CN107098420A - 气液对流型水盐分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气液对流型水盐分离装置，包括进水管、蒸发及气液对流玻璃箱、抽气管、绝热蒸汽筒、回气管、冷却水套、输气管、淡水箱；蒸发及气液对流玻璃箱均分成前、后两室，两室的尾部相通，进水管经过冷却水套之后与后室相连，后室、抽气管、绝热蒸汽筒依次相连，抽气泵用于将热蒸汽从后室内抽出进入绝热蒸汽筒，绝热蒸汽筒与回气管相连，回气管设有双向阀门，当双向阀门单向开通时，热蒸汽通过回气管回到前室内，当双向阀门双向开通时，热蒸汽一部分通过回气管回到前室内，另一部分通过回气管依次进入冷却水套、输气管、淡水箱。本发明的有益效果是处理高咸水，能有效分离盐与水，分别得到盐晶体和淡水，除盐效率高、制造简单，与现有技术相比，工作效率得到明显提升，具有广泛的应用前景。

Description

气液对流型水盐分离装置

技术领域

本发明涉及一种气液对流型水盐分离装置。

背景技术

我国南疆地区水资源极度匮乏，是新疆乃至全国最为缺水的地区之一，同时南疆又是我国苦咸水最为集中的分布区，约占全国苦咸水分布面积一半，资源性缺水加上水质性缺水，成为制约经济可持续发展的瓶颈。国家高度重视苦咸水淡化及利用，并将其列为国家“十二五”和“十三五”发展规划纲要。目前处理苦咸水的主流技术为蒸馏法、反渗透、电渗析纳滤等，而这些方法运行成本高不利于大面积推广。

发明内容

针对南疆地区太阳光照资源充沛的特点，本发明借鉴传统晒盐方法，规避晒盐处理时淡水无法进行收集且出盐效率低下的弊端，提供了一种气液对流型水盐分离装置。该装置利用了太阳光热，采用气、液对流循环的方法，使得高咸水处理后既能提取淡水，又能除盐得到盐晶体，是一种在技术、经济上的可行的高咸水处理装置。

一种气液对流型水盐分离装置，包括进水管、蒸发及气液对流玻璃箱、抽气管、绝热蒸汽筒、回气管、冷却水套、输气管、淡水箱；所述蒸发及气液对流玻璃箱设有黑陶底板，垂直于黑陶底板设有隔板，将蒸发及气液对流玻璃箱均分成前、后两室，两室的尾部相通，进水管经过冷却水套之后与后室相连，后室、抽气管、绝热蒸汽筒依次相连，抽气管上设有抽气泵，抽气泵用于将热蒸汽从后室内抽出进入绝热蒸汽筒，绝热蒸汽筒与回气管相连，回气管设有双向阀门，当双向阀门单向开通时，热蒸汽通过回气管回到前室内，当双向阀门双向开通时，热蒸汽一部分通过回气管回到前室内，另一部分通过回气管依次进入冷却水套、输气管、淡水箱。

所述蒸发及气液对流玻璃箱内进一步分为左右两区，左区为集盐区，右区为蒸发及气液对流区，右区包括所述的前、后两室，集盐区主要包括集盐槽，所述的黑陶底板位于右区，在黑陶底板的左端设有倒三角挡板，用于防止右区的液体流入到集盐槽。

进一步设有刮盐单元，刮盐单元包括橡胶块体、橡胶刮片、伸缩推杆，橡胶块体紧贴着黑陶底板，橡胶块体的前端连接着橡胶刮片，橡胶块体的后端连接伸缩推杆，蒸发与气液对流玻璃箱的右侧壁设有伸缩推杆的连接口，驱动伸缩推杆控制橡胶块体和橡胶刮片回来推盐，便于将刮下来的盐推至倒三角挡板上，掉入集盐槽内。

所述集盐槽位于黑陶底板的水平以下。

所述的进水管为直管，所述的输气管为螺旋型管，进水管通过输气管的中心位置，便于热交换。

所述的淡水箱布置在地下。

本发明的有益效果是，能有效分离盐与水，分别得到盐晶体和淡水，且效率高、制造简单，将本发明应用于南疆地区的排盐沟高咸水，高咸水通过光热蒸腾和气液对流形成凝结水和结晶盐，既经济有效地利用水资源以缓解南疆缺水局面，又可以提取晶盐以达到改善土壤质量，具有广泛的市场前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1是本发明气液对流型水盐分离装置的一种示意图；

图2是本发明气液对流型水盐分离装置的工作流程示意图；

图3A是刮盐单元的示意图；

图3B是刮盐单元的伸缩推杆的连接口示意图；

图4是倒三角挡板示意图；

图5是冷却水套示意图；

图中：包括进水管1、对流玻璃箱2、黑陶底板3、隔板4、抽气管5、抽气泵6、绝热蒸汽筒7、双向阀门8、回气管9、橡胶刮片10、伸缩推杆11、倒三角挡板12、集盐槽13、冷却水套14、输气管15、淡水箱16。

具体实施方式

如图1所示（仅是一种示例，明显可以有很多种变形），一种气液对流型水盐分离装置，包括进水管1、蒸发及气液对流玻璃箱2、抽气管5、绝热蒸汽筒7、回气管9、冷却水套15、输气管16、淡水箱17；所述蒸发及气液对流玻璃箱2设有黑陶底板3，垂直于黑陶底板设有隔板4，将蒸发及气液对流玻璃箱2均分成前、后两室，两室的尾部相通，进水管1经过冷却水套15之后与后室相连，后室、抽气管5、绝热蒸汽筒7依次相连，抽气管5上设有抽气泵6，抽气泵6用于将热蒸汽从后室内抽出进入绝热蒸汽筒7，绝热蒸汽筒7与回气管9相连，回气管9设有双向阀门8，当双向阀门8单向开通时，热蒸汽通过回气管9回到前室内，当双向阀门8双向开通时，热蒸汽一部分通过回气管9回到前室内，另一部分通过回气管9依次进入冷却水套15、输气管16、淡水箱17。

图1中，所述蒸发及气液对流玻璃箱2内进一步分为左右两区，左区为集盐区，右区为蒸发及气液对流区，右区包括所述的前、后两室，集盐区主要包括集盐槽10，所述的黑陶底板3位于右区，在黑陶底板的左端设有倒三角挡板11，用于防止右区的液体流入到集盐槽10。

图1、3A、3B中，刮盐单元包括橡胶块体12、橡胶刮片13、伸缩推杆14，橡胶块体12紧贴着黑陶底板3，橡胶块体12的前端连接着橡胶刮片13，橡胶块体12的后端连接伸缩推杆14，蒸发与气液对流玻璃箱2的右侧壁设有伸缩推杆14的连接口，驱动伸缩推杆14控制橡胶块体12和橡胶刮片13回来推盐，便于将刮下来的盐推至倒三角挡板11上，掉入集盐槽10内。

如图1、2所示，进水管1与蒸发及气液对流玻璃箱2的后室连接，开启时高浓度咸水自流入。蒸发及气液对流玻璃箱2与黑底陶瓷板3保证最大效率地吸收太阳光热，使蒸发及气液对流玻璃箱2内温度升高产生水蒸汽。抽气泵6将热蒸汽从蒸发及气液对流玻璃箱2的后室内抽出进入绝热蒸汽筒7，当双向阀门8单向开通时，热蒸汽经过回气管9又回到蒸发及气液对流玻璃箱2的前室内，并在前室和后室的尾部进行交换。

抽气泵6持续工作，形成蒸发及气液对流玻璃箱2前室→蒸发及气液对流玻璃箱2后室→抽气管5→绝热蒸汽筒7→蒸发及气液对流玻璃箱2前室→蒸发及气液对流玻璃箱2后室，最终形成蒸汽循环。蒸发及气液对流玻璃箱2箱内温度的不断升高及热蒸汽的持续对流使得箱内压强减小，压强变小使得高咸水沸点降低，进一步提高了液→气效率，随着蒸汽的不断蒸腾，高咸水达到饱和浓度，盐晶体开始析出。

当双向阀门8双向开通时，部分通过回气管9回到蒸发及气液对流玻璃箱2的前室内，另一部分通过回气管9进入冷却水套15与其进行热交换，使得输气管16管内蒸汽温度降低，输气管16设置成有一定的坡度，使得部分冷凝水自主流入淡水箱17，未冷却下来的蒸汽通过输气管16最终通入淡水箱17液面以下，让蒸汽遇水成水，实现提取淡水目的。

如图3A所示，橡胶块体12设计成楔形，橡胶块体12头部连接橡胶刮片13，尾部与伸缩推杆14相连接，当橡胶块体12推至倒三角挡板11时，橡胶刮片13可以把盐晶体推至倒三角挡板11坡上而在伸缩推杆14驱动橡胶刮片13往回拉时不会把盐晶体颗粒带回来。反复驱动橡胶刮片13使倒三角挡板11坡上的盐晶体越来越多，最终落入集盐槽10内。伸缩推杆14的前端与蒸发与气液对流玻璃箱2壁面相切，并与橡胶块体12连接，伸缩推杆14可采用电动式内缩型伸缩杆，工作时伸缩杆从伸缩推杆14中自动伸出，最远可将橡胶刮片13推至倒三角挡板11处。图3B中，蒸发与气液对流玻璃箱2在侧壁留有与伸缩推杆14连接口，伸缩推杆14固定好后连接口用橡胶管扎严密封，保证蒸发与气液对流玻璃箱2的气密性。

图4中，示意了倒三角挡板11是个紧贴黑陶底板3并与其成30°的楔体。倒三角挡板11一方面可以便于高咸水集聚在黑陶底板3上发生汽化、结晶且不流入到集盐槽10，另一方面可以配合橡胶刮片13、伸缩推杆14，使析出的盐晶体通过其最终掉入到集盐槽10内。

图5中，示意了冷却水套15通过与进水管1及输气管16相连接进行热交换，冷却水套15内的输气管设计成螺旋型，这种管型利于蒸汽与水套中的水进行热交换，冷凝效果更好，更有利于凝结成淡水，进水管1的高咸水通过冷却水套15后，进水管1内水温也有一定的升高，同时由于进水管1穿过冷却水套15也使得其温度降低。

本发明的工作过程如下：

将本发明安装在如南疆地区等日照时数长的地区，如图1、2所示，排盐沟排出的高咸水通过进水管1进入蒸发及气液对流玻璃箱2，在太阳光热作用下，蒸发及气液对流玻璃箱2内温度迅速升高产生水蒸气，在抽气泵6作用下，由蒸发及气液对流玻璃箱2、黑陶底板3、隔板4、抽气管5、抽气泵6、绝热蒸汽筒7、双向阀门8、回气管9组成的蒸发及气液对流发生单元内水蒸气快速循环，使得蒸发及气液对流玻璃箱2内压强降低，压强降低使得高咸水沸点降低，进一步提高了水转化成水蒸气的效率，随着蒸汽的不断蒸腾，高咸水达到饱和浓度，盐晶体开始析出。驱动伸缩推杆14控制橡胶块体12和橡胶刮片13回来推盐，将刮下来的盐推至倒三角挡板11上，掉入集盐槽10内，实现咸水去盐目的。

当蒸发及气液对流玻璃箱2内蒸汽较多时，打开双向阀门8，部分通过回气管9回到蒸发及气液对流玻璃箱2的前室内，另一部分通过回气管9进入冷却水套15与其进行热交换，使得输气管16管内蒸汽温度降低，输气管16设置成有一定的坡度，使得部分冷凝水自主流入淡水箱17，未冷却下来的蒸汽通过输气管16最终通入淡水箱17液面以下，让蒸汽遇水成水，实现提取淡水目的。

Claims (6)

1.一种气液对流型水盐分离装置，其特征是：包括进水管（1）、蒸发及气液对流玻璃箱（2）、抽气管（5）、绝热蒸汽筒（7）、回气管（9）、冷却水套（15）、输气管（16）、淡水箱（17）；所述蒸发及气液对流玻璃箱（2）设有黑陶底板（3），垂直于黑陶底板设有隔板（4），将蒸发及气液对流玻璃箱（2）均分成前、后两室，两室的尾部相通，进水管（1）经过冷却水套（15）之后与后室相连，后室、抽气管（5）、绝热蒸汽筒（7）依次相连，抽气管（5）上设有抽气泵（6），抽气泵（6）用于将热蒸汽从后室内抽出进入绝热蒸汽筒（7），绝热蒸汽筒（7）与回气管（9）相连，回气管（9）设有双向阀门（8），当双向阀门（8）单向开通时，热蒸汽通过回气管（9）回到前室内，当双向阀门（8）双向开通时，热蒸汽一部分通过回气管（9）回到前室内，另一部分通过回气管（9）依次进入冷却水套（15）、输气管（16）、淡水箱（17）。

2.根据权利要求1所述的气液对流型水盐分离装置，其特征是：所述蒸发及气液对流玻璃箱（2）内进一步分为左右两区，左区为集盐区，右区为蒸发及气液对流区，右区包括所述的前、后两室，集盐区主要包括集盐槽（10），所述的黑陶底板（3）位于右区，在黑陶底板的左端设有倒三角挡板11，用于防止右区的液体流入到集盐槽（10）。

3.根据权利要求2所述的气液对流型水盐分离装置，其特征是：进一步设有刮盐单元，刮盐单元包括橡胶块体（12）、橡胶刮片（13）、伸缩推杆（14），橡胶块体（12）紧贴着黑陶底板（3），橡胶块体（12）的前端连接着橡胶刮片（13），橡胶块体（12）的后端连接伸缩推杆（14），蒸发与气液对流玻璃箱（2）的右侧壁设有伸缩推杆（14）的连接口，驱动伸缩推杆（14）控制橡胶块体（12）和橡胶刮片（13）回来推盐，便于将刮下来的盐推至倒三角挡板（11）上，掉入集盐槽（10）内。

4.根据权利要求1所述的气液对流型水盐分离装置，其特征是：所述集盐槽（10）位于黑陶底板（3）的水平以下。

5.根据权利要求1所述的气液对流型水盐分离装置，其特征是：所述的进水管（1）为直管，所述的输气管（16）为螺旋型管，进水管（1）通过输气管（16）的中心位置，便于热交换。

6.根据权利要求1所述的气液对流型水盐分离装置，其特征是：所述的淡水箱（17）布置在地下。