非铁磁物质加工而成，即磁场可进入其内作用于流动的海水，使海水中的离子发生分流运动，且离子溶液是分多级引出的，即当相同电荷离子达到一定浓度时，就将其引出，以免受到同性电荷间的相斥作用的影响。
这种淡化过程是一个长流水的过程，只要水泵一直工作，则可一直生产淡水，由此可以大量生产淡水。如若要求生产的产量特大，可以并联多个这样的装置，这时磁埸可以用共同的磁铁，只要水泵足够大，则可同时多个分水头工作生产淡水，这样成本会更进一步的降低。
本发明的利用磁场对流动海水淡化的新方法新装置对很多需要处理的废水也可应用，只要废水中所含的有害物质在水中是呈电离的离子态，都可应用本技术，而不能离解的有害物质用沉淀法、过滤法则可去除。也即本发明对保护自然环境冶理污染也具有广泛应用前景，同时被分离出来的“有害物质”又可再利用，可以节省自然资源。
这种利用磁场对流动海水淡化的新方法新装置，在建造及工作过程中对自然环境及生态环境不会造成任何影响，是理想的海水淡化新途径。
四附图说明
图1为利用磁场对流动海水淡化的新方法新装置的框图，101为取水口、102为水泵、103为过滤池、104为分水盒、105、106为永久磁铁、107为正离子溶液储水池、108淡水储水池、109为负离子储水池。
图2为海水分流装置结构示意图，204为分水盒、205、206为永久磁铁、207为正离子溶液储水池、208淡水储水池、209为负离子储水池。
五具体实施方式
本发明利用磁场对流动海水淡化的新方法新装置只用水管、水泵、永久大磁铁，这些在现有市场上皆可购到，所建设施只有分水盒，这只是机加工部件，一般机加工工厂皆可制造，储水池只是一股的土建工程，整体生产甚至不要建大的厂房，生产过程所要的能量只是水泵抽水的电能，有常用的电源即可，而其产出的淡水量则可达到水泵抽水量的一半以上，还可能有多种副产品产出。只是其要建在一个取用海水较为洁净方便的地方。这几乎比建一个自来水厂的投入还小，从而解决了现有海水淡化高能耗、高成本、产量低的问题。
最后特别应提的是这种海水淡化的方法对环境不会造成任何影响，不会有生态问题产生。
Claims (1)
1.本发明是一种利用磁埸对流动海水淡化的新方法新装置，其由取水口(101)、水泵(102)、过滤池(103)、水泵(102)、分水盒(104、204)、永久磁铁(105、205、106、206)、正离子溶液储水池(107、207)、淡水储水池(108、208)、负离子储水池(109、209)组成，其特征是利用运动带电离子在磁场的作用下会发生正、负离子的相反方向运动，在水泵加速水流速下经过夹在上、下磁铁(105、205、106、206)两极缝隙的分水盒(104、204)中流过，使流动中海水的正、负离子与淡水分流开，而得到淡水的新装置新方法，而分水盒(104、204)的特征为其是由非铁磁物质加工而成，即磁场可进入其内作用于流动的海水，使海水中的离子发生分流运动，且离子溶液是分多级引出的，即当相同电荷离子达到一定浓度时，就将其引出，以免受到同性电荷间的相斥作用的影响，而得到淡水的新方法新装置。
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