CN1072394A

CN1072394A - 一种磁性离子分离净化水装置

Info

Publication number: CN1072394A
Application number: CN 91110626
Authority: CN
Inventors: 石行
Original assignee: Xicheng Xinkai General Testing Factory Beijing City
Current assignee: Xicheng Xinkai General Testing Factory Beijing City
Priority date: 1991-11-15
Filing date: 1991-11-15
Publication date: 1993-05-26

Abstract

一种磁性离子分离净化水装置，它可用于海水净化、各种金属盐类的浓缩等。它有输液管、净水排水口、浓缩液排出口。其特征在于：在混合溶液输液管两侧有在其内腔中形成一个永磁场的永磁体，在另两侧装有有一定透水率的透液板，使之与浓缩液排出口相通。盐水混合液以一定速度穿过磁场时，在洛仑兹力的作用下，其中的金属正离子和酸根负离子分别向两边偏离，通过透液板排入浓缩液排出口，而输液管末端与净水排水口相连，得到净化水。结构简单。

Description

一种磁性离子分离净化水装置，它适用于海水以及工业废水的净化处理、各种金属盐类的浓缩等。

现在已有的海水淡化方法，多是使用下面的4种方法。

1.蒸馏法。采用使水分子气化的方法，与原海水中的盐分分离，然后把水蒸汽冷却凝结。这种方法能量消耗很大，多用在对水净化度要求较高的医疗以及核动力舰船上使用。

2.化学净化法。在要进行净化的含盐分水中加入适当的化学制剂，使水中的盐分产生化学变化而沉淀或是生成络合物而沉淀，从而分离水中的盐离子，这种方法要消耗较多的化学制剂，同时，净化后的水中可能含有未反应的化学制剂而造成新的“污染”，不符合长期用水标准。

3.使用渗析方法。利用特殊渗透膜进行水的净化，在渗透膜的一边加入高压盐水溶液，由于渗透膜只允许水分子通过，在渗透膜的另一边得到不含盐分的净水，从而达到净化水的目的。这种方法所用的渗透膜是一种很昂贵的材料，不易推广使用，而且必须使用高压，才能得到较高的净化水产量。

4.电泳分离法。使用在混合溶液中加入静电电极，用静电吸附产生浓度差的方法，抽取电极附近溶液能达到缩的目的。这种方法由于电极不能做得很大，分离量不大，另外对象盐离子溶液需要较大的电能，所以一般只用在医疗及医药生产中。

本发明的目的是发明一种磁性离子分离净化水装置，它利用磁场作用使各种含有盐离子的水溶液得到净化或浓缩分离水溶液中的有用离子。其结构结构简单，不使用电源，成本低廉。

本发明的结构如附图1所示，它有混合溶液输液管1、净水排水口2、浓缩液排出口3，其特征在于：在混合溶液输液管1两侧有在其内腔中形成一个永磁场的永磁体4，形成的磁场垂直于输液管1的轴线方向，在与磁场和输液管1轴线都垂直的输液管1两侧装有使输液管1与浓缩液排出口3相通的透液板5，输液管1的末端与净水排水口2相连，透液板5是由普通多孔材料制造的透水板或在固体材料上打多个孔的透液板，输液管1使用电绝缘材料制造。

本发明的工作原理如下。

使用泵或其它方法（如高差）使海水或是含盐离子的混合溶液从输液管1中通过，并具有一定的速度。由于海水或混合溶液中的盐离子（金属离子和酸根离子）是带电的，在以一定速度通过磁场时，受到洛仑兹力的作用，使这些离子产生与磁场和流动方向都垂直的加速运动，正离子（金属离子）集中到一边，负离子（酸根离子）集中到一边。虽然在集中时将产生一个电场，阻止这种集中的趋势，但在一定流速下电场力与洛仑兹力有一个平衡点，而电场的大小是由离子浓度在垂直于磁场和流速方向的分布来建立的，从而得到两边的离子浓度大，中间离子浓度小的效果。由于在磁场两边有透液板5把两侧高离子浓度的溶液引出到浓缩液排出口3，而中间离子浓度较低的水溶液则通过净水排水口2排出。虽然在液速比较低时，浓度差比较低，单级的净化率不高，但多级使用就可以得到所要求的净化度。

本发明使用磁场使溶液中的离子分离，而不用外加电源，达到了含盐离子水的净化或是浓缩水溶液中有用离子的目的。由于只是在输液管两侧加入永磁体产生一个固定磁场和在与磁场垂直的两侧装上与浓缩液出口相通的透液板，结构非常简单，对加工等要求很低。没有使用如渗析分离中用到的昂贵的渗透膜，也没有使用在净化过程中所需要消耗的化学制剂，因而成本低廉。

在本发明中，永磁体4可以使用普通铁氧体制造，也可以使用磁钢制造，而最优的是使用采用哌铁硼稀土永磁材料制造，有较强的磁场强度，而磁场强度正比于浓度梯度。

本发明中，由两侧透液板5连通的浓缩液排出口3可以是连成一体的一个整体。浓缩液排出口3的腔体包在输液管外面，其横剖面图如附图2所示，使在两侧透液板5分别排出的带正负离子溶液混合以降低透液板5两侧的电位差，提高净化率。

在本发明中，由两侧透液板5连通的浓缩液排出口3可以是分开的两体。两个浓缩液排出口3的腔体分别在输液管两侧，其横剖面图如附图3所示，在两侧腔体中分别设置一个电极6和7，并使用导体8使之相连，通过导体8使两腔的电位保持一定。这样，本发明不仅可用于净化盐水溶液，而且在正极腔中，由于金属正离子的增多，通过电极得到电子析出金属附着于电极上，或是析出氢气，得到碱溶液。

在使用分开的双浓缩液排出口3时，由于在电极处有一定的折出电位差，因而对于水的净化率将降低，主要用于浓缩盐溶液的场合，并应加大输液管1中液体的流速。

在本发明中的透液板5，可以用多种材料制成，如石棉、毛毡等，也可以用金属丝或非金属丝等编织或压接交联而成，还可以在如金属板或塑料、陶瓷等非金属板上加工出孔洞而成。其透水率根据分离净化的要求而定，可以在50%～5%之间，在要求净化率高一些（含盐量减小量多）而被净化水源丰富（如在海边）时，可以采用高透水率的透液板5，反之，被净化水源比较缺乏要求有较高的净化水获得率时，可以用透水率较低的透液板5。本发明可以多级使用，如为得到较低含盐量的净化水，可以采用多级串联的形式，如附图4所示。上一级的净水排出口2与下一级的输液管1入口相连，进行多级净化。为得到较高的净化水获得率，则可以采用多级本发明并联的形式，如附图5所示。上一级的浓缩液排出3与下一级的输液管1进口相连，而下一级的净水排出口2与上一级的输液管1进口并联。这样，在上一级浓度有一定提高但还含有较多水分的浓缩液被下一级净化，它所净化降低浓度的溶液与上一级的输入液浓度一致。循环净化以增加净化水的获得率。多级并联的最终浓缩液排出口3所排浓缩液浓度较高。本发明还可以使用混合串并联的形式，既有较高的净化率，又有较高的净化水获得率。

本发明输液管1由绝缘材料制造，以消除导体导电对离子浓度分布电场的影响。本发明中的透液板5不必在整个永磁体4所在的轴向长度上都安装。在永磁体4对应的前半段可以没有。在永磁体4的外面两极可以用软铁类导磁材料连接，以减小磁阻和磁体对外界的干扰。

Claims

1、一种磁性离子分离净化水装置，它有混合溶液输液管1、净水排水口2、浓缩液排出口3，其特征在于：在混合溶液输液管1两侧有在其内腔中形成一个永磁场的永磁体4，形成的磁场垂直于输液管1的轴线方向，在与磁场和输液管1轴线都垂直的输液管1两侧装有使输液管1与浓缩液排出口3相通的透液板5，输液管1的末端与净水排水口2相连，透液板5是由普通多孔材料制造的透水板或在固体材料上打多个孔的透液板，输液管1使用电绝缘材料制造。