CN108301462B - 一种基于分子筛膜空气制水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分子筛膜空气制水方法，先采用空气滤清器、压缩机对空气进行除杂、压缩；然后将压缩的空气导入分子筛膜制水装置中进行制水；最后将分子筛膜制水装置制备的水导入水过滤杀菌装置中进行净化，最终得到可直接饮用的水；所述分子筛膜制水装置包括壳体和设置在壳体内部的分子筛膜柱、离心电机，所述离心电机驱动分子筛膜柱转动进行空气制水。本发明的空气制水方法设计合理，可以得到纯净可饮用的水；本发明的制备装置通过温差提高空气制水的效率，通过分子筛膜拦截空气中的水分，凝结的水分在离心力的作用下富集，方便收集，本发明的装置简单便于推广，具有较好的经济效益。

Description

一种基于分子筛膜空气制水方法

技术领域

本发明属于空气制水的技术领域，具体涉及一种基于分子筛膜空气制水方法。

背景技术

随着全球经济的快速发展和人口的急剧膨胀，全球淡水资源越来越匮乏，且有限的淡水资源还在不停的被污染；并且目前主流的桶装饮用水存在着较严重的二次污染问题，如何解决饮水短缺问题，同时满足人们对健康安全饮用水的需求。空气制水装置是可行的解决方案之一，它能够直接将空气中的水蒸汽凝结净化，得到健康安全的饮用水。大型空气制水装置用途广泛，主要应用于海岛和山区等偏远缺水地区、供水恐怖袭击后的紧急救援、军队的行军供水、突发性水污染事件等。然而，大型空气制水装置的投入成本高，不能广泛的应用在生活中，同时小型的生活用空气制水技术的发展较为缓慢。

分子筛是一种微孔晶体材料，具有规整的孔道结构、良好的热稳定性和催化作用，分子筛膜是无机膜研究领域的前沿和热点之一。分子筛膜具有规则的微孔道结构，利用孔道的选择性吸附-扩散和筛分特性实现组分的分离，同时具有高的通量、选择性和稳定性，是优选的集水脱水材料。NaA分子筛膜具有八元环孔道结构（有效孔径0.42nm）和强亲水性，表现出很高的水分离选择性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分子筛膜空气制水方法，所述分子筛膜制水装置包括壳体和设置在壳体内部的分子筛膜柱、离心电机，所述离心电机驱动分子筛膜柱转动进行空气制水；所述壳体的底部最低处设置有出水口，所述壳体通过出水口连接水过滤杀菌装置；本发明通过离心电机带动分子筛膜离心制水，所述分子筛膜通过吸附空气中的水分进行制水；本发明可以通过产生温度差实现空气中水分的冷凝，加快了空气制水的速度，提高了空气制水的效率；本发明的制备方法简单易操作，本发明可以实现小型装置空气制水，方便推广，具有较好的实用性。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种基于分子筛膜空气制水方法，主要包括以下步骤：

步骤A1：采用空气滤清器、压缩机对空气进行除杂、压缩；

步骤A2：将压缩的空气导入分子筛膜制水装置中进行制水；

步骤A3：将分子筛膜制水装置制备的水导入水过滤杀菌装置中进行净化，最终得到可直接饮用的水；

所述分子筛膜制水装置包括壳体和设置在壳体内部的分子筛膜柱、离心电机，所述离心电机设置在壳体的底部，且离心电机驱动分子筛膜柱转动进行空气制水；所述壳体的底端的最低处设置有出水口，所述壳体通过出水口连接水过滤杀菌装置；所述分子筛膜制水装置与压缩机连接处设置有加热装置，且分子筛膜制水装置的内部设置有冷凝装置。

所述加热装置、冷凝装置、水过滤杀菌装置为现有技术且不是本发明的改进点，故不再赘述。所述空气滤清器、压缩机为现有技术，故不再赘述。本发明通过工作电源进行供电，所述工作电源的供电方式为现有技术且不是本发明的改进点，故不再赘述。所述分子筛膜为现有技术，故不再赘述。

所述分子筛膜的表面为亲水性，因此可以吸附空气中水分子，从而实现空气制水；在集水膜与压缩机之间设置有加热装置，且集水膜的内部设置有冷凝装置，所述空气在冷热温差的影响下可以使得空气中的水分在分子筛膜上冷凝，提高了空气制水的速率和效率，具有较好的实用性。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述分子筛膜柱为倒置的圆台型，且分子筛膜柱由从内至外依次设置的多层NaA分子筛膜组成。所述分子筛膜柱为倒置的圆台型，且分子筛膜柱由多层NaA分子筛膜组成且NaA分子筛膜从内至外依次轴向排布。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述分子筛膜柱包括NaA分子筛膜和多孔的螺旋型叶片，所述NaA分子筛膜贴合在螺旋型叶片的表面。

本发明在制水过程中，所述离心电机带动分子筛膜柱做离心运动，从而带动压缩的空气进入分子筛膜柱，含水空气透过分子筛膜，空气中的水分吸附在分子筛膜上，当空气中的水分集结较多形成水珠时，水珠在离心力的作用下收集在壳体的底部并经出水口进入水过滤杀菌装置处理。

为了更好的实现本发明，进一步的，还包括控制器和设置在壳体内部的喷淋装置，所述喷淋装置包括喷头、水泵和设置在壳体的外侧的盐水储水装置；所述喷头通过水泵连接盐水储水装置；所述盐水储水装置的底部设置有离子浓度传感器和水位传感器，所述控制器分别连接压缩机、加热装置、冷凝装置、水泵、离子浓度传感器、水位传感器。

所述分子筛膜制水装置在使用过程中，喷洒盐水可以较好的吸收空气中的水分；所述盐水储水装置可以定期加入配制一定浓度的盐水，本发明可以通过离子浓度传感器检测盐水的浓度，本发明通过水位传感器检测盐水储水装置中的水位，从而方便提醒用户；所述离子浓度传感器和水位传感器为现有技术，故不再赘述。所述盐水储水装置可以为独立的装置，所述装置中可以有搅拌装置，从而实现自动配置盐溶液。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述水过滤杀菌装置内含有反渗透膜。所述反渗透膜为现有技术，故不再赘述。

反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构件；反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜 而将这些物质和水分离开来；反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过分子筛膜制水装置进行空气制水，并通过水过滤器杀菌装置消毒过滤水，制备得到可直接引用的生活用水；本发明的空气制水方法设计合理，可以得到纯净可饮用的水，具有较好的实用性；

（2）所述分子筛膜制水装置包括壳体和设置在壳体内部的分子筛膜柱、离心电机，所述离心电机驱动分子筛膜柱转动进行空气制水；所述壳体的底部最低处设置有出水口，所述壳体通过出水口连接水过滤杀菌装置；所述分子筛膜制水装置与压缩机连接处设置有加热装置，且分子筛膜制水装置的内部设置有冷凝装置；本发明的制备装置通过冷热温差提高空气制水的效率，本发明通过分子筛膜拦截空气中的水分，凝结的水分在离心力的作用下富集，方便收集，本发明的装置简单，装置设备为小型结构，便于推广，具有较好的经济效益；

（3）还包括控制器和设置在壳体内部的喷淋装置，所述喷淋装置包括喷头、水泵和设置在壳体的外侧的盐水储水装置；所述喷头通过水泵连接盐水储水装置；所述盐水储水装置的底部设置有离子浓度传感器和水位传感器，所述控制器分别连接压缩机、加热装置、冷凝装置、水泵、离子浓度传感器、水位传感器；本发明通过在分子筛膜制水装置内部喷洒盐水加快空气中水分的吸收，从而提高了空气制水的效率。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明的分子筛膜集水装置的结构示意图；

图3为本发明的制水装置的原理框图；

图4为分子筛膜柱的结构示意图。

其中：1-加热装置、2-分子筛膜制水装置、3-水过滤杀菌装置、4-冷凝装置、5-分子筛膜柱、6-离心电机、7-出水口。

具体实施方式

实施例1：

一种基于分子筛膜空气制水方法，主要包括以下步骤：

步骤A1：采用空气滤清器、压缩机对空气进行除杂、压缩；

步骤A2：将压缩的空气导入分子筛膜制水装置2中进行制水；

步骤A3：将分子筛膜制水装置2制备的水导入水过滤杀菌装置3中进行净化，最终得到可直接饮用的水；

所述分子筛膜制水装置2包括壳体和设置在壳体内部的分子筛膜柱5、离心电机6，所述离心电机6驱动分子筛膜柱5转动进行空气制水；所述壳体的底部最低处设置有出水口7，所述壳体通过出水口7连接水过滤杀菌装置3；所述分子筛膜制水装置2与压缩机连接处设置有加热装置1，且分子筛膜制水装置2的内部设置有冷凝装置4。

如图1所示，潮湿的空气首先经过空气滤清器进行初步除尘，然后进入压缩机，所述压缩机将风流导入分子筛膜制水装置2，且压缩机与分子筛膜制水装置2的之间设置有加热装置1，所述加热装置1将空气加热之后导入分子筛膜制水装置2；所述分子筛膜制水装置2将空气中的水富集后导入水过滤杀菌装置3，富集的水经过过滤杀菌后得到可以直接引用的水。

本发明的空气制水方法设计合理，可以得到纯净可饮用的水，具有较好的实用性；本发明的制备装置通过冷热温差提高空气制水的效率，本发明通过分子筛膜拦截空气中的水分，凝结的水分在离心力的作用下富集，方便收集，本发明的装置简单，装置设备为小型结构，便于推广，具有较好的经济效益。

实施例2：

本发明是在实施例1的基础上进一步优化，如图2所示，所述分子筛膜柱5包括NaA分子筛膜和多孔的螺旋型叶片，所述NaA分子筛膜贴合在螺旋型叶片的表面；所述NaA分子筛膜具有八元环孔道结构和强亲水性，表现出很高的水分离选择性。

本发明在制备过程中，所述离心电机6带动分子筛膜柱5做离心运动，从而带动压缩的空气进入分子筛膜柱5，含水空气透过分子筛膜，空气中的水分吸附在分子筛膜上，当空气中的水分集结较多形成水珠时，水珠在离心力的作用下收集在壳体的底部并经出水口7进入水过滤杀菌装置3处理。

本发明的空气制水方法设计合理，可以得到纯净可饮用的水，具有较好的实用性；本发明的制备装置通过冷热温差提高空气制水的效率，本发明通过分子筛膜拦截空气中的水分，凝结的水分在离心力的作用下富集，方便收集，本发明的装置简单，装置设备为小型结构，便于推广，具有较好的经济效益。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例1的基础上进一步改进，如图4所示，所述分子筛膜柱5为倒置的圆台型，所述分子筛膜柱5为倒置的圆台型，且分子筛膜柱5由多层NaA分子筛膜组成且NaA分子筛膜从内至外依次轴向排布。

本发明在制备过程中，所述离心电机6带动分子筛膜柱5做离心运动，从而带动压缩的空气进入分子筛膜柱5，含水空气透过分子筛膜，空气中的水分吸附在分子筛膜上，当空气中的水分集结较多形成水珠时，水珠在离心力的作用下收集在壳体的底部并经出水口7进入水过滤杀菌装置3处理。

本发明的空气制水方法设计合理，可以得到纯净可饮用的水，具有较好的实用性；本发明的制备装置通过冷热温差提高空气制水的效率，本发明通过分子筛膜拦截空气中的水分，凝结的水分在离心力的作用下富集，方便收集，本发明的装置简单，装置设备为小型结构，便于推广，具有较好的经济效益。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例是在实施例1-3任一个的基础上进一步改进，还包括控制器和设置在壳体内部的喷淋装置，所述喷淋装置包括喷头、水泵和设置在壳体的外侧的盐水储水装置；所述喷头通过水泵连接盐水储水装置；所述盐水储水装置的底部设置有离子浓度传感器和水位传感器，如图3所示，所述控制器分别连接压缩机、离心电机6、加热装置1、冷凝装置4、水泵、离子浓度传感器、水位传感器。

所述分子筛膜制水装置2在使用过程中，喷洒盐水可以较好的吸收空气中的水分；所述盐水储水装置可以定期加入配制一定浓度的盐水，本发明可以通过离子浓度传感器检测盐水的浓度，本发明通过水位传感器检测盐水储水装置中的水位，从而方便提醒用户。

本发明的空气制水方法设计合理，可以得到纯净可饮用的水，具有较好的实用性；本发明的制备装置通过冷热温差提高空气制水的效率，本发明通过分子筛膜拦截空气中的水分，凝结的水分在离心力的作用下富集，方便收集，本发明的装置简单，装置设备为小型结构，便于推广，具有较好的经济效益。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于分子筛膜空气制水方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

步骤A1：采用空气滤清器、压缩机对空气进行除杂、压缩；

步骤A2：将压缩的空气导入分子筛膜制水装置（2）中进行制水；

步骤A3：将分子筛膜制水装置（2）制备的水导入水过滤杀菌装置（3）中进行净化，最终得到可直接饮用的水；

所述分子筛膜制水装置（2）包括壳体和设置在壳体内部的分子筛膜柱（5）、离心电机（6），所述离心电机（6）设置在壳体的底部，且离心电机（6）驱动分子筛膜柱（5）转动进行空气制水；所述壳体的底端的最低处设置有出水口（7），所述壳体通过出水口（7）连接水过滤杀菌装置（3）；所述分子筛膜制水装置（2）与压缩机连接处设置有加热装置（1），且分子筛膜制水装置（2）的内部设置有冷凝装置（4）。

2.根据权利要求1所述的一种基于分子筛膜空气制水方法，其特征在于，所述分子筛膜柱（5）为倒置的圆台型，且分子筛膜柱（5）由从内至外依次设置的多层NaA分子筛膜组成。

3.根据权利要求1所述的一种基于分子筛膜空气制水方法，其特征在于，所述分子筛膜柱（5）包括NaA分子筛膜和多孔的螺旋型叶片，所述NaA分子筛膜贴合在螺旋型叶片的表面。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于分子筛膜空气制水方法，其特征在于，还包括控制器和设置在壳体内部的喷淋装置，所述喷淋装置包括喷头、水泵和设置在壳体的外侧的盐水储水装置；所述喷头通过水泵连接盐水储水装置；所述盐水储水装置的底部设置有离子浓度传感器和水位传感器，所述控制器分别连接压缩机、离心电机（6）、加热装置（1）、冷凝装置（4）、水泵、离子浓度传感器、水位传感器。

5.根据权利要求4所述的一种基于分子筛膜空气制水方法，其特征在于，所述水过滤杀菌装置（3）内含有反渗透膜。

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